8 Розрахунок цементування
8 Розрахунок цементування
У процесі цементування обсадних колон з використанням цементувального обладнання українського виробництва: цементувальні насосні агрегати ЦА-320М, цементозмішувальні машини 2СМН-20, цементовози ЦВ-12, батареї маніфольдні БМ-700, зосереджувальні ємності УСО-20. цементування (СКЦ-2М).
Цементування кондуктора здійснюється з використанням обв'язування цементувального обладнання, що передбачає закачування тампонажних розчинів у свердловину одночасно з їх приготуванням (замішуванням), при цьому розчини від кожної точки замішування через блок-маніфольд БМ-700 подають безпосередньо в цементувальну головку. Використання БМ-700 полегшує та прискорює обв'язку трубопроводів цементувальних агрегатів та більш ефективно здійснює централізоване управління процесом цементування завдяки включенню до схеми станції контролю цементування СКЦ-2М.
Цементування експлуатаційної колони. Для вирівнювання та отримання заданих параметрів, що зачиняються в різних точках тампонажних розчинів, здійснюється з використанням обв'язки цементувального обладнання, яка включає в себе посередню ємність УСО-20. При такій схемі обв'язки, що затворюється в різних точках з однакового тампонажного матеріалу, розчин спочатку подають в ємність, що його опосередковує, де його піддають додатковому перемішування для усереднення параметрів. Потім певним числом цементувальних агрегатів тампонажний розчин відбирають із посередньої ємності і через БМ-700 по двох лініях високого тиску, які приєднані до бокових кранів цементувальної головки, закачують в обсадну колону.
Для проведення якісногоцементування обсадних колон передбачається використання комплексу заходів щодо забезпечення найбільш повного заміщення бурового розчину в затрубному тампонажному просторі. До основних найбільш ефективних заходів у цьому напрямі относятся:
• зниження статичної напруги зсуву та в'язкості бурового розчину в процесі промивання свердловини перед цементуванням до мінімально допустимих значень, що регламентуються геолого-технічним нарядом на проведення свердловин;
• застосування повного комплекту елементів технологічного оснащення обсадних колон;
• забезпечення швидкості висхідного потоку буферної та тампонажної рідини в кільцевому просторі 0,5-0,7 м/с, з метою найкращого витіснення бурового розчину з кавернозних зон свердловини та заповнення їх цементним розчином;
•використання відповідного виду та кількості буферних рідин;
Крім роботи станції СКЦ-2М, у процесі цементування обсадних колон необхідно виконувати наступні контрольні операції:
- здійснювати виміри щільності тампонажних розчинів та відбір проб у кожній точці замішування; проби зберігати протягом часу ОЗЦ;
- контролювати робочий тиск нагнітання рідин на цементувальних агрегатах та блок-маніфольді манометрами високого тиску;
- визначати поточний та сумарний обсяг закачаної в свердловину рідини тарованими ємностями цементувальних агрегатів;
- візуально контролювати характер циркуляції на гирлі свердловини та, у разі виникнення ознак поглинання, коригувати режим процесу закачування рідин
- контролювати тиск нагнітання рідини замішування в камеру змішування манометром з межею вимірювання 0-6кгс/см2, встановленим на нагнітальній лінії водоподавального насоса.
Розрахунок кількості потрібного матеріалу та цементної техніки для цементування експлуатаційної колони.
У даному районі на матеріалах якої виконано курсову роботу застосовується пряме одноступінчасте цементування. Щільність полегшеного цементного розчину = 1,48 г/см
Щільність цементного розчину = 1,83 г/см3
Тиск поглинання у продуктивному пласті Рпогл=41Мпа
Умови попередження поглинання
,
де Ргст.оцр - гідростатичний тиск від стовпа полегшеного глиноцементного розчину
Ргст.цр – гідростатичний тиск від стовпа цементного розчину
Визначимо обсяг тампонажного розчину необхідний цементування нижньої ділянки цементним розчином.
де Кцр - козфіцієнт, що враховує втрати тампонажного матеріалу;
dc та dн – відповідно середній діаметр свердловини та зовнішній діаметр колони в межах нижньої ділянки;
d0 – внутрішній діаметр колони біля її черевика;
hс – висота цементної склянки.
Визначимо обсяг тампонажного розчину необхідний цементування верхньої ділянки полегшеним цементним розчином.
Визначимо обсяг продавочної рідини.
де Кс = (1,02-1,05) коефіцієнт, що враховує втрати продавочної рідини.
Визначимо обсяг буферної рідини.
Визначимо кількість тампонажного цементу для приготування розчину із заданою щільністю.
де – водоцементне відношення.
Визначимо масу цементу:
Визначимо масу полегшеного цементу:
Визначимо необхідний обсяг води.
- Для цементного розчину.
- для полегшеного цементного розчину.
Визначимо необхідну кількість змішувальних машин.
,
де – насипна щільність цементу;
- Місткість одногобункера змішувальної машини.
Кількість машин для цементного розчину:
Кількість машин для полегшеного цементу:
Визначимо продуктивність одного змішувача.