Расчет объемов тампонажного раствора, жидкости затворения, количества материалов

3.1. Объем затворяемого тампонажного раствора V_mp, м³

,                                       (6)

где V_i - объем i -го участка ствола скважины с поперечными размерами, мало отличающимися на данном участке, м³;

D, d - наружный диаметр колонны и внутренний нижнего участка соответственно, м;

L - протяженность интервала цементирования, м;

h - высота цементного стакана в колонне, м;

i - количество рассматриваемых участков;

K ₁ - коэффициент потерь тампонажного раствора, 1,0-1,03.

 

Таблица П3.5

 

№ п.п.	Породы, слагающие цементируемую зону	Состав жидкости затворения	Плотность, кг/м^3	Содержание соли в 1 м^3 жидкости затворения, кг
1.	Галит	Насыщенный раствор хлорида натрия	1190	300
2.	Бишофит	Насыщенный раствор бишофита хлорида магния	1320	480
3.	Сульфаты	Техническая вода	1000	-
4.	Минерализованная среда	Техническая вода	1000	-
5.	Многолетнемерзлые породы (ММП)	2% раствор CaCl2	1015	20
6.	-"-	4% раствор CaCl2	1032	41
7.	-"-	6% раствор CaCl2	1049	63

 

Величины V_i должны выдаваться геофизическим предприятием по результатам интерпретации кавернопрофилеграмм или рассчитываться по усредненному условному диаметру ствола скважины с учетом опыта их расшифровки в данном районе. Допускается расчет V_i производить для однотипных условий бурения, кроме газовых и газоконденсатных скважин, по установленным в данном районе базовым данным.

Величина K ₁ принимается равной 1,03 при затворении цемента без применения, как исключение, осреднительной емкости; 1,01-1,03 с применением осреднительной емкости; 1,0 при затворении закрытым способом (прил. 6 к Инструкции). По согласованию между подрядчиком и заказчиком коэффициент запаса может быть увеличен в случае бурения и цементирования скважин в условиях частичных поглощений.

Объем тампонажного раствора рассчитывается отдельно для каждой рецептуры, а также для каждой ступени цементирования.

3.2. Количество цемента, потребное для приготовления 1 м³ тампонажного раствора G, кг/ м³

,                                                      (7)

где r _ц, r _тр, r _жз - плотности соответственно сухого цемента, раствора и жидкости затворения, кг/м³.

Плотность сухой массы стандартных цементов по видам дается в табл. П3.2. Плотности других тампонажных материалов следует определять известным методом.

3.3. Общая масса цемента для приготовления расчетного объема тампонажного раствора G _ц, кг

G _ц = K ₂ G V _тр,                                                          (8)

где K ₂ - коэффициент запаса, учитывающий потери цемента на отсев при загрузке и распылении при загрузке и затворении, 1,01-1,05.

Для свежего цемента, хранящегося во влагонепроницаемой упаковке (таре), принимается K ₂ = 1,01.

3.4. Выход раствора из 1000 кг цемента V _тр, м³, определяется в лаборатории экспериментально.

Для приближенного расчета можно пользоваться формулой

,                                                 (9)

или по упрощенному выражению , (10)

где  - водотвердое (водоцементное отношение).

Замеренный выход тампонажного раствора может дать завышенное значение, если при затворении цемента раствор вспенивается за счет вовлечения воздуха при перемешивании раствора. В этом случае выход раствора следует определять расчетным путем.

3.5. Объем жидкости затворения V _жз, м³

,                                                       (11)

где K _з - коэффициент запаса жидкости затворения, принимаемый 1,03-1,10.

Повышенное значение K _з принимается, если после закачивания тампонажного раствора в скважину цементировочные агрегаты промываются остатками необработанной жидкости затворения. При использовании для обработки тампонажных растворов химических реагентов принимать минимальное значение K _з, а промывку цементировочных агрегатов осуществлять технической водой.

3.6. Величина добавки химических реагентов задается, как правило, в % от массы цемента. Количество химического реагента q_xp в кг, содержащегося в 1 м³ жидкости затворения, определяется по формуле

,                                                        (12)

где а - количество химического реагента в % от массы цемента.

Общее количество химического реагента Q_xp для V _жз, кг

Q_xp = q_xp V _жз                                                        (13)