Тампонажні матеріали вибираємо згідно рекомендацій ГОСТ 1581-85. Для цементування нижньої секції візьмемо розширюючи тампонажні матеріали на основі ШПЦС-120. Цементний розчин будемо закачувати двома порціями: 1-а ШПЦС-120 на висоту від “голови” нижньої секції до підошви першого продуктивного горизонту і 2-а – РТМ від підошви першого продуктивного горизонту до вибою свердловини.

2.9.3 Розрахунок цементування експлуатаційної колони

Вихідні дані:

- глибина свердловини, м Lсв=4600 м;

- глибина спуску проміжної колони, м Lпк=3850 м;

- внутрішній діаметр проміжної колони =0,224 м;

- висота цементного стакану hс=20 м ;

- висота підйому РТМ за колоною h1=510 м ;

- висота підйому ШПЦС-120 h2=790 м ;

- густина бурового розчину, кг/м3 сб.р.= спр.р.=1560;

- коефіцієнт кавернозності КV=1,2

- тиск гідро розриву порід Рг.п.=87 МПа

- густина цементного розчину, кг/м3 сц.р.=1820 кг/м3

2.9.3.1 розрахунок цементування першої ступені

експлуатаційної колони

Розрахунок потрібної кількості тампонажних матеріалів

Рис. 2.7 – Розрахункова схема двох порційного цементування

нижньої секції експлуатаційної колони

Визначаємо необхідний об’єм цементного розчину (РТМ)

(2.103)

де - об’єм кільцевого простору

- об’єм цементного стакана

(2.104)

; (2.105)

тоді

Визначимо необхідний об’єм цементного розчину (ШПЦС-120)

(2.106)

2. Визначаємо необхідну масу сухого цементу

а) Для приготування РТМ

, (2.107)

де W – водоцементне відношення, W=0,5 (див. табл. 2.30)

д – коефіцієнт втрат при вантажо-розвантажувальних роботах,

д=1,03-1,05

б) для приготування ШПЦС-120

3. Визначаємо необхідну кількість води для приготування цементного розчину

а) для приготування РТМ

б) для приготування ШПЦС-120

4. Визначаємо необхідний об’єм продавлю вальної рідини

(2.108)

де - середній внутрішній діаметр нижньої секції експлуатаційної колони, м

- середній квадратичний внутрішній діаметр бурильної колони, м

=0,1246 м

=0,0104 м2

Вибір цементувальних агрегатів

Цементувальні агрегати вибираємо по тиску на цементувальній головці в кінці цементування за формулою

(2.109)

де - тиск, який створюється за рахунок різниці густини стовпців цементного і бурового розчинів в погоні і кільцевому просторі, Па

; (2.110)

Рг – тиск, який затрачається на подолання гідравлічного опору, МПа

(2.111)

де А0 – узагальнений коефіцієнт гідравлічних втрат в трубах при турбулентному режимі руху

(2.112)

де в – коефіцієнт який залежить від критерію Сен-Веналя

(2.113)

де Sпл – пластична в’язкість, Пас

ще – швидкість руху рідини в середині труб при структурному режимі.

Рекомендується щоб при структурному русі

ще.кп<0,5 м/с. Приймаємо ще.кп=0,3 м/с

(2.114)

Тоді

Рк=3,01+3,77=6,8 МПа

Для проведення цементування використовуємо цементувальні агрегати ЦА-320 м.

Визначення необхідної кількості цементно-змішувальних машин.

По вмісту бункера

(2.115)

де Мб – вмістимість бункера (для 2СМН-20 Мб=20т)

Кількість цементувальних агрегатів приймаємо з умови, на одну цементозмішувальну машину по два цементувальних агрегати, плюс один запасний.

Приймаємо 7 цементувальних агрегати.

2.9.3.2 розрахунок цементування другої ступені

експлуатаційної колони

Вихідні дані:

- глибина стиковки секцій, м Нст=3300;

- густина цементного розчину, кг/м3 сц.р.=1820 кг/м3

- густина продав очної рідини, кг/м3 сц.р.=1560 кг/м3

- діаметр експлуатаційної колони, м dе.к.=0,146

- внутрішній діаметр проміжної колони, м dпрв.=0,224

- водоцементне відношення W=0,45

На рис. 2.8 приведена розрахункова схема цементування другої ступені експлуатаційної колони

Рис. 2.8 – Розрахункова схема цементування другої ступені експлуатаційної колони

Розрахунок необхідної кількості матеріалів

а) Необхідна кількість цементного розчину

;

б) Необхідна кількість сухого цементу

в) необхідна кількість води для замішування цементного розчину

Vв=98,60,45=44,37м3

необхідний об’єм продав очної рідини

; (2.120)

3. Вибір цементувальних агрегатів

Рс=9,81(1820-1560)3300=8,4 МПа

; (2.121)

Рг=0,03333001560+0,4233001820=2,7 МПа

Рк=8,4+2,7=11,1 МПа

Для проведення цементування другої секції використовуємо також ЦА-320М з діаметром втулок 127 мм

Визначення необхідної кількості цементозмішувальних машин

По вмісту бункера

Приймаємо п’ять цементозмішувальних машин.

Виходячи із кількості ц.з.м. приймаємо вісім цементувальних агрегати.

Результати проведених розрахунків зводимо в табл. 2.24

Таблиця 2.24 – Результати розрахунку цементування експлуатаційної колони

№ п/п | Показники | І

ступінь | ІІ

ступінь

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8. | Необхідний об’єм цементного розчину, м3

Необхідний об’єм продав очної рідини, м3

Кількість сухого цементу, т

Необхідний об’єм води, м3

Кількість ЦА, шт.

Кількість ц.м.з., шт.

Густина цементного розчину, кг/м3

Кінцевий тиск, МПа | 33,08

43,4

41,2

19,87

7

3

1820

6,8 | 74,8

44,5

98,6

44,37

8

5

1820

11,1

Рис. 2.9 – Схема обв’язки ЦА і ЦЗМ для І ступені

Цементувальні агрегати;

Цементозмішувальні машини;

Блок маніфольд;

Осереднюючи ємність;

Станція контролю цементування.

2.10. Вказівки з кріплення свердловин

2.10.1 Підготовчі роботи до спуску обсадних колон

Перед спуском обсадних колон проводиться детальна перевірка і підготовка як всіх її елементів, так і бурового обладнання, механізмів і інструментів, які використовуються при спуску.

Підготовка колони заключається насамперед в перевірці її елементів на трубній базі. Труби, які призначені для спуску, оглядаються, відраховуються із них ті, в яких виявлені дефекти (вм’ятини, тріщини, кривизна, пошкодження та ін.)

За допомогою калібрів перевіряють ??? і крок різьби. Муфти для трую підбирають по величині натягу.

Труби, які не мають дефекту опресовують з використанням води. Тиск опре совки водою повинен не менше, як на 5% перевищувати надлишковий внутрішній, який може виникнути при дослідженні свердловини на герметичність після цементування.

Значення тисків опре совки приведені в табл.2.25.

Таблиця 2.25 – Тиск опре совки обсадних труб.

d3, мм | 114-

127 | 140-

146 | 168 | 178-

194 | 219-

245 | 273

351 | 377-

608

Ропр, МПа | 15,0 | 12,5 | 11,5 | 9,5 | 9,0 | 7,5 | 6,5

Труба рахується ???, якщо протягом 30с тиск зменшився не більше, як на 0,5 МПа. Загальна довжина труб повинна на 5% перевищувати довжину обсадної колони.

Об садні труби складають на стелажі в порядку, зворотному черговості їх спуску і нумеруються.

Крім обсадних труб на бурову привозять два патрубки довжиною 1,5-5 м з різьбою на обох кінця, центруючі ліхтарі, скребки, ??? направляючу пробку, ??? патрубок, зворотні ???, стоп-кільце, муфту і т.д. Попередньо їх перевіряють, а деякі з них опресовують.

Підготовка ствола свердловини – важлива операція в процесі спуску обсадних колон. Перед початком спуску колони всі дослідження (навернометрія, інклінометрія, каротажі і т.д.) в свердловині повинні бути закінчені. На основі останньої поверх кавернограми визначають ділянки звуження ствола свердловини і місце встановлення на колоні центруючих ліхтарів та скрибків

Ліхтарі встановлюють в тих