Обоснование потребного объема материалов для приготовления тампонажного раствора

Объем тампонажного раствора определяется объемом кольцевого пространства в интервале цементирования [3, 4]/

Объем «бездобавочного» тампонажного раствора находим по формуле

, (125)

Таблица 58 - Исходные данные к расчету процесса цементирования обсадной колонны

Объем «облегченного» тампонажного раствора

, (126)

где К - коэффициент кавернозности,

- диаметр долота, м,

- наружный диаметр обсадной колонны, м,

- внутренний диаметр обсадной колонны вблизи башмака, м,

- интервал цементирования, м,

- высота подъема «бездобавочного» тампонажного раствора в заколонном пространстве, м,

- расстояние от башмака обсадной колонны до кольца «стоп», м.

Определяется потребное количество тампонажного материала. Количество тампонажного материала (портландцемента) – q_i ,т, для приготовления 1 м³ тампонажного раствора [3, 4]

, (127)

где В/Ц - водоцементное отношение,

ρ_i - плотность i-го тампонажного раствора, кг/м³.

Общая масса тампонажного материала для приготовления тампонажных растворов (М_iтм)

М_iтм = К_т · q_i · V_iтр , (128)

где К_т = 1,03…1,06 - коэффициент, учитывающий потери цемента при транспортировке и затворении.

Масса компонентов тампонажной смеси

М_аi = a_i · М_iтм , (129)

где - массовая доля i - го компонента твердого вещества в тампонажной смеси.

Количество жидкости затворения для приготовления тампонажных растворов

М_жi = К_в · (В/Ц) · М_iтм , (130)

где К_в = 1,08…1,10 - коэффициент, учитывающий потери воды при затворении.

Необходимый объем жидкости затворения для приготовления тампонажных растворов

V_жi = [К_в · (В/Ц) · М_iтм] / ρ_ж , (131)

где ρ_ж - плотность жидкости затворения.

Количество химических реагентов для регулирования свойств тампонажных растворов определяется в зависимости от процентного содержания химреагента по отношению к массе сухого тампонажного материала.

Необходимый объем продавочной жидкости

, (132)

где V_м - объем трубопроводов, связывающих цементировочные агрегаты с цементировочной головкой, м³. Принимаем V_м = 0,5 м³,

L - глубина скважины по стволу, м,

Δ - коэффициент сжимаемости продавочной жидкости (принимаем для труб с d_н = 0,146 м: Δ = 1,02).

Необходимый объем буферной жидкости

, (133)

где l_буф.ж. - необходимая высота столба буферной жидкости за колонной, м.

Проводим вычисления для эксплуатационной колонны.

Необходимый объем «бездобавочного» тампонажного раствора

м³.

Необходимый объем «облегченного» тампонажного раствора

м³.

Необходимый объем продавочной жидкости

м³.

Необходимый объем буферной жидкости

м³.

Рассчитываем потребное количество материалов для «бездобавочного» тампонажного раствора

V_б = 8,12 м³, В/Т = 0,5, ρ_б = 1800 кг/м³, К_т = 1,04, К_в = 1,09,

ρ_ж = 1030 кг/м³, а_КМЦ = 0,02 (2%).

кг = 1,2 т ( для приготовления 1 м³),

т, т,

т,

V_ж = [1,04 · (0,5) · 10130] / 1030 = 5,11 м³.

Рассчитываем потребное количество материалов для «облегченного» тампонажного раствора

V_о = 52,09 м³, В/Т = 0,8, ρ_о = 1520 кг/м³, К_т = 1,04, К_в = 1,09,

ρ_ж = 1030 кг/м³.

кг = 0,844 т ( для приготовления 1 м³),

т,

т,

V_ж = [1,04 ·(0,8) · 45720] / 1030 = 36,93 м³.

Рассчитываем потребное количество материалов для буферной жидкости

V_буф.ж. = 6,15 м³, ρ_буф.ж. = 1100 кг/м³, КМЦ - 28 %, НТФ - 10 %,

вода - 62 %.

М_буф.ж. = V_буф.ж · ρ_буф.ж. = 6,15·1100 = 6,77 т,

т, т,

V_воды = 0,62·6,15 = 3,81 м³.

Для направления и кондуктора расчеты аналогичны.

Результаты расчетов сводятся в таблицу 59.

Таблица 59 - Потребное количество материалов для цементирования обсадных колонн