5 Тампонування обсадних колон

5.1 Вибір способу цементування

Виходячи з глибини свердловини, висоти інтервалу цементування, температури і тиску на вибої свердловини вибираємо одноступеневий спосіб цементування для кожної частини експлуатаційної колони [4].

Виберемо густину тампонажного розчину для кожної секції.

Для першої (нижньої) секції густина тампонажного розчину повинна задовольняти умову:

, (5.1)

де - нижня границя густини з умови забезпечення якісного заміщення бурового розчину тампонажним і можливості контролю висоти підйому тампонажного розчину, кг/м³.

Цю величину визначають за формулою:

, (5.2)

де - густина промивальної рідини, якою заповнена свердловина перед цементуванням, кг/м³;

- мінімально-необхідне перевищення густини тампонажного розчину над буровим, яке приймають в межах кг/м³.

Отже, кг/м³.

- верхня границя густини з умови запобігання поглинання тампонажного розчину, кг/м³.

Її визначають за формулою:

, (5.3)

де - тиск поглинання, Па;

- коефіцієнт безпеки, який має межі 1,11,3 і залежить від достовірності даних про величину тиску поглинання;

- глибина залягання підошви поглинаючого горизонту, м;

- висота підйому тампонажного розчину над поглинаючим горизонтом, м;

- узагальнений коефіцієнт гідравлічних втрат у кільцевому просторі.

, (5.4)

де - коефіцієнти гідравлічних втрат в незакріпленій і закріплених ділянках свердловини (рисунок 5.1).

Рисунок 5.1 – Схема для розрахунку коефіцієнтів гідравлічних втрат

Для незакріпленого інтервалу свердловини:

, (5.5)

де - коефіцієнт гідравлічного опору при русі в кільцевому просторі бурового і тампонажного розчинів;

- для промивальної рідини;

- для тампонажного розчину.

- швидкість підйому тампонажного розчину в кільцевому просторі, м/с. Приймаємо м/с.

- номінальний діаметр свердловини, м.

, (5.6)

де - об’ємний коефіцієнт кавернозності, ;

- зовнішній діаметр експлуатаційної колони, м; м.

м/с².

Для закріпленого інтервалу свердловини:

, (5.7)

де - внутрішній діаметр другої проміжної колони, м; м.

, (5.8)

де - коефіцієнт переходу від незакріпленого інтервалу до закріпленого.

(5.9)

;

м/с;

м/с².

, (5.10)

де - зовнішній діаметр бурильних труб, на яких спускаємо нижню частину експлуатаційної колони, м; м.

, (5.11)

. (5.12)

;

м/с;

м/с².

Отже, за формулою (5.4):

Тоді, за формулою (5.3):

кг/м³.

Приймаємо =1800 кг/м³.

Перевіряємо умову (5.1):

(1390-1440)<1800<1930.

Для верхньої частини експлуатаційної колони також приймаємо

кг/м³.

Визначаємо водоцементне відношення :

, (5.13)

де _{-густина води 1000 кг/м}³ ;

– густина відповідно тампонажного матеріалу і рідини замішування, кг/м³.

кг/м³.