книги / Решение практических задач при бурении и освоении скважин

Интервал центрирования L2 в пределах растянутого участка

Величину интервала / установки первого центра­ тора выше сечения z0 = L0 рассчитывают по формуле (5.124).

Величина интервала /0 установки последнего центратора определяется выражением

Q —растягивающая интервал обсадной колонны (/0) нагруз­ ка от собственного веса расположенных ниже труб с учетом архимедовой выталкивающей силы

Среднее расстояние между центраторами в этом интерва­ ле центрирования от z до L2 будет

П р и м е р . Определим количество центраторов, необхо­ димое для центрирования обсадной колонны, при следующих условиях: L = 3500 м, h = 1500 м, DCKB= 190 мм, D = 146 мм,

По формуле (5.123) найдем длину сжатого участка обсад­ ной колонны

341

Угол наклона ствола скважины а = 15°.

Винтервале центрирования L, сжатого участка от 0 до z0 по табл. 5.11 имеем I ~ 11,7 м.

Число центраторов по формуле (5.126) составит

т= 980/11,7 = 84.

Винтервале центрирования растянутого участка L2 обсад­ ной колонны по формуле (5.128) находим Q = 34,3(1500 — 980) 0,9659 • 10 = 172500 кН.

По формуле (5.127) имеем, что /0 = 15,5 м; из табл. 5.11 / = 11,7 м.

Среднее расстояние между центраторами по формуле (5.129) 1СР = 13,7 м.

Число центраторов в этом интервале центрирования опре­ делим из формулы (5.129а): п = 38.

Общее число центраторов, необходимое для центрирования колонны в зоне цементирования: m + п = 122 шт.

Угол наклона ствола скважины а = 50°.

В этом случае: / = 8,9 м; m = ПО; Q = 114000 кН; /0 = 9,9 м; 1ср = 9,4 м; п = 55; m -I- п = 165.

П р и м е ч а н и е . Числовой расчет проведен для центрирования всего участка цементирования обсадной колонны в интервале от 2000 до 3500 м, где по всей длине многопластовые залежи продуктивных горизонтов череду­ ются с водоносными горизонтами.

5.4. ВЫБОР СКОРОСТИ СПУСКА ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ

(Choice of velocity of casing running)

В общем случае максимально допустимая ско­ рость спуска обсадной колонны V; из условия предотвраще­ ния поглощения бурового раствора и непревышения репрес­ сии на продуктивные пласты, имевшей место при вскрытии и углублении скважины, вычисляется по формуле

где [PJ, — допустимое давление на рассматриваемый пласт, МПа — принимается равным величине максимального гид­ равлического давления, имевшего место при последних долб­ лениях;

342

Pri —гидростатическое давление на рассматриваемый пласт, МПа, при последних долблениях;

I, — длины участков спущенной части колонны до подош­ вы рассматриваемого пласта с одинаковыми для данного участ­

ка D, и d„ м (спущенная ниже кровли пласта часть колонны не учитывается);

dj, Д — соответственно диаметр обсадной колонны, в том числе бурильных труб, на которых спускается секция или по­ тайная колонна, и средневзвешенный по длине /, диаметр ствог ла скважины, м;

рб —плотность бурового раствора в скважине, кг/м3;

X —коэффициент гидравлических сопротивлений; рассчи­ тывается для измеренных реологических параметров бурово­ го раствора по известным зависимостям; при отсутствии дан­ ных принимается равным 0,055.

Выбор скорости спуска обсадной колонны осуществляется дифференцированно в зависимости от длины спущенной час­ ти колонны относительно рассматриваемого пласта в следую­ щем порядке,

1.Разбить ствол скважины на участки длиной /, от устья скважины; верхний —длиной 500 м, второй —до глубины баш­ мака ранее спущенной колонны, третий —до подошвы наибо­ лее «слабого» пласта, ниже —через каждые 500 м.

Наиболее «слабый» пласт —пласт, на глубине подошвы ко­ торого в процессе последних долблений при углублении сква­ жины имела место наименьшая разница между давлением гид­ роразрыва (поглощения) и гидродинамическим давлением в стволе скважины.

2.Используя информацию по скважине, по последним дол­ блениям, определить:

2.1.величину Р.п — гидростатическое давление на каждую рассматриваемую точку, в том числе подошву «слабого» пла­ ста Р7С.

2.2.величину /Р/„ [Р]с как сумму Pzi (Р2С) и гидравлических сопротивлений в затрубном пространстве на участке от рас­ сматриваемой точки (подошвы «слабого» пласта) до устья.

2.3.величину Рт —гидростатическое давление на кровлю про­ дуктивного пласта (при его отсутствии —на забой скважины).

2-4. [Р]п как сумму Ргп и гидравлических сопротивлений в затрубном пространстве на участке от кровли продуктивного пласта (забоя скважины) до устья.

3.Для каждой нижней точки выбранного участка /, вычис­ лить [V],.

Принять в качестве расчетных данных для каждой точки величины [V]p из условия:

343

где [V]c —допустимая скорость спуска колонны для подош­ вы «слабого» пласта при любой длине спущенной колонны;

[V]n — допустимая скорость спуска колонны для кровли продуктивного пласта (забоя скважины) при любой длине спу­ щенной колонны.

4.С достаточной для практических целей точностью при­ нять условие, что скорость [V]p изменяется от каждой точки к последующей по убывающей линейной зависимости.

5.Разбить интервалы между рассматриваемыми точками на подинтервалы, на которых [V]p снижается ступенями че­ рез каждые A[V]p = 0,05 м/с.

Полученные скорости спуска на каждой ступени являют­ ся искомыми величинами допустимых скоростей спуска ко­

лонны.

Окончательное решение принимается с выполнением сле­ дующих ограничений;

а) В обсаженном стволе скважины скорость спуска должна быть в пределах 0,7 + 0,5 м/с. В случае, если [V]p < 0,5 м/с, при­ нимать скорость спуска [V]p.

Если ствол скважины обсажен до кровли продуктивного пласта или до глубины выше кровли продуктивного пласта на 150—200 м и менее, скорость спуска за 150—200 м до входа в про­ дуктивный пласт принимать 0,5 + 0,3 м/с, но не более [V]p.

б) В необсаженном стволе скважины до глубины выше кровли продуктивного пласта (при его отсутствии —забоя) на 200—250 м скорость спуска принимать 0,5 + 0,3 м/с, но не бо­ лее [V]p.

в) В интервале продуктивного пласта (при его отсутст­ вии —за 150 + 200 м до забоя) скорость спуска принимать 0,25 +0,20 м/с, но не более [V]p.

5.5. ВЫБОР ТАМПОНАЖНЫХ МАТЕРИАЛОВ И РАСТВОРОВ

(Cementing materials and slurries choice)

5.5.1. ВЫБОР ТАМПОНАЖНЫХ МАТЕРИАЛОВ

(Cementing materials choice)

Исходная геолого-техническая информация (ИГТИ) формируется с указанием глубин по вертикали и по длине колонны.

344

1.Глубина спуска обсадной колонны.

2.Общий интервал цементирования.

3.Глубина установки устройства ступенчатого цементиро­ вания.

4.Интервал установки потайной колонны.

5.Интервалы установки секций при спуске колонны сек­ циями.

6.Геостатическая температура горных пород:

—на глубине установки башмака колонны;

—на глубине 3,2 м (нейтрального слоя, кроме ММП);

—на глубине устройства ступенчатого цементирования;

—на стыке секций;

—на «голове» потайной колонны.

7.Интервалы залегания пород с наличием:

—галита;

—бишофита;

—сульфатов;

—минерализованной среды с указанием степени минера­ лизации;

—сероводорода и углекислоты с указанием содержания во флюиде в % объемных.

8.Плотность бурового раствора.

9.Давления гидроразрыва пород по глубинам в интервале цементирования открытого ствола скважины.

Порядок выбора типа тампонажного материала

Выбор типов тампонажных материалов или композиций (ниже —цемента) осуществляется отдельно для ступеней или секций колонны.

Выбирается из табл. 5.13 и 5.14 один или несколько типов цемента по термостойкости.

П р и м е ч а н и е : в табл. 5.14 представлены рекомендуемые компози­ ции для условий сероводородной и углекислотной агрессии.

Проверяется пригодность цемента для вышележащего ин­ тервала.

В случае необходимости для этого интервала применяется другой тип цемента из табл. 5.13 и 5.14 по термостойкости и с дополнительной разбивкой на подинтервалы.

Из выбранных типов цемента исключают те, которые не удовлетворяют стойкости к агрессии горных пород в соответ­ ствии с табл. 5.14 в интервале, где размещается цемент по окон­ чании процесса цементирования.

После процедуры выбора для каждого интервала прини­ мается один тип цемента с учетом диапазона плотности по

345

табл. 5.14 (А и Б), 5.15, 5.16 и выполнения в любой точке интер­ вала цементирования неравенства

где Ргс —гидростатическое давление составного столба «там-

346

понажный раствор — буровой раствор»; в первом приближе­ нии буферная жидкость не учитывается;

Ргп — давление гидроразрыва пласта; при бурении в усло­ виях поглощений в качестве Ргп принимается давление нача­ ла поглощения.

Плотности тампонажных растворов по интервалам долж­ ны быть убывающими по высоте и одинаковыми для данного типа цемента.

Плотность раствора в верхнем интервале должна, как пра­ вило, удовлетворять условию

347

Продолжение табл. 5.14А

348

Продолжение табл. 5.14Б

2. Отложения бишофита цементируются специальными составами на ос-

349