Заканчивание скважин

 
 

Федеральное агентство по образованию РФ 

Ухтинский государственный технический университет 
 
 
 
 
 
 

Кафедра БС 

Расчётная работа по дисциплине

« Заканчивание скважин »

Вариант 10 
 
 

Выполнил:                                                                                                      

ст. гр. БС-2-06                                                                                               

Проверил:                                                                                                       
 
 
 
 
 
 

Ухта 2010                                                                                                                                 

РАСЧЁТ ОБСАДНЫХ КОЛОНН

                                                                       

Исходные данные:

Глубина скважины L=3000 м

Продуктивный  горизонт S₂=2800 – 3000 м

Пластовое давление в подошве 

Глубина до башмака предыдущей колонны L₀=2000 м

Глубина проницаемого пласта S₁=2500 м

Давление Р_S1=25 МПа

Уровень цемента  от устья h=600 м

Уровень жидкости при испытании Н_исп=600 м

Уровень жидкости при освоении Н_осв=1000 м

Уровень жидкости по окончании эксплуатации Н_ок=1000 м

Температурный градиент gradT=0,03

Плотность жидкости по окончании эксплуатации ρ_ж.о.э.= 950 кг/м³

Плотность цементного раствора (сравнить с Р_гр.п.) ρ_ц.р.=1750 кг/м³

Плотность нефти  ρ_н.=790 кг/м³ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Расчетная схема имеет следующий вид:

 

           

Плотность промывочной  жидкости для вскрытия пласта:

Давление в  кровле проявляющего пласта:

,

Следовательно,

.

Искомая плотность  промывочной жидкости:

При данной плотности  бурового раствора репрессия на пласт  составит:

,

что меньше допустимой репрессии для данного случая .  
 
 

Найдём давление на устье скважины в случае нефтепроявления :

а) с кровли пласта

б) с подошвы  пласта

Давление опрессовки

 
 

Найдём внутренние давления по расчётным сечениям при опрессовке

 

Расчёт наружных давлений по окончанию продавки цемента

 

 

Расчёт наружных давлений по окончанию затвердевания цемента ( ОЗЦ )                                                   

 

Найдём внутренние давления при испытании на герметичность снижением              уровня жидкости                                                                                                                           

 

Найдём внутренние давления при освоении и окончании эксплуатации .                                

 

                                                              Найдём избыточные внутренние и наружные давления.

Минимальные внутренние давления:

1 случай: Н_исп=600 м, ρ=1000 кг/м³

2 случай: Н_осв=1000 м, ρ=1000 кг/м³

                                                                        

3 случай: Н_оэ=2000 м, ρ=1000 кг/м³

Принимаем минимальные внутренние давления в 3-м случае.

Тогда наружные избыточные давления будут равны

В продуктивном пласте Р_ни больше на 15%, следовательно:

Внутренние избыточные давления соответственно

                                                                                                                                                                                                                    

                         

 

 

 

 

4. Расчёт колонны.

Расчет ведется  снизу вверх.

Для эксплуатационных труб принимаем диаметр ø = 168 мм² ;                        максимальное давление :

Исходя из максимального  давления по ГОСТ 632-80 выбираем трубы диаметром 168 мм² со следующими характеристиками (прил.2):

- группа прочности Е ;

- [Р_кр]=19,9 МПа;

- толщина стенки  ;

- вес одного  метра  (прил.12);

- страгивающая  нагрузка  (прил.3).

Внутреннее критическое  давление [Рвн._кр]=41,9 МПа; :

Вес труб                                                               - данные трубы подходят.

Длину 1-й секции принимаем.

l = Qт/n3/g=1284/1,3/0,294=3359 м.

Принимаем одну секцию.

n2_факт=41,9/15,125=2,77.

n2_факт>n2_теор=1,15  -  условие выполняется .

n3факт=Рстр./Q1=1284/882,5=1,45>[1,3].

Определяем расчетное  давление на уровне конца первой секции:

Р_ни=14,3; при - Р_кр1=19,9 МПа. 

Состав  колонны

 

                      Расчёт цементирования:

Исходные данные:

диаметр эксплуатационной колонны 168мм;

глубина скважины L=3000м;

внутренний диаметр секции 153,4 мм ;

диаметр долота - 215,9 мм ;

уровень цемента  600-3000 м ;

глубина башмака  промежуточной колонны L_пр.к.=2000 м ;

плотность промывочной  жидкости ρ_пр.ж.=1360 кг/м³ ;

пластическая  вязкость η=12мПа;

динамическое  напряжение сдвига τ₀=10Па;

температура на забое скважины Т_з=90⁰С=363К;

температурный градиент grad(t)=0,03. 

Коэффициент аномальности пластового давления .

Высота подъема  буферной жидкости:

Принимаем l_б=150м. 

Определим верхний  и нижний пределы цементирования:

Плотность цементного раствора должна находиться в пределах .

Так как забойная температура достигает Т_з=90⁰С, для цементирования можно использовать смесь портландцемента марки ПЦТ-ΙΙ-100 по ГОСТ1581-96 с 30% кварцевого песка. Плотность раствора в этой смеси при водосодержании m=0,5. Определим по формуле:

 

Определим реологические свойства цементного раствора .Находим примерные значения ДНС для т.р.

Найдем потребный  объем цементного раствора

Предыдущая ОК :  

Открытый ствол :                                                К_р≥1,0 – коэффициент резерва, Кр=1,06 .

Потребный объем продавочной жидкости

,

h₀=20 м - расстояние от башмака колонны до посадочного седла для нижней пробки;

К_с≥1,0 – коэффициент сжатия.

Потребный объем буферной жидкости

.

К_р≥1,0 – коэффициент, учитывающий потери в циркуляционной системе.

Максимальная  высота столба буферной жидкости в  кольцевом пространстве

Hб.ж. max =( 1360*9,81*3000 - 10⁶ * 37 *1,02 ) /9,81*(1360 - 1050)= 751,3 м. 

Определим расход материалов для приготовления цементного раствора: