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: 44; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ