ВЫБОР РАВНОПРОЧНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ КОЛОННЫ - Разработка скважины

Расчет обсадной колонны производится с целью выбора и обоснования таких ее параметров, которые позволят выполнять функции любой из обсадных колонн в конкретных геолого-технических условиях. В результате расчета должны быть определены, выбраны и обоснованы следующие данные:

    - типоразмеры труб по секциям и длины секций; - типы резьбовых соединений и герметизирующие смазки для них; - давления для испытания скважины на герметичность; - запасы прочности по каждой секции.

Таблица 3

Исходные данные к расчету

Глубина скважины (глубина спуска экспл. колонны)

L = 2670м

Высота не зацементированной части от устья скважины

H = 160м

Глубина спуска башмака предыдущей колонны

L0 = 260 м

Глубина залегания проницаемого пласта

1760 - 1780 м

Уровень жидкости в колонне при испытании на герметичность

Нг = 1000 м

Уровень жидкости в колонне при освоении

Нос = 1100 м

Эксплуатационный объект расположен на глубине

2562 -2572м

Пластовое давление на глубине 1770 м

РL = 17 МПа

Удельный вес цементного раствора:

Гц = 1570 кг/м3

Гц = 1450 кг/м3

Удельный вес жидкости в колонне при освоении и вводе скважины в эксплуатацию

Гв = 850 кг/м3

Удельный вес воды

Гв = 1000 кг/м3

Удельный вес нефти

Гн = 850 кг/м3

Удельный вес раствора за колонной

Гр = 1100 кг/м3

Удельный вес бурового раствора

Ггс =1100 1101100кг/м3

Диаметр обсадной колонны

D = 146 мм

Запас прочности в зоне эксплутационных объектов

N1 = 1,3

Расчет внутренних давлений.

Внутренние давления определяют для процессов, в течении которых оно достигает максимальных и минимальных значений.

А) давление в начале эксплуатации вычисляется по формуле

РВz = РПлL - 10-5-ГН-(L - Z)

При 0 ? Z ? L

L = 2670 М - глубина спуска эксплуатационной колонны

При, МПа;

При, МПа;

Б) давление в конце эксплуатации:

При, МПа;

При, МПа;

В) в конце освоения скважины давление будет равно:

При, МПа;

При, МПа;

Г) давление в конце цементирования: считаем, что скважина внутри заполнена полностью буровым раствором после продавки цемента в заколонное пространство:

При, МПа;

При, МПа;

Эпюры внутренних давлений см. приложение.

Расчет наружных давлений.

    А) В незацементированной зоне наружное давление на колонну на участке от устья до уровня цемента 0 ? Z ? h, РНz = 10-5ЧгPЧZ

Z = 0м РН0 = 0 МПа;

Z = h = 1000 м РНh = 10-5Ч1150Ч1000 =7,4 МПа.

Б) В зацементированной зоне наружное давление на колонну после ОЗЦ с учетом пластового давления:

При, МПа;

При, МПа;

Эпюры наружних давлений см. приложение

Избыточное наружное давление.

А) на момент окончания цементирования:

При, МПа;

При, МПа;

При, МПа.

Б) при испытании колонны на герметичность снижением уровня

В незацементированной зоне наружное давление на колонну на участке от устья до уровня цемента 0 ? Z ? h,:

Z = 0м РНи0 = 0 МПа;

Z = h = 1000м РНиh = 10-5Ч1150Ч1000 =7,41 МПа.

В) В зацементированной зоне, в интервале H ? Z ? НГ

Z = L0 = 1770 м PНиL0 = [1050- 1770 + 1100(1770 - 1000)]Ч10-5 =8,3 МПа.

Z = НГ = 2572 м PНиНг = [1100 -2572 + 1100(1180 -2572)]Ч10-5 =14,32 МПа.

Z =L = 2670 м PНиL = [1100 -645 + 1100(2670 -645)]Ч10-5 =31,44 МПа.

Эпюры избыточных наружних давлений см. приложение.

Избыточное внутреннее давление.

Избыточное внутреннее давление определяют в общем случае как разность между внутренним и наружным давлениями на фиксированной глубине и момент времени.

В зацементированной части колонны:

При, МПа;

При, МПа;

При, МПа.

Эпюры избыточных внутренних давлений см. приложение.

Расчет равнопрочной эксплуатационной колонны.

В интервале продуктивного пласта принимаем величину запаса прочности .

Исходя из принятого запаса прочности, определяем требуемое наружное давление для первой секции:

МПа.

Исходя из полученного значения требуемого давления по справочным данным выбираем обсадную трубу категории прочности "Д", толщина стенки мм, для которых МПа. Уточняем запас прочности на смятие

.

Выбираем длину первой секции обсадной колонны исходя из рекомендаций:

,

Где - длина зумпфа,

- длина деталей низа обсадной колонны.

N - мощность пласта

М.

Определяем вес первой секции:

,

Где - вес одного погонного метра выбранной трубы.

КН.

Выбираем трубы для второй секции колонны обсадных труб. По эпюре избыточное давление МПа. Требуемое давление для труб второй секции равно:

МПа.

Исходя из полученного значения требуемого давления по справочным данным выбираем обсадную трубу категории прочности "Д", толщина стенки мм, для которых МПа. Уточняем запас прочности на смятие для второй секции:

.

Прочность труб второй секции на этой глубине достаточна, поэтому окончательно

Для выбора длины второй секции выбираем трубы третьей секции, группа прочности "Д", мм, МПа. По эпюре определяем, на какую глубину мы можем спустить колонну выбранного типа. Этому давлению при запасе прочности, глубина спуска второй секции равна 638 м.

М.

Вес второй секции равна:

КН.

Для выбранных нами труб определяем запас прочности на внутреннее давление на глубине головы первой секции.

Определяем значение для двухосного нагружения:

МПа.

Найдем длину третьей секции

М.

КН.

КН.

Длину третьей секции определим после того, как зададимся трубами для четвертой секции: группа прочности "Д", толщина стенки мм, для которой МПа. Эти трубы могут быть спущены на глубину 1253 м. Следовательно, длина третьей секции равна: м. Вес третьей секции:

КН.

Проверяем секцию на страгивание:

С учетом двухосного напряжения от веса трех секций определяем приведенное значение для :

МПа.

По эпюре четвертая секция может быть спущена на глубину 1280 м. Оставшаяся длина для завершения колонны составляет 248 м, поэтому длина четвертой секции равна 248 м. четвертая секция будет составлена из труб группы прочности "Е", толщина стенки мм.

Вес четвертой секции:

КН.

Проверяем секцию на страгивание:

Результаты всех вычислений заносим в сводную таблицу.

Таблица 4.Сводная таблица результатов вычислений.

№ секции

Группа прочности и толщина стенки

Длина секции, м

Вес секции, кН

1

Д-6,5

165

24,86

2

Д -6,5

2042

461,5

3

Д -7,0

215

52,2

4

Е -6,5

248

66

Похожие статьи




ВЫБОР РАВНОПРОЧНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ КОЛОННЫ - Разработка скважины

Предыдущая | Следующая