Расчет основных параметров бурового раствора.

Плотность бур. раствора (на основе эквивалента пластового давления):

k₃ – коэффициент запаса на величину репрессии на пласт;
ρ_Э-ПЛ – эквивалент пластового давления.

Эквивалент – это плотность жидкости, столб на конкретной глубине создает давление равное пластовому (поровому) давлению.

Где Р_ПЛ, Р_ГР, Р_ПГ – пластовое давление, давление гидроразрыва, поглощения соответственно, кгс/см³;
Н – глубина залегания рассматриваемого пласта, м.
Расчет плотности бурового раствора из условия предупреждения ГНВП:

Интервал глубин, м	<1200	1200-2500	>2500
k3	1,1-1,15	1,05-1,10	1,04-1,07
Репрессия на пласт	1,5	2,5	3,5

- для скважин глубиной более 2500 м должна удовлетворять соотношению:

Реологические параметры бурового раствора:

- Расчет пластической вязкости:

- Расчет динамического напряжения сдвига:

А) При скорости восходящего потока промывочной жидкости в кольцевом зазоре скважины υ_кп > υ_min:

α – зенитный угол скважины;

Так как υ_кп > υ_min, то:
Где Ʈ₀ – динамическое напряжение сдвига;

 

Определение режима течения промывочной жидкости

- для определения режима течения БР в колонне бур. труб определим критерий Хедстрема:

- критическое значение критерия Рейнольдса для бурильной колонны:

- расчет критерия Рейнольдса для бурильной колонны:

Так как Re _БК > Re _КР-БК, то режим течения БР в бурильной колонне турбулентный.

- для определения режима течения БР в кольцевом зазоре открытого ствола скважины определим критерий Хедстрема:

- критическое значение критерия Рейнольдса для кольцевого зазора открытого ствола скважины:

- расчет критерия Рейнольдса для кольцевого зазора открытого ствола скважины:

Так как Re _КЗ > Re _КР-КЗ, то режим течения бурового раствора в кольцевом зазоре открытого ствола скважины турбулентный.

- Для определения режима БР в кольцевом зазоре в обсадной колонне определим критерий Хедстрема:

Критическое значение критерия Рейнольдса для кольцевого зазора в обсадной колонне:

 

- расчет критерия Рейнольдса для кольцевого зазора открытого ствола скважины:

Так как Re _КЗ > Re _КР-КЗ, то режим течения бурового раствора в кольцевом зазоре в обсадной колонне турбулентный.

 

Расчет потерь давления в циркуляционной системе скважины.

 

Потери давления в циркуляционной системе наземного оборудования:

 

- коэффициент гидравлических потерь, определяется как сумма коэффициентов потерь в отдельных элементах наземной циркуляционной системы:

 

- стояк-

-буровой шланг-

-вертлюг-

-ведущая труба-

1,07+0,52+0,44+0,90)

 

Потери давления в бурильной колонне:

 

 

Так как при заданных условиях режим течения в бурильной колонне турбулентный, то величина коэффициент гидравлического сопротивления определяется кривой 1 (рис.3) в зависимости от значения критерия Рейнольдса

( = 24480).

(см.рис.3)

 

 

Потери давления в кольцевом зазоре открытого ствола

 

В кольцевом зазоре ствола скважины потери давления определяются по формуле:

 

 

 

Для заданных условий режим течения БР в кольцевом зазоре турбулентный.

 

коэффициент гидравлического сопротивления определяется кривой 2 (рис.3) в зависимости от значения критерия Рейнольдса

( = 8404).

(см.рис.3)

 

Потери давления в кольцевом зазоре кондуктора:

 

В кольцевом зазоре ствола скважины потери давления определяются по формуле:

 

 

 

Для заданных условий режим течения БР в кольцевом зазоре турбулентный.

 

коэффициент гидравлического сопротивления определяется кривой 3 (рис.3) в зависимости от значения критерия Рейнольдса

( = 20975).

(см.рис.3)

 

Суммарные потери давления в циркуляционной системе(рис.4) скважины (без долота):

;

 

МПа

 

Величина рабочего давления бурового насоса должна находиться в пределах:

 

 

– паспортное значение бурового насоса.

Подача бурового раствора одним насосом УНБ-600А, равна 28л/с обеспечивается при втулках насоса диаметром 160мм. При этом максимальное давление нагнетания бурового раствора не должно превышать 16,5 МПа.

 

Рабочее давление нагнетания БР не должно превышать:

 

 

Таким образом, резерв давления для реализации в гидромониторных насадках долота