Проект на заканчивание нефтяной добывающей горизонтальной скважины глубиной 2910 м на Маслиховском месторождении

 

   Интервалы цементирования обсадных колонн определили в соответствии с правилами [4], согласно которым направление и кондуктор  цементируем до устья.

    Высоту подъема цементного раствора  за эксплуатационной колонной  определяем из следующих условий:

   Н=L₀ +300, м                                             (2.3)

    , м                                            (2.4)

где: L₀ – расстояние от забоя до башмака предыдущей колонны, м;

    ρ_пор.ж.- плотность поровой жидкости, кг/м³;

    L₀=2230 м,  ρ_пор.ж=1100 кг/м³, Р_пл=28,3 МПа.

   Н=2230+300=2530 м,

   

= 2753 м.

   Эксплуатационную  колонну цементируем до 600 м. Результаты  расчетов и проектирования приведены в таблицах 2.1. и 2.2.

     

     Таблица 2.2 - Обоснование конструкции скважины

                

 
 
 
 
 
 
 
 
 

     3. Выбор материалов  для цементирования  скважины 

   Выбор вида тампонажного материала производится по требованиям ПБНГП. Рекомендуется интервал против  продуктивных пластов цементировать бездобавочным тампонажным раствором. Вышележащие интервалы цементируются облегченным тампонажным раствором.

   Обоснование  плотности тампонажного раствора для цементирования вышележащих интервалов производим из условия поглощения тампонажного раствора наиболее «слабым» пластом (определяется по давлению гидроразрыва из совмещенного графика давлений) и наиболее полного вытеснения буровой промывочной жидкости из затрубного пространства. 

Плотность тампонажного раствора следует выбирать из соотношения:

                                                                                    (3.1)

    = , кг/м ³                             (3.2)                                                      

    = ρ_пж +200,  кг/м³                                   (3.3)                                               

   где: , , - плотность промывочной жидкости, верхний и нижний допустимые величины плотности тампонажного раствора, кг/м³;

       L- глубина спуска обсадной колонны, м;

       L_п- глубина залегания подошвы наиболее «слабого» пласта, м;

       h - высота подъема тампонажного раствора от башмака колонны, м.

       Р_погл - давление разрыва пород на той же глубине, Па;

         

   Расчёт  для кондуктора (0- 750 м.): 

   

= =1752 кг/м³,

   

= 1100 +200=1300 кг/м³.

   С учетом опыта бурения  на данной площади для цементирования интервала  от 0 до 480 м. принимаем плотность бездобавочного тампонажного раствора ρ_б=1800 кг/м³, а от 480 до 750 м. используем облегченный тампонажный раствор плотностью  ρ_о=1580 кг/м³. 

   Расчёт  для эксплуатационной колонны (750- 2830 м.): 

   

= =2118 кг/м³,

   

= 1160 +200=1360 кг/м³. 

     Принимаем плотность бездобавочного тампонажного раствора ρ_б=1840 кг/м³. С учетом опыта бурения на данной площади для цементирования интервала от 1700 до 2830 м. используем облегченный тампонажный раствор плотностью  ρ_о=1480 кг/м³. 

   Проверяем условие недопущения поглощения тампонажного раствора на момент окончания цементирования скважины:

         Р_кп<Р_погл                                                                            (3.4) 

   Давление  в кольцевом пространстве определяется:                

          Р_кп=Р_скп + ∆Р_кп + Р_укп , МПа                             (3.5)   

   где: Р_скп,, ∆Р_кп, Р_укп- соответственно давление гидростатическое, гидродинамическое и на устье скважины в кольцевом пространстве, МПа.  

                                        

          Р_скп= (ρ_отр∙h_отр + ρ_бтр∙h_бтр)∙g , МПа,                              (3.6)

   где: h_0,  h_б – соответственно высота подъема облегченного и бездобавочного тампонажного раствора, м.

   Принимаем Р_укп =0 МПа.

   Режим течения вязкопластической жидкости определяется по критическому числу Рейнольдса (Re_кр)

                            Rе_кр=2100+7,3 (Не)^0,58,                                     (3.7)                     

   где: Не – число Хендстрема. 

   При течении в кольцевом пространстве:

                                          Не_кп = ,                                            (3.8)                                              

                      

     

   где: t_оi - динамическое напряжение сдвига i-прокачиваемой жидкости, Па;

       r_i – плотность i - прокачиваемой жидкости, кг/м³;

       h_i – пластическая вязкость i - прокачиваемой жидкости, Па×с;

       d_r – диаметр кольцевого пространства, м.

                                                   d_г = к×d_д – d_н,                                   (3.9)            где: к  – коэффициент кавернозности;

       d_д – диаметр долота, м;

       d_н – наружный диаметры обсадных труб, м; 

     Если  Rе_кр > Rе = 2300 - режим течения турбулентный. Критическая производительность насосов цементировочных агрегатов при этом будет равна:

                                         Q_кр = Rе_кр·F · η_i / (d_r·r_i),                                    (3.10)

   где: Q_кр- критическая производительность насосов агрегатов, м³/с;

       F - площадь поперечного сечения кольцевого пространства, м²;

Величина  F определяется из выражения:

                                            F = π (d²_скв - d²_н) / 4 ,                                    (3.11)

   где: d_н – наружный диаметр обсадной колонны, м

       d_скв – диаметр скважины, м. Определяется d_скв = К∙d_Д  (К - коэффициент кавернозности породы)

   Для турбулентного режима движения жидкости на i-ом участке гидродинамическое давление рассчитывается по формуле Дарси-Вейсбаха в кольцевом пространстве:

                                  ,                                  (3.12)

   где: λ  – коэффициент гидравлических сопротивлений,

       l_i –длина кольцевого пространства на i-том участке; 

   Для вязкопластичной жидкости определение  коэффициента гидравлических сопротивлений  производятся по формуле:

,                       (3.13)

   где: К_э – шероховатость элементов циркуляционной системы К_э = 3·10^-3 м.,

     Таблица 3.1. Исходные данные

 
   

   

   Расчёт  для кондуктора ( интервал 0-750 м.): 

   Для облегчённого раствора (интервал 0-480 м.):

Определим режим течения:  

   - в кольцевом пространстве:

   - в трубах