Методика расчета одноступенчатого цементирования



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Методика расчета одноступенчатого цементирования



 

Расчет сплошного одноступенчатого цементирования обсадной колонны состоит из следующих этапов:

· определение объемов тампонажного раствора, продавочной и буферной жидкости;

· определение количества материалов (сухого тампонажного цемента или смеси цемента с наполнителями, воды и реагентов для затворения тампонажного цемента), необходимых для их приготовления;

· выбор типа цемента и рецептуры тампонажного раствора;

· установления допустимого времени цементирования скважины, необходимого числа агрегатов и цементосмесительных машин, а также возможного давления в конце процесса цементирования.

Объем тампонажного раствора, необходимый для цементирования заданного интервала скважины,

,

где kр 1,0 – коэффициент резерва (кавернозности) на высоте подъема цементного раствора, вводимый для компенсации влияния факторов, которые не поддаются учету (определяют статистическим путем по данным цементирования предыдущих скважин); dc и dн – соответственно средний диаметр скважины и наружный диаметр колонны в пределах нижнего участка, м; dо внутренний диаметр колонны близ башмака, м; lц – длина участка цементирования, м; hц.свысота цементного стакана, оставляемого в колонне, м, при расчете Vц.р для верхнего участка принимают hц.с = 0.

Объем тампонажного раствора можно также определить из уравнения

,

где V – объем ствола скважины в интервале цементирования, определяемый на основании данных профилеметрии; Vк – объем обсадной колонны по внутреннему диаметру в интервале установки цементного стакана; Vц.с – объем цементного стакана.

Если скважина направленная (искривленная), то соотношение между длинами и высотами участков целесообразно рассчитывать по профилю скважины либо пользоваться отношением длины скважины по оси к глубине:

.

Тогда

.

Масса тампонажного цемента, необходимого для приготовления тампонажного раствора,

,

где kц– коэффициент, учитывающий потери цемента при погрузо-разгрузочных работах и приготовлении раствора, kц = 1,03-1,05; mт– масса цемента в 1 м3 раствора плотностью ρц.р,

;

mв/mц – относительное водосодержание раствора, т.е. отношение массы воды к массе сухого цементного порошка в 1 м3 раствора (эти величины обычно определяют в лаборатории при разработке рецептуры цементного раствора для данной конкретной скважины).

Приблизительно плотность тампонажного раствора можно рассчитать по формуле

,

где ρц и ρв– плотность соответственно сухого цементного порошка и воды, ρц.р должна превышать плотность бурового раствора ρб.р не менее чем на 200-250 кг/м3.

Плотность тампонажных цементов (ГОСТ 1581-85) колеблется в пределах 2800-3700 кг/м3.

В случае, если тампонажный раствор готовят из смеси цемента с твердыми порошками-наполнителями (мел, бентонит, глина, утяжелители), плотность сухой смеси можно вычислить по формуле

,

где m0 – отношение массы наполнителя к массе цементного порошка в 1 м3 раствора, предусмотренного рецептурой; ρд– плотность наполнителя.

Масса собственно цемента для приготовления раствора

,

наполнителя

Mд = Mт – Mц,

где Mт – суммарное количество твердой фазы (содержание твердой фазы в 1 м3 цементного раствора).

Объем воды для приготовления тампонажного раствора

.

Масса химических реагентов, необходимая для регулирования свойств цементного раствора, рассчитывается в зависимости от рецептуры, предварительно разработанной в промысловой лаборатории, и общего объема.

Сухой тампонажный материал до начала цементирования загружают в бункеры смесительных машин, необходимое число которых

,

где ρн– насыпная плотность цемента; Vсм – объем бункера смесительной машины.

Режимы работы цементно-смесительного оборудования приведены в табл.1.

Так как рецептура тампонажного раствора задана, производительность одной смесительной машины при приготовлении раствора составит

,

где qсм – массовая скорость подачи тампонажного цемента в гидросмеситель, м3/с.

Требуемая для этого подача воды с химическими реагентами в гидросмеситель

.

Скорость струй на выходе из штуцера гидросмесителя должна быть не меньше 50 м/с.

Суммарная подача насосов, закачивающих тампонажный раствор в скважину,

,

где ωк = 0,1-0,4 м/с – скорость восходящего потока в кольцевом пространстве,ωк < ωпред; ωпред – предельная скорость, при которой сумма статического и гидродинамического давления на слабый пласт равна давлению поглощения последнего.

Объем продавочной жидкости для транспортирования цементного раствора в затрубное пространство

,

где kсж– коэффициент запаса продавочной жидкости, учитывающий ее сжимаемость, kсж = 1,02-1,05; – средний внутренний диаметр колонны, м; Lс – длина скважины по ее оси, м.


Таблица 1

 



Последнее изменение этой страницы: 2016-04-18; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 100.26.179.251 (0.006 с.)