Освоение скважины

       .

      Рассчитаем  плотность облегченного раствора

      

      Данная  плотность может быть получена путем добавления в ПЦТ-1-50 алюмосиликатных микросфер (отношение ПЦТ: микросферы порядка 80:20).

2. Обоснования способа вхождения в продуктивный пласт

 

      Так как продуктивный пласт сложен песчаниками  мелко- и среднезернистыми, коллектор поровый, слабосцементированный, то во избежание попадания песка в скважину принимаем забой закрытого типа, эксплуатационная колонна спущена до подошвы продуктивного пласта, затем проведена перфорация. Данный способ является технологически простым и, что немаловажно, дешевым.

      

4. Обоснование ТИПОРАЗМЕРА пво.

Из расчетов, проведенных для построения рисунок 3, устьевое давление.

   .

      Рабочее давление ПВО определяется по формуле:

.

      По  конструкции скважины и рабочему давлению подходит обвязка колонной головки типа ОКК1-14-146´245 [1, с. 241].

      Выбираем  схему ПВО №1, так как рабочее  давление не превышает 35 МПа, и диаметр долота 215,9 мм – схема монтажа ПВО изображена на рисунке 5. По рабочему давлению подходит ПВО типа ОП2-230´35, включающее в себя: превентор универсальный ПУ1-230´35; плашечный превентор ППГ-230´35; манифольд МПБ2-80´35. Масса комплекта 16000 кг.

      Рис. 5. Схема монтажа ПВО

            1, 2 – универсальный и плашечный превенторы;

            3 – устьевая крестовина;

            4, 6 – задвижки с гидравлическим и ручным управлением;

            5 – манометр с запорным и разрядным устройствами;

7 – регулируемые дроссели с гидравлическим и ручным управлением;

8 – отбойная камера с разрядным устройством.

      Данный  комплект ПВО имеет номинальный  диаметр проходного сечения 230 мм, а, следовательно, в случае выброса может загерметизировать устье как при спущенной бурильной колонне, так и при колонне обсадных труб.

5. Расчет  эксплуатационной колонны.

      5.1. Расчёт наружных давлений.

      До  затвердевания цементного раствора:

      z=0:

      z=2096,7 м:

z=2396,7 м:

      После затвердевания цементного раствора:

      z=0:

      z=2096,7 м:

      где r_ПОР - плотность поровой жидкости цементного камня;

      z=2396,7 м:

      5.2. Расчёт внутренних давлений.

      При ликвидации открытого фонтанирования с закрытым устьем:

      z=0:

      z=446,5 м:

      z=2096,7 м:

      z=2396,7 м:

      При опрессовке (колонна опрессовывается после получения момента «стоп»):

      z=0: (нормативная величина)

z=2096,7 м:

      z=2396,7 м:

      При продавке:

      z=0:

      z=2096,7 м: 

      z=2396,7 м: 

      5.3. Расчёт наружных избыточных давлений.

      Максимальные  наружные избыточные давления возникают  при окончании продавки цементного раствора. Необходимо также учитывать коэффициент разгрузки k=0,25 [2, стр 19]т.е. (1-k)=0,75.

      z=0:

      z=2096,7 м:

      z=2396,7 м: без учета коэффициента k:

      

      с учетом коэффициента k:

      

      5.4. Расчёт внутренних избыточных давлений:

      Максимальные  внутренние избыточные давления возникают  при опрессовке колонны после ОЗЦ.

      z=0:

      z=2096,7 м:

      z=2396,7 м:

      По  результатам расчетов строится совмещенный график внутренних и наружных избыточных давлений, который показан на рисунке 6.

 5.5. Выбор типа труб.

      Определим интенсивность искривления  a₀ по формуле:

       , (12)

где  R₁–радиус искривления ствола скважины в интервале набора зенитного угла, R₁=500 м.

      

      Коэффициент запаса прочности на страгивание n₃=1,15 [2,стр. 23]

      Коэффициент запаса прочности на внутреннее давление n₂=1,15 [2,стр. 23]

      коэффициент запаса прочности на смятие n₁=1,1 [2, стр. 22]. 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 

Рис. 6.  Совмещенный график внутренних и наружных избыточных давлений в эксплуатационной колонне;

Р_НИ – наружные избыточные давления при окончании продавки цементного раствора;

Р_ВИ – внутренние избыточные давления при опрессовке эксплуатационной колонны. 

      Подбор компоновки эксплуатационной колонны ведем по эпюрам (рисунок 6) наружных избыточных давлений с учетом внутренних давлений и страгивающих нагрузок. Так как максимальными являются внутренние избыточные давления, то расчёт будем вести по ним. При расчете предположим, что колонна имеет одну секцию. Рассчитаем обсадную колонну, для расчета первой секции используем трубы ОТТМ 146´7,0-Д-ГОСТ 632-80.

      [P_кр]=20,1 МПа, [Q]=1156 кН, [Р_ни]=31,8 МПа, [Q_стр]=931 кН, q=0,247 кН.

      Трубы первой секции должны выдерживать давление:

      n₁×P²²⁶⁰_ни=1,1×9,93=10,92 МПа.< [P_кр]=20,1 МПа.

       ,

       ,

  Q_ЭК=L_ЭК×q_ЭК=2475,2×0,247=611,37 кН,

   ,

  

      Расчет  совместного действия растягивающих  нагрузок и внутреннего давления

      

      Рассчитаем  уточненное значение n₂

      Спускаем  эксплуатационную колонну, имеющую  одну секцию. Результаты расчетов сведем в таблицу 10.

Таблица 10

Результаты  расчета эксплуатационной колонны

6. Спуск обсадных колонн.

    6.1. Обоснование режима спуска обсадных колонн.

      Предельная  скорость спуска обсадной колонны  определяется из соотношения Р_с = Р_гст +Р_гд £ Р_гр,

где  Р_гст – гидростатическое давление столба промывочной жидкости на глубине наиболее слабого пласта (пласта с наименьшим индексом  давления  начала поглощения или гидроразрыва);

      Р_гд – гидродинамическое давление в скважине при спуске колонны труб с закрытым нижним концом;

      Р_гр – давление  начала поглощения (гидроразрыва) наиболее слабого пласта.

      Гидродинамическое давление при спуске находится при  турбулентном течении вытесняемой жидкости по формуле    ,

         при ламинарном течении.

      В формулах  - соответственно длина и гидравлический диаметр кольцевого пространства на i-том участке; U_i – скорость течения жидкости на i - том участке; n – количество участков кольцевого пространства различного размера от устья до наиболее слабого пласта, t₀ - динамическое напряжение сдвига, l - коэффициент гидравлических сопротивлений.

      Коэффициент b является функцией параметра Сен-Венана – Илюшина b_i=f(Sen_i), где Sen_i=t₀D_i/hw_i, и находится по интерполяционной формуле (для интервалов 10<Sen<900)

      

      6.2. Обоснование режима спуска эксплуатационной колонны.

      Наиболее  слабый пласт на забое скважины (Вартовская свита).

   Зададимся скоростью спуска U=0,5 м/c, тогда скорость движения вытесняемой жидкости U_ж будет равна:

        

где  D_С, D_Т – соответственно диаметр скважины и наружный диаметр обсадных труб;

   

     где K_к - коэффициент кавернозности.

      K – коэффициент, учитывающий увлечение части жидкости стенками колонны труб. Для практических расчётов можно принять K=0,5.

      Пусть режим течения вытесняемой жидкости в интервале установки колонны будет ламинарный, тогда:

      

      Критическая скорость течения  жидкости при смене режимов определяется по следующей формуле: