Примечание:

1. Количество и порядок расстановки элементов технологической оснастки уточняется в плане работ на крепление по результатам окончательного каротажа.

2. Допускается применение импортных заколонных проходных гидравлических пакеров.

2.7.3 Расчет и построение эпюр внутренних и наружных избыточных давлений

Определение наружных давлений

До затвердевания цементного раствора:

z=0:

z=400 м:

z=2750 м:

После затвердевания цементного раствора:

z=0:

z=2750 м:

где rПОР - плотность поровой жидкости цементного камня.

Определение внутренних давлений

В период ввода скважины в эксплуатацию:

z=0:

z=2750 м:

При опрессовке (колонна опрессовывается после получения момента «стоп»):

z=0:

z=2750 м:

При окончании эксплуатации:

z=0:

z=1750 м:

z=2750 м:

Определение наружных избыточных давлений

Z=0:;

Z=1750 м: ;

Z=2750 м: .

Определение внутренних избыточных давлений

Z=0:

Z=400 м:

Z=2750 м:

2.7.4 Выбор и расчет обсадных труб для эксплуатационной колонны

Выбор обсадной колонны производим из условия недопущения смятия и разрыва колонны, страгивания резьб при спуске.

Максимальное наружное избыточное давление Рни = 23,25 МПа, поэтому для первой секции выбираем трубы, имеющие:

Ркр1 ≥ Рни ×[n1],

Ркр1³23,25×1,2=31,6 Мпа

Выбираем трубы диаметром 168 мм и толщиной стенки δ = 10,6 мм, с группой прочности «Е», имеющие следующие характеристики:

Ркр = 44,0 МПа, Рт = 60,7МПа, Рстр = 2010 кН.

Длина 1-ой секции l1=110 м (60 м плюс 50 м выше кровли эксплуатационного объекта). Вес ее определяется по формуле:

Q i=q i × l i, (2.40)

где Q i – вес соответствующей i-ой секции, кН;

q i- вес 1м трубы соответствующей i-ой секции, кН;

l i – длина соответствующей i-ой секции, кН.

Q 1=0,414 × 110 =45,5 кН.

По эпюре (рисунок 2.7) находится давление РНИZ на уровне верхнего конца 1-ой секции на глубине 3070 м РНИZ=24,8 МПа. Следующая секция имеет толщину 8,9 мм для которых Р1КР =24,1 МПа. Определяется значения РКР2 для труб второй секции. Из условий двухосного напряжения с учетом растягивающих нагрузок от веса 1-ой секции по формуле:

PIКРi+1= PКРi+1× (1-0,3× (Q i/Q i+1)) МПа, (2.41)

где Q i – вес предыдущей секции, кН;

Q i+1 – растягивающая нагрузка при которой напряжения в теле трубы достигают предела текучести для определяемой секции, кН;

PКРi+1 – наружное избыточное давление на глубине установки определяемой секции, МПа.

PIКР2 = 24,8× (1-0,3× (45,5/1686))=24,6 МПа.

Глубина спуска 2-ой секции принимается равной 2970 м.

Толщина стенки труб 2-ой секции принимается 8,9 мм. Так как наружные избыточные давления к устью продолжают уменьшаться, то трубы с данной толщиной стенки их выдержат. Дальнейший расчет проводится из условия прочности на страгивающие нагрузки в резьбовом соединении. Длина секции определяется по формуле:

li=([P] - ∑Qi-1)/qi, м, (2.42)

где qi – вес 1 м труб искомой секции, кН;

∑Qi-1 – общий вес предыдущих секций, кН;

[P] – допустимая нагрузка на растяжение, кН.

Допустимая нагрузка на растяжение определяется по формуле:

[P]=РСТ/nI3, кН, (2.43)

где РСТ – страгивающая нагрузка для соединений труб соответствующей секции, кН.

[P]=1640/1,3= 1261,5 кН.

Длина 2-ой секции определяется по формуле (2.42):

l2=(1261,5-45,5)/0,354=3435 м

Принимается длина 2-ой секции 3070. Тогда вес 2-ой секции по (2.40):

QI2=3070 × 0,354=1086,8 кН.

Вес 2-х секций составит ∑QI= 45,5+1086,8=1132,3 кН.

Сводные данные о конструкции обсадной колонны приведены в табл. 2.18.

Таблица 2.18 - Сводные данные о конструкции обсадной колонн

2.8 Цементирование обсадных колонн

2.8.1 Расчет необходимого количества материалов

Для облегчения качественного крепления обсадной колонны выбираем портландцемент ПЦТ-ДО-50.

Определяем водоцементное отношение для облегченного цементного раствора и для цементного раствора по формуле:

(2.44)

где ρц = 2920 кг/м3 – плотность цементного раствора;

– для облегченного цементного раствора:

– для цементного раствора: