Обоснование режима спуска ОК

 

Предельная скорость спуска обсадной колонны определяется из соотношения

 

Рс = Ргст +Ргд Ј Ргр

 

где: Ргст - гидростатическое давление столба промывочной жидкости на глубине наиболее слабого пласта (пласта с наименьшим индексом давления начала поглощения или гидроразрыва);

Ргд - гидродинамическое давление в скважине при спуске колонны труб с закрытым нижним концом;

Ргр - давление начала поглощения (гидроразрыва) наиболее слабого пласта.

Гидродинамическое давление при спуске находится при турбулентном течении вытесняемой жидкости по формуле

 

,

 

при ламинарном течении по формуле:

 

Ргд=

 

где - соответственно длина и гидравлический диаметр кольцевого пространства на - том участке; - скорость течения жидкости на - том участке; n – количество участков кольцевого пространства различного размера от устья до наиболее слабого пласта, t0 - динамическое напряжение сдвига, l - коэффициент гидравлических сопротивлений.

Коэффициент является функцией параметра Сен-Венана - Илюшина

,

 

где β=(0,236+0,033Sen)/(1+0,036Sen)

Наиболее слабый пласт кг=кгmin=0.0173 МПа/м под башмаком технической колонны.

Зададимся скоростью спуска U=0.5 м/с, тогда скорость движения вытесняемой жидкости Uж будет равна:

Uжi= U·(),

Где Dc,Dт – соответственно диаметр трубы и наружный диаметр обсадных труб,К – коэффициент, учитывающий увлечение части жидкости стенками колонны труб. Для практических расчетов можно принять К=0.5.

Пусть режим течения вытесняемой жидкости в интервале установки технической колонны будет ламинарный, тогда:

 

Uжi=0.5()=0.67 м/с.

 

Критическая скорость течения жидкости при смене режимов определяется по следующей формуле:

 

Uкр=25 ,

 

При плотности промывочной жидкости 1150 кг/м3 и

τ0=8.5·10-3·ρпр.ж.-7=2.8 Па, критическая скорость составит:

 

Uкр=25 =25 =1.23 м/с,

Так как Uж<Uкр, то режим течения ламинарный.

Тогда:

 

= =18.35, тогда β=0.51.

 

Гидродинамические давления на данном участке составят:

 

Ргд= =0.85 МПа.

 

Результаты аналогичных расчетов для различных скоростей спуска эксплуатационной колонны приведены в таблице 4.1.

 

Таблица 4.1.

Зависимость гидродинамических давлений от скорости спуска.

Uсп,м/с	Uж,м/с	Uкр,м/с	Sen	β	Re	λ	Pгд,МПа
0,5	0,67	1,23	18,35	0,51	-	-	0,85
1	1,34	1,23	-	-	4382	0,0258	1,44
2	2,68	1,23	-	-	7668	0,0245	3,9
3	4,02	1,23	-	-	13444	0,023	8,3
4	5,36	1,23	-	-	19577	0,0218	13,9
5	6,7	1,23	-	-	25904	0,0211	21

 

Гидростатическое давление на глубине 2700 м составит:

 

Ргст=ρж·g·L=1150·9.8·2700=30,4 МПа.

 

Давление гидроразрыва на глубине 2700 м:

gradРгр·Н=0.0173·2700=46,7 МПа.

Тогда: Ргд<Ргр-Рс, Ргд<16,3 МПа.

Допустимая скорость спуска эксплуатационной колонны 5,7 м/с.

Рисунок 6. Зависимость гидродинамических давлений от скорости спуска обсадной колонны.