Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 [ 111 ] 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152

рв.у = (рц.р - pпр.ж)gh = (1700 - 1450)-9,8-2350-10-6 = 5,75 МПа.

По данным выполненного расчета строится эпюра внутреннего давления (см. рис.

9.3).

3. Построение эпюры наружного избыточного давления.

Эпюра наружного избыточного давления строится для наиболее неблагоприятных условий нагружения колонны, когда в конце эксплуатации внутреннее давление снижается до минимума.

Расчет избыточного наружного давления в характерных точках эпюры. На глубине 150 м рн.и150 = рн150 = 1,6 МПа; на глубине 190 м рн.и190 = рн190 = 2,0 МПа. На глубине 590 м в кровле водоносного пласта рн.и590 = рн590 = 6,36 МПа. В водоносном пласте: на глубине 590 м

рн.и590 = рн590 = 7,52 МПа;

на глубине 71 0 м

рн.и710 = рн710 = 9,04 МПа.

Так как толщина водоносного пласта менее 200 м, в интервале 590-710 м давление принимается постоянным рн.и = (7,52 + 9,04)/2 = 8,28 МПа. В подошве водоносного пласта на глубине 71 0 м

рн.и710 = рн710 = 7,65 МПа.

В кровле продуктивного пласта на глубине 2300 м

рн.и2300 = 24,8 - 5,5 = 19,3 МПа.

В продуктивном пласте: на глубине 2300 м

рн.и2300 = 30,5 - 5,5 = 25,0 МПа;

на глубине 2350 м рн.и2350 = 30,5 - 6,0 = 24,5 МПа.

4. Построение эпюры внутреннего избыточного давления.

Как показывает расчет, внутреннее давление в нефтяной скважине достигает наибольших значений при опрессовке обсадной колонны.

Расчет внутреннего избыточного давления в характерных точках эпюры. На устье скважины при опрессовке рв.и = 1 2,2 МПа.

На глубине 150 и 190 м рв.и150 = 14,3 - 1,6 = 12,7 МПа и рв.и190 = 14,9 - 2,0 = = 12,9 МПа соответственно.

В кровле водоносного пласта на глубине 590 м

рв.и590 = 20,6 - 6,36 = 14,24 МПа.

В водоносном пласте на глубине 590 и 710 м рв.и590 = 20,6 - 7,52 = 13,08 МПа и рв.и710 = 22,3 - 9,04 = 1 3,26 МПа соответственно.

На глубине 71 0 м в подошве водоносного пласта

рв.и710 = 22,3 - 7,65 = 14,65 МПа.

На глубине 2300 м в кровле продуктивного пласта

рв.и2300 = 44,9 - 24,8 = 20,1 МПа.

В продуктивном пласте на глубине 2300 и 2350 м рв..и2! = 44,9 - 30,5 = 14,4 МПа и рв.и2350 = 45,6 - 30,5 = 15,1 МПа соответственно.

5. Выбор типа обсадных труб для комплектования эксплуатационной колонны.

По табл. 9.2 для жидкой среды выбираем трубы ОТТГ со смазкой Р-2. Эти трубы рекомендуются к использованию при внутреннем избыточном давлении до 25 МПа и интенсивности искривления до 1 0°/1 0 м. Выше кровли продуктивного пласта, где интенсивность искривления не превышает 5°/10 м, возможно использование труб ОТТМ.

6. Расчет эксплуатационной колонны для направляющего участка.

Для нижней секции в интервале продуктивного пласта с учетом коэффициента запаса прочности кз = 1,2 нужны трубы с критическим давлением смятия ркр > > 1,2-25,0 = 30

МПа.

По табл. 9.5 выбираем трубы ОТТГ из стали группы прочности Д с толщиной стенки 10,9 мм с ркр = 29,8 МПа, коэффициент запаса кз = 29,8/25,0 = 1,19. Длина 1-й секции l1 = 2416 - 2331,5 + 50 = 134,5 - 135 м. Вес 1-й секции Р1 = 0,498-135 = 67,23 кН (см. табл. 9.14).

Нагрузка на верхнем конце секции с учетом искривления ствола с интенсивностью г = 9,6°/10 м

Рв.к = 67,23 + 1820 = 1887,23 кН (см. табл. 9.23).

Так как в табл. 9.23 отсутствуют данные для труб диаметром 193,7 мм, дополнительная нагрузка Рдоп = 1 820 кН принята для труб диаметром 1 68,3 мм с максимальной толщиной стенки 1 2,1 мм.

Скорректированное критическое давление с учетом нагрузки растяжения

1 - 0, = 29,8

( 67,23

1 -0,3 = 29,8(1 -0,028) = 29,0 МПа.

2372 )

ЧУ"

Поскольку < 30,0 МПа, для 1-й секции принимаем трубы из стали группы прочности Д с толщиной стенки 1 2,7 мм и ркр = 37,5 МПа (см. табл. 9.5). Вес 1-й секции Р1 = 0,571-135 = 77,1 кН.

Нагрузка на верхнем конце секции с учетом искривления ствола Рв.к. = 77,1 + 1 820 = = 1897,1 кН. Допустимая нагрузка растяжения [P1] = 2187 кН (см. табл. 9.10).

Для секции 2 выбираем трубы из стали группы прочности Д с толщиной стенки 9,5 мм, ркр = 23,4 МПа > 19,3 МПа.

Как следует из табл. 9.14, трубы ОТТГ - 193,8 с толщиной стенки менее 9,5 мм не выпускаются, поэтому трубами 2-й секции обсадную колонну можно комплектовать до поверхности.

В соответствии с правилами при интенсивности искривления до 3°/1 0 м расчет обсадных труб диаметром свыше 1 68,3 мм ведется, как для вертикальной скважины. Определим суммарный вес двух секций:

Р1-2 = 77,1 + 0,440(2416 - 135) = 77,1 + 1003,6 = 1080,7 кН.

Допускаемая нагрузка растяжения для 1 93,7-мм труб типа ОТТГ из стали группы прочности Д с толщиной стенки 9,5 мм [P2] = 1677 кН (см. табл. 9.10).

Вес двух секций значительно ниже допустимой нагрузки растяжения, поэтому принимаем колонну из двух секций (табл. 9.20).

Избыточное давление рв.и = 32,5 МПа (см. табл. 9.8) при давлении опрессовки 12,2 МПа. Трубы секции имеют большой запас прочности.

9.7. РАСЧЕТ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ ДЛЯ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ СКВАЖИНЫ

Так как горизонтальная скважина представляет собой разновидность наклонно направленной и различие состоит только в том, что ее конечный интервал проходится в горизонтальном направлении или под небольшим углом к нему, поэтому особенности расчета обсадной колонны и выбора обсадных труб в основном относятся к этому конечному интервалу.

Наружное избыточное давление определяется по разности

рн.и z = рн z - рв z,

и внутреннее давления, рас-

где рн z и рв z - соответственно наружное считанные по глубине.

Если при расчете обсадной колонны руководствуются ее длиной в наклонном стволе, то приведение глубины по стволу к вертикальной производится расчетным путем по зенитному углу или графическим методом по построенному в масштабе профилю.

Наружное давление на колонну определяется по тем же правилам, что и для вертикальной скважины, а избыточное наружное давление в зацементированной части колонны рассчитывается по разности наружного гидростатического давления бурового и цементного растворов (по интервалам за колонной) и внутреннего давления с учетом коэффициента разгрузки колонны:

рн.и z = (рн z - рв z)(1 - к),

(9.30)

где к - коэффициент разгрузки.

Значение коэффициента к принимается в зависимости от диаметра обсадной колонны.

Диаметр обсадной колонны, мм .

11 4-1 78 1 94-245

273-324 340-508

Конструкция эксплуатационной колонны диаметром 193,7 мм для направляющего участка