Проект заканчивания эксплуатационной скважины глубиной 2320 м на Самотлорском месторождении

 

   

   5 Обоснование технологической оснастки

   Для облегчения спуска обсадной колонны и качественного  её цементирования по выбранной технологии в состав колонны входят дополнительные элементы: башмак колонный, обратный клапан, упорное кольцо, кольца жесткости и турбулизаторы. Для эксплуатационных и промежуточных колонн в комплект оборудования их низа включаются центрирующие фонари и скребки.

   Для предупреждения смятия торца нижней трубы при спуске в скважину устанавливается башмак. После башмака низ колонны оборудуют обратным клапаном. Предназначенным для обеспечения её заполнения при спуске в скважину и предотвращения обратного перетока жидкости из заколонного пространства. Над обратным клапаном становится упорное кольцо (кольцо «стоп»). Предназначенное для получения сигнала об окончании продавливания тампонажного раствора при цементировании скважины. Для усиления нижней части обсадной колонны и повышение прочности соединения на нижние 4 – 5 труб одеваются короткие патрубки и закрепляются под соединительными муфтами.

   Лучшему замещению бурового раствора цементным  раствором способствует установка  на обсадной колонне турбулизаторов. Он состоит из корпуса, неподвижно закрепленного  на обсадной трубе с с упругими (обычно резиновыми) полостями, наклоненными под углом 30 - 50° к образующей.

   Технологическую оснастку обсадных колонн приведем в  таблице 5.1. 

   Таблица 5.1.

 
 
 

   6 Обоснование способа  и скорости спуска обсадной колонны

  Спуск обсадной колонны весьма ответственная операция. До начала спуска должны быть закончены все исследовательские и измерительные работы в скважине.

   При благоприятных  условиях рекомендуется поддерживать среднюю скорость спуска каждой трубы  эксплуатационной колонны не более 1 м/с, а кондуктора не более 0,5 м/с.

   При спуске колонны с обратным клапаном, допускающим  само заполнение её промывочной жидкостью, нужно контролировать полноту заполнения. Если же клапан закрыт, в колонну  периодически доливают жидкость, после  спуска каждых 200 – 400 метров труб в зависимости от диаметра во время долива колонну следует расхаживать во избежание прихвата.

   После окончания спуска колонну оставляют  на бур. крюке, а скважину тщательно  промывают. Спуск обсадной колонны  производим в один прием. При этом случае мы экономим время и уменьшаем вероятность осложнения.

   Результаты  сводим в таблицу 6.1. 

   Таблица 6.1.

 
 

7 Подготовка ствола скважины и обсадных труб к спуску

   Перед спуском обсадной колонны нужно  подготовить ствол скважин. Для  этого по данным кавернограммы и  профельограммы выявляют участки сужения  ствола скважины, а также участки резкого искривления. Эти участки тщательно прорабатывают новыми долотами со скоростью 35 – 40 м/ч. После проработки ствола скважины, особенно если условия бурения сложны, калибруют: спускают бурильную колонну, низ которой имеет примерно такую же жесткость, как подлежащая к спуску обсадная колонна. По окончанию калибровки скважину тщательно промывают в течение одного-двух циклов циркуляции. При проработке применяют буровой раствор с минимальной фильтроотдачей, низкими значениями статического и динамического напряжения сдвига.

   До  спуска окончательной колонны, обеспечить буровую элеваторами соответствующей грузоподъёмности, двумя машинными ключами и запасом сухарей, круговыми ключами промывочной головкой, башмаком с двумя тарелочными обратными клапанами или одним ЦКОД и чугунной напровляющей пробкой с четырьмя боковыми и одним центральным отверстием диаметром 50 мм, специальной смазкой для резьб, ключами для отворота предохранительных колец и нипилей, трехгранными напильниками. Также нужно подготовить сами обсадные трубы к спуску в скважину.

   Обсадные  трубы доставляются на буровую специальными трубовозами, в соответствии с расчетной  компоновкой  и для удобства подготовки укладываются на стеллажи в один ряд.     

   Перед спуском в скважину обсадные трубы подвергаются контрольной проверке:

       - внешний осмотр на наружной и внутренней поверхностях труб не должно быть, раковин, расслоений, трещин;

       - шаблонировка – внутренний диаметр должен соответствовать номинальному;

       - калибровка резьб – резьба должна быть гладкой, без заусенцев, рванин и других дефектов, нарушающих ее непрерывность;

       - опрессовка труб – до спуска в скважину все трубы опрессовываются водой давлением на 20% превышающим давление опрессовки при испытании на герметичность. 

8 Обоснование способа  цементирования. Расчет  технико-технологических  параметров процесса цементирования

   В зависимости  от геологических условий разбуриваемой  площади, высоты подъема тампонажного раствора, опасности нет даже для  прямого одноступенчатого цементирования и без разрыва во времени.

   Цель  расчета процесса цементирования является определение потребного количества тампонажных материалов, жидкости затворения, продавочной и буферной жидкости: числа цементировачных агрегатов  и цементировачных машин; технологических параметров процесса цементирования.

   Зная  эти данные, определяется планируемое время цементирования обсадной колонны и при необходимости производится подбор реагентов и их количество.

   Расчет  технологических параметров процесса цементирования можно разбить на четыре этапа:

   - определение потребного количества материалов для приготовления тампонажного раствора и осуществления процесса цементирования;

   - обоснование технологических параметров процесса закачивания тампонажного раствора;

   - обоснование технологических параметров процесса закачивания продавочной жидкости;

   - определение планируемого времени цементирования. 

8.1 Обоснование потребного  объема материалов  для приготовления тампонажного раствора

   Объем тампонажного раствора определяется объемом кольцевого пространства в интервале цементирования. Цементирование может быть осуществлено бездобавочным тампонажным портландцементом на всю высоту, либо частично. В последнем случае оставшаяся часть заполняется облегченным (утяжеленным) тампонажным раствором.

   Объем «бездобавочного» тампонажного раствора определяется по формуле:

   V_б = 0,75 × {[(к × Д_д)² – d_н²] × L_б + d_в² × l_i}                                                                       (8.1.1)

   Где: к  – коэффициент ковернозности (к = 1,1 ….. 1,3) принимаем к = 1,2

           Д_д – диаметр долота, м;

           d_н – наружный диаметр обсадной колонны, м;

            d_в – внутрений диаметр обсадной колонны в близи башмака;

             l_i – расстояние от башмака обсадной колонны до кольца “стоп”.

   Объем облегченного тампонажного раствора находим:

   V_о = 0,785 × {[(к × Д_д)² – d_н²] × (Н - L_б)}                                                                           (8.1.2)

   Где: Н  – интервал цементирования, м;

           L_б – высота подъема «бездобавочного» тампонажного тампонажного раствора в заколонном пространстве, м:

   V_б = 0,75 × {[(1,1 × 0,2159)² – 0,168²] × 40 + 0,1468² × 5} = 0,969 м³

   V_о = 0,785 × {[(1,1 × 0,2159)² – 0,168²] × (2320 - 40)} = 50,43 м³

   Определяем  потребное количество тампонажного материала. Количество тампонажного материала (портландцемента) g_б (т) для приготовления 1 м³ «бездобавочного» тампонажного раствора:

   g_б = ρ_б / (1 + В/Т)                                                                                                                 (8.1.3)

   Где: ρ_б – плотность бездобавочного раствора (из формулы 3.1.)

   В/Т  – водотвердое отношение.

   Потребное количество материалов (g_о) для приготовления 1 м³ единицы объема тампонажного раствора необходимой плотности (ρ_о) определяется из решения системы уравнений:

   g_о = ρ_о / (1 + В/Т)                                                                                                                 (8.1.4)

   g_о = 1 / (∑ⁿ_i=1 а_i / ρ_i + (В/Т) / ρ_ж)                                                                                           (8.1.5)

    Где: а_i – массовая доля _i –го компонента твердого вещества;

            ρ_i – плотность _i –го компонента твердого вещества, кг/м³;

            ρ_ж – плотность жидкости затворения, кг/м³.

   g_б = 1800 / (1 + 0,5) = 1200 кг

   g_о = 1450 / (1+ 0,44) = 1007 кг

   Общая масса тампонажного материала для  приготовления тампонажных растворов (М_iтр):

   М_iтм = К_т × g_i × V_iтр                                                                                                             (8.1.6)

   Где: К_т = 1,03 ÷ 1,06 – коэффициент, учитывающий потери цемента при транспортировке и затворении. Применим К_т = 1,04.

   М_бтм = 1,04 × 1200 × 0,769 = 1209,3 кг;

   М_обтм = 1,04 × 1007 ×50,43 = 54023,6 кг.