Расчет расхода очистного агента
Циркуляция бурового раствора при бурении должна обеспечивать частоту ствола скважины и забоя ,охлаждение долота , способствовать разрушению породы ,предупреждать осложнения . Опыт бурения показал , что для долот диаметром 320 – 393 мм вполне достаточны расходы 70 – 80 л /с и 20 – 25 л /с для долот диаметром 215 – 265 мм .Для улучшения очистки важно не увеличивать расход сверх этих величин , а совершенствование направления потоков на забой и активизировать скорости истечения раствора из насадок .
Расчет проводим по интенсивности очистки забоя скважины и по восходящим потокам .
1) Расчет расхода промывочной жидкости по интенсивности очистки забоя скважины по интервалам : Q = к * S заб , ( 12 )
где к – коэффициент удельного расхода жидкости равный 0,03 – 0,065 л /с на 1см2 ;
S заб – площадь забоя , см2 .
S заб = 0,785 * Дд2 , ( 13 )
Где Дд – диаметр долота , см .Расчет расхода при бурении под направление , кондуктор , эксплуатационную колонну
S заб = 0,785 * 39,37 * 39,37 = 1216,7 см2;
Q = 0,065 * 1216,7 = 79 л /с;
S заб = 0,785 * 29,53 * 29,53 = 684,5 см2;
Q = 0,065 * 684,5 = 44 л /с;
S заб = 0,785 * 21,59 * 21,59 = 365,9 см2;
Q = 0.065 * 365,9 = 23,78 л /с.
2) Расчет расхода промывочной жидкости по скорости восходящего потока , при этом рекомендуемые скорости восходящего потока рекомендуется принимать следующие значения: для пород типа М – (0,9 – 1,3) ;
|
|
|
для пород типа С – (0,9--1,3 ) ;
Q = Vвос * S к.п. , л /с , ( 14)
где Vвос – скорость восходящего потока , л /с ,
S к.п. – площадь кольцевого пространства , м2 .
S к.п. = 0,785 * ( Дд2 – Д б.т2. ) * 1000 , м2; ( 15 )
где Дд – диаметр долота , м ;
Д б.т. – диаметр бурильных труб , м
Д б.т. = 0.114 м.
Расчет расхода промывочной жидкости при бурении под
направление , кондуктор , эксплуатационную колонну:
S к.п. = 0,785 * (0,39372 - 0,1142 ) * 1000 = 111,4 м2;
Q = 0.9 * 111.4 = 100 л /с;
S к.п. = 0,785 * ( 0,29532 – 0,1142 ) * 1000 = 58 м2;
Q = 0.9 * 58 = 52.2 л /с;
S к.п. = 0,785 * (0,21592 - 0,1142 ) * 1000 = 26,3 м2;
Q = 0.7 * 26,3 = 18,4 л /с .
3) Расчет расхода промывочной жидкости , обеспечивающий вынос шлама:
Q=Vкр*Smax + Sзаб * V мех * (Yп – Yж ) / Yсм - Yж , л/с ( 16 )
Где Vмех – скорость частиц шлама относительно промывочной жидкости , м /с;
Smax – максимальная площадь кольцевого пространства,м2
Sзаб – площадь забоя скважины , м2
Vмех – механическая скорость бурения , м /с
Yсм – удельный вес смеси шлама и промывочной жидкости , г /см3
Yж – удельный вес промывочной жидкости , г /см3
|
|
|
Yсм – Yж = 0,01 – 0,02 г / см3. Проектом принято 0,02 г/см3
Задаются параметры и рассчитываются площади забоя :
Vмех = 0,05 м /с ; Vкр = 0,5 м /с ;Yп = 2,4 г /см3 ;
Yж = 1,2 г/см3 ;
-- на интервале 0 – 40 : Sзаб = 0,39372 * 0,785 = 0,121 м2;
-- на интервале 40 – 450 метров : Sзаб = 0,29532 * 0,785 = 0,068 м2;
-- на интервале 450 – 2400 метров : Sзаб = 0,21592 * 0,785 = 0,036 м2 ;
Максимальная площадь кольцевого пространства :
-- на интервале 0 – 40 метров ; Sмах = (0,39372 - 0,1272 ) * 0,785 = 0,109 м2;
-- на интервале 40 – 450 метров: Sмах = ( 0,29532 - 0,1272 ) * 0,785 = 0,055 м2;
-- на интервале 450 – 2400 метров :Sмах = ( 0,21592 – 0,1272 ) * 0,785 = 0,024 м2 .
Подставляя полученные значения в формулу (16 )
найдем расходы промывочной жидкости при бурении под
направление , кондуктор , эксплуатационную колонну :
Q = 0,5 * 0,109 + 0,121 * 0,05 * ( 2,4 – 1,2 ) / 0,02 = 41 л /с
Q = 0,5 * 0,055 + 0,068 * 0,05 * ( 2,4 – 1,2 ) / 0,02 = 23 л /с
Q =0,5* 0,024 + 0,036 * 0,05 * ( 2,4 – 1,2 ) / 0.02 = 28 л /с
4) Расчет расхода промывочной жидкости , предотвращающий размыв стенок скважины :
Q = Smin * Vк.п.max , л /с ( 17)
где Smin – минимальная площадь кольцевого пространства, м2 ;
Vк.п.max – максимально допустимая скорость течения жидкости в кольцевом пространстве , м /с .
Принято Vк.п.max = 1,5 м /с .
Задаются минимальные диаметры при бурении
Ø под направление – 0,178 м ,
|
|
|
Ø под кондуктор – 0,172 м ,
Ø под эксплуатационную колонну – 0,127 м .
Q = 0,048 * 1,5 = 70 л /с;
Q = 0,044 * 1,5 = 66 л /с;
Q = 0,019 * 1,5 = 28,5 л /с.
5) Расчет расхода промывочной жидкости для предотвращения прихватов :
Q = Smах * Vк.п.min , л /с ( 18 )
где Vк.п.min – минимально допустимая скорость промывочной жидкости в кольцевом пространстве равная 0,5 м /с ;
Smax – максимальная площадь кольцевого пространства , м2
Q = 0,109 * 0,5 = 54,5 л /с;
Q = 0,055 * 0,5 = 27,5 л /с;
Q = 0,024 * 0,5 = 12 л /с.
Расчет по скорости истечения из насадок долота :
Q = Fm * Vд ( 19 )
где Vд – скорость истечения из насадок равна 125 м/с;
Fm - площадь насадки равна 13,5 см2
Q = 0.00135 * 125 = 0,1687 м3/с ; Q = 16,7 л/с.
Давление гидроразрыва:
Ргр = 0.87 * Ргор , МПа ( 20 )
Ргор = Y * 0.01 * H , МПа ( 21 )
где Y – удельная плотность горных пород , г/см3 ;
H – глубина скважины , м .
Давление гидроразрыва по формулам ( 20 ) , ( 21 ) равно :
Ргор = 2,4 * 0,01 * 2800 = 67,2 МПа ,
Ргр = 0,87 * 67,2 = 52,464 МПа .
Практическая работа №10
РАСЧЕТ КИСЛОТНОЙ ВАННЫ ДЛЯ ЛИКВИДАЦИИ ПРИХВАТА
2 часа
Цель работы
Приобретение практических навыков жидкостной ванны для ликвидации прихвата
|
|
|
Обеспечивающие средства
2.1.Методические указания
Задание
3.1.Расчитать кислотную ванну для определенных условий
3.2. Ответить на вопросы
Требования к отчету
4.1. Номер работы
4.2. Расчеты
4.3. Ответы на вопросы
Технология выполнения
Исходные данные для решения задачи
| № варианта | Глубина скважины, м | Длина неприхваченной части БК, м | Диаметр Долота, мм |
| 1 | 3050 | 2750 | 215,9 |
| 2 | 3000 | 2700 | 190,5 |
| 3 | 2900 | 2600 | 215,9 |
| 4 | 2950 | 2650 | 190,5 |
| 5 | 2800 | 2500 | 215,9 |
| 6 | 2750 | 2450 | 190,5 |
| 7 | 2700 | 2300 | 215,9 |
| 8 | 2650 | 2250 | 190,5 |
| 9 | 2600 | 2200 | 215,9 |
| 10 | 2550 | 2150 | 190,5 |
| 11 | 2500 | 2200 | 215,9 |
| 12 | 2450 | 2150 | 190,5 |
Рассчитать нефтяную ванну для освобождения прихваченных 140-мм бурильных труб с толщиной стенки 
= 8 мм, если глубина скважины Н = 2300 м, диаметр долота 
= 295,3 мм, длина неприхваченной части колонны 
= 2000 м, плотность бурового раствора 
= 1,25 г/см 
., плотность нефти 
= 0,8 г/см .
Решение. Определим необходимое количество нефти для ванны
(1)
где D 
- диаметр скважины, м.
мм = 0,354 м.
Здесь к – коэффициент, учитывающий увеличение диаметра скважины за счет образования каверн, трещин и пр. (величина его колеблется в пределах 1,05 – 1,3); D = 0,140 м – наружный диаметр бурильных труб, м; 
- высота подъема нефти в затрубном пространстве. Нефть поднимают на 50-100 м выше места прихвата
(2)
м;
d – внутренний диаметр бурильных труб, м
мм = 0,124 м;
= 8 мм- толщина стенки бурильных труб; 
- высота столба нефти в трубах, необходимая для периодического (через 1-2 ч) подкачивания нефти в затрубное пространство. Принимая = 200 м, находим
м 
.
Количество бурового раствора для продавки нефти
(3)
м .
Определим максимальное давление при закачке нефти, когда за бурильными трубами находится буровой раствор, а сами трубы заполнены нефтью
(4)
где 
- давление, возникающее при разности плотностей столбов жидкости в скважине ( в трубах и за трубами)
МПа.
- давление, идущее на преодоление гидравлических потерь. С достаточной для практических расчетов точностью
= 0,001Н + 8 = 0,001 · 2300 + 8 = 3,1 МПа.
Тогда
= 10,3 + 3,1 = 13,4 МПа.
Считая, что нефтяная ванна будет проводиться при помощи агрегата ЦА-300, мощностью двигателя которого N = 120 кВт, можем определить возможную подачу насоса
дм /с,
где 
- кпд. насоса агрегата ЦА-300, равный 0,635.
П р и м е ч а н и е. Расчет водяной и кислотной ванн проводится аналогично расчету нефтяной ванны.
Контрольные вопросы :
1.Назвать основные причины возникновения прихватов.
2. Способы ликвидации прихватов бурильных труб
3. Способы ликвидации прихватов обсадных труб
Практическая работа № 11
2 часа
Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 1652; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!