Совершенствование профилей наклонно направленных скважин и технология их реализации на Игольско-Таловом месторождении

где qЦ – удельный вес цемента, Н/м3;

qЦ – удельный вес технической воды, Н/м3 .

По формуле (2.13.11.) находим:

qЦР=((1+0,5) ×3,12 ×104×1,0 ×104)/(1,0 ×104+0,5×3,12 ×104)=1,82×104 Н/м3.

Компонентами гельцементного раствора являются цемент, вода, наполнитель (глинопорошок) и наполнитель (при необходимости). В качестве цемента использ

уем портландцемент тампонажный ПЦТ I – 100, с удельным весом 3,12×104Н/м3, в качестве жидкости затворения используем техническую воду, удельный вес которой 1,0×104Н/м3. В роли наполнителя используем бентонитовый порошок с удельным весом 2,8 ×104Н/м3.

Ранее было определено, что значение удельного веса гельцементного раствора находится в приделах 1,32…1,92 ×104Н/м3. По табл. 3.2.1. [13, стр.17] выбирается удельный вес гельцементного раствора равной 1,53×104Н/м3 и принимается значение глиноцементного отношения равным 0,33.

Водоцементное отношение находим по формуле:

М = 0,5+2,2 Б , (2.101)

где М – водоцементное отношение;

Б – глиноцементное отношение.

М = 0,5+2,2 ×0,33=1,23.

Окончательное значение удельного веса гельцементного раствора рассчитываем по формуле:

qГЦ=(М+1+Б)/(М/qВ+1/qЦ +Б/qН) Н/м3, (2.102)

где qН - удельный вес наполнителя.

Таким образом получаем:

qГЦ=(1,23+1+0,33)/(1,23/1×104+1/3,12 ×104 +0,33/2,8 ×104)=1,53×104 Н/м3 .

Определяется потребное количество составных компонентов для тампонажной смеси.

Для чистого цементного раствора необходимо найти количество цемента и воды. При принятом водоцементном отношении m количество цемента определяется следующим образом. В одном кубометре цементного раствора содержится цемента - rЦ ; воды - m × rЦ , удельный вес 1 м3 раствора составляет - qР . Тогда расход цемента на 1 м3 раствора составит:

rЦ = q ЦР /(1+m), т/м3. (2.103)

rЦ = 3,12×104/(1+0,5)=2,08 т/м3 .

Расход воды на 1 м3 раствора составит:

rВ =m × rЦ т/м3 . (2.104)

rВ =0,5 × 2,08=1,04 т/м3.

Потребное количество цемента для приготовления всего объема цементного раствора определяется по формуле:

GЦI =VЦР× rЦ ×K т. (2.105)

Где К – коэффициент неизбежных потерь цемента при затворении, принимается 1,05.

GЦI=7,4× 2,08 ×1,05= 16 т.

Потребное количество воды для приготовления всего объема цементного раствора определяется по формуле:

GВI = m × GЦI т. (2.106)

GВI= 0,5 × 16=8 т.

Для гельцементного раствора необходимо найти количество воды, цемента и наполнителя (глинопорошка). При принятых значениях водоцементного и глиноцементного отношений находим количество цемента. В одном кубометре раствора содержится: цемента - rЦ ; воды - М × rЦ ; глинопорошка - Б× rЦ .

Расход цемента на 1 м3 раствора составит:

rЦ = qГЦ/(1+М+Б) т/м3 . (2.107)

rЦ = 1,53×104/(1+1,23 +0,33)=0,598 т/м3.

Расход воды на 1 м3 раствора составит:

rВ = М × rЦ т/м3. (2.108)

rВ =1,23 × 0,598 = 0,736т/м3 .

Расход глинопорошка на 1 м3 раствора составит:

rН =Б · rЦ т/м3. (2.109)

rН =0,33 × 0,598 = 0,197 т/м3 .

Общее количество цемента определяется как :

GЦII=VГЦ× rЦ ×K т. (2.110)

GЦII =77,2× 0,598 ×1,05=48,5 т.

Общее количество воды определяется как :

GВII =М× GЦ т. (2.111)

GВII=1,23× 48,5= 60 т .

Общее количество наполнителя определяется как :

GН = Б × GЦII т. (2.112)

GН = 0,33 × 48,5=16 т.

На весь объем цементирования скважины суммарное количество цемента составит:

∑ GЦ =GЦI +GЦII т . (2.113)

∑ GЦ = 16 + 48,5 = 64,5 т.

Суммарное количество сухого порошка (цемента и наполнителя) составит:

∑ G = ∑ GЦ + GН т. (2.114)

∑ G = 64,5+16=80,5 т.

Рассчитывается объем продавочной жидкости.

Продавочная жидкость служит для вытеснения тампонажной смеси из обсадной колонны в затрубное пространство с помощью продавочной пробки.

В качестве продавочной жидкости используется буровой раствор, объем которого определяется по формуле:

VПЖ =(∑ (p×d I2/4×l I)) ×KI м3, (2.115)

где dI – внутренний диаметр соответствующей секции обсадной колонны;

l I – длина соответствующей секции (без учета цементного стакана);

КI – коэффициент , учитывающий сжатие пузырьков воздуха в продавочной жидкости и деформацию обсадной колонны (КI= 1,03).

VПЖ =( (3,14×0,13062/4×110)+ (3,14×0,1322/4×2990) ) ×1,03=43,2 м3.

Определяем тип и объем буферной жидкости.

Буферная жидкость закачивается в обсадную колонну перед тампонажной смесью и выполняет следующие функции:

1. Отделяет в затрубном пространстве тампонажную смесь от вышерасположенного бурового раствора , что препятствует их смешению. В противном случае при смешивании тампонажного и бурового растворов часто образуется трудно прокачиваемая смесь.

2. Очищает стенки скважины от глинистой корки, что в дальнейшем улучшает контакт цементного камня с породой .

3. Облегчает процесс вытеснения бурового раствора, обеспечивая большую степень замещения бурового раствора цементным.

Применение буферных жидкостей значительно повышает качество цементирования.

В качестве буферной жидкости используется двухпроцентный водный раствор триполифосфата натрия, удельный вес буферной жидкости составит 1,0×104Н/м3.

Объем буферной жидкости должен обеспечить выполнение вышеперечисленных функций. Практикой установлено, что минимально необходимая высота столба буферной жидкости в затрубном пространстве должна ориентировочно составлять 100 м на каждые 1000 м цементируемого интервала. Тогда минимальный объем буферной жидкости составит:

VБЖМИН=p/4× (DД2 – D2) ×K ×hБЖМИН м3 . (2.116)

где hБЖМИН –минимально необходимая высота столба буферной жидкости, м.

VБЖМИН=3,14/4× (0,21592 – 0,1462) ×1,7 ×3100/100=1,05 м3

Так как qБР >qБЖ , то с увеличением столба буферной жидкости снижается гидростатическое давление и может произойти выброс. Поэтому находится максимальное количество закачиваемой в скважину буферной жидкости из условия отсутствия выброса:

VБЖМАКС=p/4× (DД2 – D2) ×K ×hБЖМИАКС м3, (2.117)

где hБЖМАКС – максимальная высота столба буферной жидкости в затрубном пространстве, м.

Максимальная высота столба буферной жидкости в затрубном пространстве находится по формуле:

h БЖМАКС = (10-6×Н× qБР – PПЛ)/(10-6× (qБР –qБЖ ) м. (2.118)

hБЖМАКС=(10-6×2825×1,08×104 – 28,5)/(10-6× (1,08×104 – 1,0×104)=2512 м.

По формуле (2.117) находится максимальный объем закачиваемой в затрубное пространство буферной жидкости:

VБЖМАКС=3,14/4× (0,21592 – 0,1462) ×1,7 ×2512=87м3 .

Номинальный объем буферной жидкости должен находится в пределах между минимальным и максимальным значениями:

 Скачать реферат