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

- разрыв  сплошности потока закачиваемых  жидкостей из-за повышенной плотности  тампонажного раствора по сравнению  с плотностью промывочной жидкости.

 

   Для предупреждения этих осложнений и обоснования  режима закачивания и продавливания тампонажного раствора строят зависимости:

 

Р_цг= f (Q_i,V_iж);                                               (9.4)

Р_кпз= f (Q_i,V_iж);                                              (9.5)

 

   где: Р_цг и Р_кпз – давления на цементировочной головке и в кольцевом пространстве в интервале продуктивного пласта (на забой скважины),МПа;

   Q_i – производительность цементировочных агрегатов, м³/с;

   V_iж- объем закачиваемой жидкости, м³;

                                          (9.6)

Р_ЦГ = Р_КПС - Р_Т + ΔР_КП + ΔР_Т ,                               (9.7)

   где: Р_КПС , Р_Т - соответственно гидростатическое давление составных столбов жидкостей в кольцевом пространстве  в трубах, МПа ;

     ΔР_КП , ΔР_Т – соответственно гидродинамические давления, обусловленные движением жидкостей в кольцевом пространстве и в трубах, МПа.

 

   Построение  зависимостей производим, задаваясь  несколькими значениями объема закачиваемых  тампонажного раствора и продавочной  жидкости.

 
 
 

                                  (9.8)

Таким образом, на каждый момент определяется распределение жидкостей в кольцевом  пространстве и в обсадной колонне:

h_т = ;                                                    (9.9)

h_КП = ;                                         (9.10)

 

   При принятой производительности цементировочных  агрегатов определяются значения Р_цг и Р_кпс, то есть для различных режимов работы определяется давления на цементировочной головке и забое в кольцевом пространстве.

   Изменяя режим работы цементировочных агрегатов, производим аналогичные вычисления.

   Результаты  вычислений производятся в виде графика, куда также наносятся значения давления гидроразрыва и допустимого давления на насосах цементировочных агрегатов.

 

   Определим необходимое число смесительных машин для эксплуатационной колонны:

   Для облегчённого цемента:

   

   Число смесительных машин принимает равным 2-м

   

   С каждой смесительной машиной работает не менее двух ЦА-320М с производительностью 10,7 л/с при диаметре втулок 115 мм.

   Аналогично  вычисления производим для бездобавочного цемента.

Результаты: С СМН-20 работает один агрегат ЦА-320М с производительностью 18 л/с при диаметре втулок 125 мм.

 

   По  формулам (9.8) определим значения объемов  жидкостей, закачиваемых в эксплуатационную колонну:

 

 м³;

 м³;

 м³;

 

 м³;

 м³;

 м³;

 м³;

 м³;

 

   Рассчитаем  распределение в кольцевом пространстве и в обсадной колонне по стволу скважины и по вертикали:

 

   При закачивании в скважину объёма м³, по всему объёму скважины в кольцевом пространстве и в обсадной колонне находится буровой раствор.

 

   При закачивании в скважину объёма м³, длина буферной жидкости  по стволу скважины в обсадной колонне будет равна:

   

 м;

   Высота  буферной жидкости по вертикали в  обсадной колонне будет равна:

   

 м;

   Интервал  который заполнен буровым раствором  в колонне составляет по стволу скважины: м, а по вертикали м;

 

   Расчёт  уровней жидкостей для остальных  объёмов закачиваемых в скважину проводится аналогично.

   Распределение жидкостей в кольцевом пространстве и в обсадной колонне приводятся в таблице 9.1 и таблице 9.2, для уровней  жидкостей по вертикали и уровней жидкости по стволу скважины соответственно.

   Рассчитаем  коэффициенты гидравлических сопротивлений  - λ, Re, He для различных типов жидкостей в кольцевом и заколоном пространстве.

 

      Для буферной жидкости:

      

 Па;

      

 Па×с;

   

      

      

 

      Для бурового раствора:

(для обсаженного ствола);

   

   

(для необсаженного ствола);

      

;

      Для облегчённого цементного раствора:

      

      

      

   Для остальных типов жидкостей коэффициенты λ рассчитываются аналогично. Рассчитанные коэффициенты приведены в таблице 9.4

     С помощью программы гидравлического  расчёта цементирования скважин рассчитываются значения Р_цг и Р_кпз для каждого объема закачиваемых жидкостей при различных режимах работы цементировочных агрегатов для эксплуатационной колонны. Полученные данные приведены в таблице 9.3. По полученным данным строим зависимости давлений в кольцевом пространстве на забое скважины и на цементировочной головке от производительности цементировочных агрегатов и объёма закачиваемых жидкостей, приложение 1.

 
 

 Аналогично  рассчитывается для 3, 4,  скоростей.  Результаты расчетов сведены  в таблицу 10.

 

IV-ая скорость

 

   При объеме м³ ( перед закачкой тампонажного раствора) скважина заполнена только промывочной жидкостью, гидродинамические составляющие давлений Р_цг и Р_кпз отсутствуют, в скважине действуют только гидростатические составляющие давлений.

     МПа;

 
 

   При объеме м³ в скважину закачивается весь объем буферной жидкости ЦА №1 с Q=18 л/с

        МПа;

 
 
 

          МПа;

 
 
 

      

 МПа;

 

        МПа;

        МПа;

        МПа;

 

При объеме м³ в скважину закачивается весь объем облегчённого цементного раствора ЦА №2,3,4,5 с суммарной Q=32,9 л/с

 

        м³

 

        м³

 МПа;

        МПа;

        МПа;

        МПа;

        МПа;

 

   Определяем  Р_цг и   Р_кпз для второй скорости цементировочного агрегата: для

    МПа;

   Р_ЦГ = 22,7 – 22,7 +3,6 + 5,1=8,7 МПа.

 

   

   

   

Таблица 9.1 - Распределение жидкости в кольцевом  и заколонном пространстве по вертикали