Технология бурения нефтяных и газовых скважин

Тогда K=15; N=1; n=15. Подставляя значения в формулу (2.15), получаем:

 

Принимая, что при первичной  обработке глинистого раствора в  него добавляют УЩР в количестве 200 см³ на 1л раствора, находим общий потребный УЩР.

V_УЩР=V_б.р·0,2          (2.16)

V_УЩР = 296·0,2=59,2 м³.

Тогда количество влажного бурового угля, потребное для обработки  всего объёма глинистого раствора, равно

Q_б.у =  V_УЩР·P          (2.17)

Q_б.у =84,2·0,176=14,82 т.

Объём раствора каустической соды, необходимой для приготовления 1 м³ химического реагента, определяют по формуле

V^´_к.с = ,          (2.18)

где R - процентное содержание каустической соды в реагенте;

 N - объём реагента, который необходимо приготовить;

m - процентное содержание сухой каустической соды в растворе соды (m = 15%).

V^´_к.с = 0,2 м³

Общее количество каустической соды, потребленное для первичной  обработки всего объёма глинистого раствора, равно

V_к.с = V_УЩР· V^´_к.с         (2.19)

V_к.с = 59,2·0,2 = 11,8 м³.

Расчет количества КМЦ  для обработки глинистого раствора на заданном интервале.

Расход КМЦ для обработки  глинистого раствора определяют по формуле:

Q=K∙V_б.р + 0,001∙n₁∙l₁         (2.20)

где, К – коэффициент, показывающий количество КМЦ, необходимое для обработки исходного объема глинистого раствора. К зависит от солености фильтрата и задаваемой водоотдачи буровой жидкости.

V_б.р – объем бурового раствора циркулирующего в скважине.

Q=0,03∙296 + 0,001∙41,4∙1100=54,42 т

Таким образом,  количество компонентов для приготовления 296 м³ глинистого раствора плотностью 1,15 г/см³ указано в таблице 2.

Таблица 2

Количество компонентов  для приготовления бурового раствора в заданном интервале.

№ п/п	Наименование компонента	Количество
1	Вода	270 м3
2	Бентонитовая глина	67,1 т
3	КМЦ	54,42 т
4	Бурый уголь	14,82 т
5	Каустическая сода	11,8 м3

Для интервала 1100-2150.

Расчет количества воды и глины.

Произведем расчет количества воды, глинопорошка и утяжелителя (барит) с ρ_ут=4,1г/см³ для приготовления бурового раствора с плотностью ρ=1620кг/м³.

Объём бурового раствора под  колонну считается по следующей  формуле:

(2.21)

где, и - глубины спуска 1 и 2 интервала бурения соответственно, м;

D_вн- внутренний диаметр обсадной трубы, м;

D_D - диаметр долота,м;

 

Общий объем бурового раствора, циркулирующего в скважине определяется по формуле (2.9):

V_б.р =1,5·127,7+6+35=232,6 м³

При смешивании глины с  водой можно получить раствор  с ρ_гл.р=1,25 г/см³. Определим количество глины для приготовления 1м³ глинистого раствора по формуле (2.6):

 

Объем глинопорошка для приготовления 1м³ бурового раствора вычислим по формуле (2.7):

/

Определения утяжелителя, необходимого для утяжеления 1 глинистого раствора от 1,25 г/см³ до 1,62 г/см³

(2.22)

 

Объем утяжелителя в 1 м³ утяжеленного раствора составляет:

(2.23)

=/

Определим суммарный объем  глины и утяжелителя в 1 м³ утяжеленного раствора:

V=V_гл+V_ут          (2.24)

V=0,145+0,149=0,294 /

Объем воды в 1 м³ утяжеленного раствора определим по формуле (2.8):

/

Необходимый объем воды V^’_в определим по формуле (2.14):

V^’_в=232,6∙0,706=164,2 м³

Необходимый объем глины  V_гл^’ определим по формуле (2.12):

V_гл^’=232,6∙0,145=33,7 м³

Необходимый объем утяжелителя  V_ут^’:

V_ут^’=V_гл.р∙V_ут          (2.25)

V_ут^’=232,6∙0,149=34,7 м³

Определим количество сухой  глины для приготовления 232,6 м³ раствора по формуле (2.13):

Q_гл =33,7∙2,6=87,6 т

Определим количество утяжелителя  для приготовления 232,6 м³ раствора:

Q_ут= V^’_ут∙          (2.26)

Q_ут=34,7∙4,1=142,3 т

Определим количества УЩР.

Определим количество бурого угля (влажностью n=15%) и каустической соды (плотностью 1,16 г/см³) для обработки глинистого раствора химическим реагентом УЩР-15-3. Объём бурового раствора циркулирующего по скважине  равен 232,6 м³.

Количество влажного  бурого угля, потреблённого  для  приготовления 1 м³ химического реагента заданного состава, определим по формуле (2.15):

Тогда K=15; N=1; n=15. Подставляя значения, получаем:

 

Принимая, что при первичной  обработке глинистого раствора в  него добавляют УЩР в количестве 200 см³ на 1л раствора, находим общий потребный УЩР по формуле (2.16).

V_УЩР = 232,6·0,2=46,5 м³.

Тогда количество влажного бурового угля, потребное для обработки  всего объёма глинистого раствора, определим по формуле (2.17):

Q_б.у =46,5·0,176=8,2 т

Объём раствора каустической соды, необходимой для приготовления 1 м³ химического реагента, определим по формуле (2.14):

V^´_к.с = 0,2 м³

Общее количество каустической соды, потребленное для первичной  обработки всего объёма глинистого раствора, определим по формуле (2.19):

V_к.с = 46,5·0,2 = 9,3 м³.

Расчет количества КМЦ  для обработки глинистого раствора на заданном интервале.

Расход КМЦ для обработки  глинистого раствора определим по формуле (2.20):

Q=K∙V_б.р + 0,001∙n₂∙l₂

где, К – коэффициент, показывающий количество КМЦ, необходимое для обработки исходного объема глинистого раствора. К зависит от солености фильтрата и задаваемой водоотдачи буровой жидкости.

V_б.р – объем бурового раствора циркулирующего в скважине.

Q=0,03∙232,6 + 0,001∙33,4∙1050=42,1 т

Таким образом,  количество компонентов, необходимых для приготовления 232,6 м³ глинистого раствора плотностью 1,62 г/см³ указано в таблице 3.

Таблица 3

Количество компонентов  для приготовления бурового раствора в заданном интервале.

№ п/п	Наименование компонента	Количество
1	Вода	164,2 м3
2	Бентонитовая глина	87,6 т
3	КМЦ	42,1 т
4	Барит	142,3 т
5	Бурый уголь	8,2 т
6	Каустическая сода	9,3 м3

Для интервала 2150-3050.

Обрабатывать будем уже  циркулирующий буровой раствор, потому глинопорошка и воды дополнительно не требуется.

Расчет количества утяжелителя (барита) для обработки глинистого раствора на заданном интервале.

Определим количество утяжелителя (барита) с плотностью ρ₃=4,1 г/см³, влажностью n=8%, для утяжеления бурового раствора с плотностью ρ₁=1,62 г/см³ до плотности ρ₂=2,13 г/см³.

(2.27)

 

Количество барита необходимого для утяжеления всего циркулирующего бурового раствора определим по формуле (2.26):

Q^’_ут=114,3∙4,1=468,6 т

Расчет количества КМЦ  для обработки глинистого раствора на заданном интервале.

Расход КМЦ для обработки  глинистого раствора определим по формуле (2.20):

Q=K∙V_б.р + 0,001∙n₃∙l₃

Q=0,025∙155,3 + 0,001∙28,2∙900=29,3 т

Определим количество УЩР.

Определим количество бурого угля (влажностью n=15%) и каустической соды (плотностью 1,16 г/см³) для обработки глинистого раствора химическим реагентом УЩР-15-3. Объём бурового раствора циркулирующего по скважине  равен 155,3 м³.

Количество влажного бурого угля, потреблённого для приготовления 1 м³ химического реагента заданного состава, определим по формуле (2.15):

Тогда K=15; N=1; n=15. Подставляя значения, получаем:

 

Принимая, что при первичной  обработке глинистого раствора в  него добавляют УЩР в количестве 200 см³ на 1л раствора, находим общий потребный УЩР по формуле (2.16).

V_УЩР = 155,3·0,2=31,1 м³.

Тогда количество влажного бурого угля, потребное для обработки  всего объёма глинистого раствора, определим по формуле (2.17):

Q_б.у =31,1·0,176=5,5 т

Объём раствора каустической соды, необходимой для приготовления 1 м³ химического реагента, определим по формуле (2.14)

V^´_к.с = 0,2 м³

Общее количество каустической соды, потребленное для первичной  обработки всего объёма глинистого раствора, определим по формуле (2.19):

V_к.с = 31,1·0,2 = 6,22 м³.

Таким образом, количество компонентов, необходимых для приготовления 155,3 м³ глинистого раствора плотностью 2,13 г/см³ указано в таблице 4.

Таблица 4

Количество компонентов  для приготовления бурового раствора в заданном интервале.

№ п/п	Наименование компонента	Количество
1	Вода	164,2 м3
2	Бентонитовая глина	87,6 т
3	КМЦ	29,9 т
4	Барит	468,6 т
5	Бурый уголь	5,5 т
6	Каустическая сода	6,22 м3

 

2.4. Техника бурения

2.4.1 Определение максимальной массы бурильной колонны

А) Расчет длины  и количества УБТ.

Для расчета длины УБТ  сначала рассчитываем F_k – площадь контакта зубьев долота с забоем, мм², определяется по формуле В.С. Федорова:

         (2.28)

_где:

h – коэффициент перекрытия зубьев (h=1,0-1,5 в зависимости от размера и типа долота);

δ – притупление зубьев, мм (δ=1,0-1,5 мм в зависимости от размера и типа долота).

 Величина  осевой нагрузки на долото Р_д, кгс, для обеспечения объемного разрушения породы на забое с учетом показателей механических свойств горных пород и конструктивных данных о площади контакта зубьев долота с забоем:

Р_д = F_k×Р_ш          (2.29)

Р_ш – твердость горной породы по методике Л.А. Шрейнера, кгс/мм² (Р_ш=100-140 кгс/мм² для пород мягких и средней твердости);

Длина УБТ l_УБТ, м, рассчитывается следующим образом:

        (2.30)

где 1,25 – коэффициент  завышения веса УБТ;

 Р_д – нагрузка на долото, кгс;

 q_УБТ – вес 1 погонного м УБТ, кгс;

Для интервала 20-1100м:

Р_д = 433×23=9960кгс ≈ 9,96тс

Принимаем 36м; 6 труб по 6м.

Для интервала 1100-2150м:

Р_д = 263×97=25511кгс ≈ 25,5тс

_{Принимаем 176м, 22 труб по 8м}

_{Для интервала 2150-3050м:}

Р_д = 167×45=7515кгс ≈ 7,5тс

_{Принимаем 156м, 24 трубы по 6,5м}

_{Б) Расчет веса для бурильной  колонны и КНБК.}

_{Определим вес бурильной  колонны и КНБК по формуле:}

       (2.31)

где k – коэффициент, учитывающий силы трения колонны бурильных труб о стенки скважины, а также возможные прихваты ее породой (при подъеме снаряда k = 1,25-1,5; при подъеме обсадных труб k = 1,5-2,0);

α – коэффициент, учитывающий  увеличение веса труб за счет соединяющих  их элементов (для ниппельного соединения α = 1,05; для муфто-замкового α = 1,1);

q – вес 1 метра труб, кг; 

L – длина колонны труб, м;

удельный вес промывочной  жидкости, г/см³;

удельный вес материала бурильных  труб (для стали 7,85 г/ см³).