Проект бурения и крепление эксплуатационной скважины на газ на Песчаной площади Краснодарского края

     Для колонны диаметром 324 мм:

     n_ц.а = [0,785*1,2*(0,3937² – 0,324²)*1,5/60] + 1 = 2 агрегата.

     Учитывая  установившуюся практику буровых работ  в данном районе, принимаем n_ц.а. = 1 агрегат.

     Для колонны диаметром 245 мм:

     n_ц.а = [0,785*1,2*(0,2953² – 0,245²)*1,5/60] + 1 = 3 агрегата.

     Учитывая  опыт работ в данном районе, принимаем 2 агрегата.

     Для колонны диаметром 146 мм:

     n_ц.а = [0,785*1,2*(0,2159² – 0,146²)*2/(0,9/60)] + 1 = 5 агрегатов.

     Учитывая  установившуюся практику буровых работ в данном районе, принимаем n_ц.а = 9 агрегатов ЦА-320М. 

     2.5.7. Расчет производительности цементирования 

     Производительность  цементирования (продолжительность  процесса цементирования в мин) можно  определить по формуле:

     t_ц = [(V¹/Q_ца) + ((V_ц + V_пр – V¹)/Q_м)] + t_всп.

     где V¹ = V_пр - ΔV,  ΔV принимаем равным 1 – 2 м³;

     Q_ца – суммарная производительность цементировочных агрегатов, м³/мин;

     Q_м – производительность цементировочных агрегатов, при которой достигается наиболее полное вытеснение бурового раствора цементным, м³/мин.

     Q_м = 0,785*(D² – d₁²)*К₁*ω,

     t_всп – время, расходуемое при цементировании на вспомогательные операции, мм (t_всп + 10 – 15 мин.)

     Для колонны диаметром 324 мм:

     Q_м = 0,785*(0,3937² – 0,324²)*1,2*1,5 = 0,07 м³/с = 4,2 м³/мин.

     t_ц = [(0,76/0,9*1) + ((2,02+ 2,26 – 0,76)/4,2)] + 15 = 16,68 мин.

     Для колонны диаметром 245 мм:

     Q_м = 0,785*(0,2953² – 0,245²)*1,2*1,5 = 0,04 м³/с = 2,4 м³/мин.

     t_ц = [(19,12/0,9*2) + ((13,63+ 20,62 – 19,12)/2,4)] + 15 = 31,92 мин.

     

     Для колонны диаметром 146 мм:

     Q_м = 0,785*(0,2159² – 0,146²)*1,2*1,5 = 0,048 м³/с = 2,88 м³/мин.

     t_ц = [(45,27/0,9*10) + ((78,96+ 46,77 – 45,27)/2,88)] + 15 = 57,43 мин.

     Продолжительность цементирования не должна превышать 75% времени начала схватывания цементного раствора. Тогда допустимое время цементирования:

     t_доп = 0,75*t_н.схв. = 0,75*120 = 90 мин.

     Таким образом, выбранное число цементировочных  агрегатов и произведенные расчеты  удовлетворяют условиям цементирования обсадных колонн[6].

     2.5.8. Расчет количества цементосмесительных машин 

     Исходя  из условия обеспечения цементным  раствором всех работающих агрегатов  ЦА-320 М,

     n_цсм = n_ца*Q_ца/Q_цсм

     где Q_ца – средняя производительность одного работающего агрегата при закачке цементного раствора  в колонну, м³/мин;

     Q_цсм – средняя производительность одной цементосмесительной машины 2СМН-20, м³/мин.

     Исходя  из условия размещения цементного порошка, подвезенного к буровой в бункерах смесительных машин:

     n_цсм = Q_ц¹/q_цб,

     где Q_ц¹ – весовое количество сухого цемента, подвезенного к буровой с учетом предполагаемых потерь, т;

     

     q_цб – весовое количество цемента, вмещаемого в бункер одной цементосмесительной машины

     Для колонны диаметром 324 мм:

     n_цсм = 1*0,9/1 = 0,9 = 1 машина.

     n_цсм = 1,93/20 = 0,1 = 1 машина 2СМН-20.

     Для колонны диаметром 245 мм:

     n_цсм = 2*0,9/1 = 1,8 = 2 машины.

     n_цсм = 13,03/20 = 0,65 = 1 машина 2СМН-20.

     Принимаем 1 цементосмесительную машину 2СМН-20.

     Для колонны диаметром 146 мм:

     n_цсм = 10*0,9/1 = 9 машин.

     n_цсм = 77,62/20 = 4 машины 2СМН-20.

     Принимаем 4 цементосмесительные машины 2СМН-20 

     2.5.9. Цементировочное оборудование 

     Цементировочные агрегаты

     Цементировочные агрегаты предназначены:

• для приготовления, закачки и продавки тампонажных (или других) растворов в скважины;
• для проведения различного рода промывок скважин через спущенные колонны труб;
• для обработки призабойной зоны скважин, закачки растворов изотопов, проведения гидропескоструйной перфорации и других технологических операций в скважинах;
• для перекачки различных жидкостей или растворов из емкостей колодцев и водоемов;

     

• для гидравлической опрессовки обсадных труб и колонн, а также различного оборудования.

     Наиболее  широкое распространение в промысловой  практике нефтегазовых районов страны получили цементировочные агрегаты ЦА-320М и ЗЦА-400А.

     При цементировании проектной скважины будут использоваться цементировочные агрегаты ЦА-320М.

     Технологическая характеристика цементировочного агрегата ЦА-320М:

     Монтажная база……………………………..шасси автомобиля КрАЗ-257

     Цементировочный насос:

     тип………………………………………………………………………….9Т

     гидравлическая  мощность, л.с………………………………………….125

     ход поршня, мм…………………………………………………….…….250

     максимальное  давление, кгс/см²………………………………………..320

     максимальная  подача, л/с………………………………………………...23

     привод………………………..………от  двигателя автомобиля КрАЗ-257

     водоподающий  насос:

     тип………………………………………………………………………....1В

     диаметр плунжера, мм…………………………………………………..125

     ход плунжера, мм………………………………………………………..170

     подача, л/с…………………………………………………………………13

     давление, кгс/см²………………………………………………………….15

     привод………………………………………………от  двигателя ГАЗ-51А

     емкость мерного бака, м……………………………………..…………..6,4

     емкость цементного бачка, м…………………………………………..0,25

     диаметр приемных трубопроводов, мм…………………………..…….100

     диаметр нагнетательных трубопроводов, мм…………………………..50

     общая длина разборного трубопровода, м………………………………22

     

     Общая масса агрегата, т………………………………………………...17,5

     Цементосмесительные машины

     Цементосмесительные машины и агрегаты предназначены  для транспортировки сухих тампонажных  материалов (глинопорошков) и механизированного  приготовления тампонажных (глинистых) растворов.

     В промысловой практике применяются цементосмесительные машины 2СМН-20, СМП-20, СМ-10, СМ-4М и агрегаты 1АС-20, 2АС-20, ЗАС-30.

     В данном случае будут применяться  цементосмесительные машины 2СМН-20.

     Техническая характеристика машины 2СМН-20:

     Монтажная база……………………………..шасси автомобиля КрАЗ-257

     Транспортная  грузоподъемность, т………………………………….8 – 10

     Объем бункера, м……………………………………………….……….14,5

     Вместимость бункера (по цементу), т……………………..…………….20

     Способ  получения раствора…………..………механико-гидравлический

     Производительность  в м/мин при приготовлении:

     Цементного  раствора………………………………………………0,6 – 1,2

     Цементно-бентонитового  раствора……………………………….0,5 – 1,0

     Глинистого  раствора……………………………………………….1,0 – 2,0

     Давление  жидкости затворения, кгс/см²…………………………….8 – 20

     Общая масса не загруженной машины, т………………………………13,8

     Способ  погрузки в бункер………………………...шнековым погручиком

     

     Плотность тампонажного раствора регулируются изменением количества подаваемой в смеситель  воды при помощи устройства с набором  насадок и крана на обводной линии, а также количества подаваемого сухого цемента посредством изменения скорости вращения вала двигателя и двух параллельных загрузочных шнеков, расположенных в днище бункера 2СМН-20[2].

      

     2.6. Технология крепления скважины 

     2.6.1. Подготовительные работы к спуску обсадной колонны 

     2.6.1.1. Проверка состояния фундаментов и оборудования буровой установки 

     До  начала работ по подготовке скважины к спуску обсадной колонны проверяется  состояние фундаментов оснований, подроторных балок и другого  оборудования буровой установки (подъемное, насосное и силовое).

     Фундаменты  не должны иметь нарушений, промоин  и осадок грунта.

     Основания под оборудование и вышку должны располагаться на фундаментах всей опорной поверхности и не иметь  трещин или других дефектов.

     Вышка центрируется относительно устья скважины, а все ее соединительные элементы закрепляются.

     Проверяются: буровая лебедка, приводы, двигатели  и при необходимости производится ремонт с заменой отдельных звеньев  цепных передач, клиновых ремней и других узлов. При проверке особое внимание уделяется надежности тормозной системы.

     Буровые насосы, нагнетательные линии с запорной арматурой и система очистки  промывочной жидкости должны обеспечивать бесперебойную подачу и очистку  жидкости на различных режимах промывки скважины. Насосы должны обеспечивать подачу продавочной жидкости цементировочным агрегатам.

     

     Проверяется состояние противовыбросового оборудования. Перед спуском эксплуатационных колонн на одном из превенторов заменяются плашки под соответствующий диаметр  обсадных труб.

     Проверяется исправность и точность показаний индикатора веса, манометров и других контрольно измерительных приборов на буровой.

     Устраняются выявленные при осмотре дефекты, и составляется акт о готовности буровой установки к креплению  скважины. 

     2.6.1.2. Подготовка обсадных труб 

     Подготовка  обсадных труб (гидравлическое испытание, калибровка резьб, шаблонирование, маркировка, сортировка и замер длины) к спуску в скважину осуществляется на трубных  базах или непосредственно на буровой.

     Обсадные  трубы завозятся на буровую заранее, чтобы иметь возможность подготовить их для спуска в скважину.

     Запрещается транспортирование обсадных труб без  предохранительных колец и ниппелей.

     Обсадные  трубы, подготовленные к креплению  скважины, должны удовлетворять всем требованиям действующих стандартов и технических условий.

     Соответствие  внутреннего диаметра трубы номинальному по всей трубе проверяется с помощью  жесткого цилиндрического шаблона.

     С целью выявления скрытых дефектов заводского изготовления обсадные трубы  перед спуском в скважину испытываются на внутреннее давление водой с выдержкой времени не менее 30 сек.

     Трубы, которые не выдержали гидравлического  испытания и (или) через которые  не прошел шаблон, отбраковываются.

     На  каждые 1000 м подготовленных к спуску труб на буровую доставляют дополнительно 50 м проверенных резервных труб максимальной прочности.