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

к. =

гвО пл Т а б л и ц а 1 0.5

Виды буферных жидкостей

( 1 0. 1 5)

Область применения

Вода

Нефть и нефтепродукты

Утяжеленные (на солевой и полимерной основах)

Водные растворы солей Растворы кислот

Аэрированные

Эрозионные (водопесчаные)

Незамерзающие

С низкой водоотдачей

Вязкоупругий разделитель

В устойчивых породах, не подверженных набуханию при кратковременном воздействии потока воды При бурении с промывкой нефтеэмульсионными растворами или когда ствол скважины цементируется нефте-эмульсионными тампонажными растворами Когда применение больших объемов легких жидкостей связано с опасностью выброса или обвалами и осыпями; при наличии сильно кавернозных зон в стволе скважины В разрезах с наличием соляных куполов Для удаления фильтрационной корки и остатков бурового раствора со стенок скважины в интервале продуктивного пласта

При наличии в разрезе зон поглощений, затрудняющих цементирование при больших коэффициентах уширения ствола

При наличии в стволе больших каверн, стенки которых сложены глинистыми породами В зонах многолетнемерзлых пород

На месторождениях с низкими градиентами пластовых давлений; при наличии в разрезе поглощающих пластов или малопрочных пропластков, склонных к осыпям и обвалам

В суженных и расширенных частях ствола скважины для обеспечения вытеснения бурового раствора (имеет ограниченное применение из-за ряда недо- статков)

2пл - расстояние от поверхности до продуктивного горизонта; рпл -пластовое давление, МПа.

Если расчетное значение высоты столба буферной жидкости по формуле (10.14) будет больше расстояния от устья скважины до уровня цементного раствора в заколонном пространстве, то необходимо плотность буферной жидкости выбирать из соотношения

рр < рб < рц.р.

Плотность цементного раствора рц.р выбирается на 200- 250 кг/м3 больше плотности бурового раствора рр. Плотность буферной жидкости регулируется путем изменения концентрации водорастворимых солей.

Высота столба буферной жидкости в заколонном пространстве кб обычно принимается равной 1 50-220 м, что оказывается вполне достаточным для обеспечения хорошего качества цементирования.

Рис. 10.4. Схема цементирования обсадной колонны

Пример 10.5. Провести расчет одноступенчатого цементирования при следующих условиях: обсадная колонна диаметром 273 мм спущена на глубину Н = = 2000 м; диаметр скважины Dскв = 320 мм; высота подъема цементного раствора за колонной Нц = 1500 м; плотность бурового раствора рр = 1350 кг/м3; плотность цементного раствора рцр = 1860 кг/м3; упорное кольцо установлено на высоте 20 м от башмака колонны, т.е. высота цементного стакана А = 20 м; объем цементного стакана Vц.с = 1,04 м3. Пластовое давление продуктивного горизонта рпл = 25 МПа; расстояние от продуктивного горизонта 2пл = 1900 м. Принята расчетная схема, приведенная на рис. 10.4.

Р е ш е н и е. 1. Определяем высоту столба буферной жидкости по формуле (10.14), предварительно найдя коэффициент аномальности по формуле (10.15):

= 25(0,01-1900 = 132.

В качестве буферной жидкости принимаем водный раствор солей NaCl плотностью 1 ,080 кг/м3, тогда

(1,35 - 1,32 1,0)1900

1,35 -1,08

кб =-= 211,0 м.

Принимаем кб = 210 м.

2. Определяем высоту столба бурового раствора за колонной: кр = Н - (Нц + кб) = 2000 - (1500 + 210) = 290 м.

3. Находим требуемый объем цементного раствора:

(D - d1 ) H ц + d 2 к

(1 0.1 6)

где K1 - коэффициент заполнения каверн, K1 = 1,15; d1 - наружный диаметр обсадных труб, d1 = 273 мм; d2 - внутренний диаметр обсадных труб, d2 = 255 мм. Получаем Vц = 0,8[1,15(0,3202 - 0,2732)1500 + 0,2552 20] = 38,4 м3.

4. Требуемая масса сухого цемента

G = V р -K2, (10.17)

1 + m

где m - водоцементное отношение, m = 0,5; K2- коэффициент, учитывающий потери, K2 = 1,05;

Тогда ац = 38,4 1860 (1 + 0,5) 1,05 = 50 000 кг = 50 т.

5. Количество воды для приготовления расчетного объема цементного раствора

Vв = двОц, (10.18)

где дв - единичный расход воды на 1 т сухого цемента, дв = 0,5 м3/т. Отсюда Ув = 0,550 = 25 м3.

6. Требуемый объем продавочного раствора:

Vпр =(H - к) + Vм , (10.19)

где д - коэффициент сжимаемости бурового раствора, д = 1,04; Vм - вместимость мани-фольда, Vi, = 0,8 м3.

Тогда Vпр= 1,040,80,2552(2000 - 20) + 0,8 = 108,0 м3.

Если обсадная колонна составлена из труб с различной толщиной стенок, то объем продавочной жидкости находят как сумму объемов интервалов обсадных труб с одинаковой толщиной стенок.

7. Определяем максимальное давление перед посадкой верхней пробки на упорное кольцо по формуле

Pmax = Р1 + Р2, (10.20)

где р1 - давление, создаваемое за счет разности плотности жидкости в затрубном пространстве и в трубах,

Р1 = 0,01 [кррр + кбрб + Нцрц - крц - (H - к)рр]; (10.21)