2.5.7 Расчет производительности цементирования

Производительность цементирования (продолжительность процесса цементирования в мин) можно определить по формуле:

tц = [(V1/Qца) + ((Vц + Vпр – V1)/Qм)] + tвсп.

где V1 = Vпр - ΔV, ΔV принимаем равным 1 – 2 м3;

Qца – суммарная производительность цементировочных агрегатов, м3/мин;

Qм – производительность цементировочных агрегатов, при которой достигается наиболее полное вытеснение бурового раствора цементным, м3/мин.

Qм = 0,785*(D2 – d12)*К1*ω,

tвсп – время, расходуемое при цементировании на вспомогательные операции, мм (tвсп + 10 – 15 мин.)

Для колонны диаметром 324 мм:

Qм = 0,785*(0,39372 – 0,3242)*1,2*1,5 = 0,07 м3/с = 4,2 м3/мин.

tц = [(0,76/0,9*1) + ((2,02+ 2,26 – 0,76)/4,2)] + 15 = 16,68 мин.

Для колонны диаметром 245 мм:

Qм = 0,785*(0,29532 – 0,2452)*1,2*1,5 = 0,04 м3/с = 2,4 м3/мин.

tц = [(19,12/0,9*2) + ((13,63+ 20,62 – 19,12)/2,4)] + 15 = 31,92 мин.

Для колонны диаметром 146 мм:

Qм = 0,785*(0,21592 – 0,1462)*1,2*1,5 = 0,048 м3/с = 2,88 м3/мин.

tц = [(45,27/0,9*10) + ((78,96+ 46,77 – 45,27)/2,88)] + 15 = 57,43 мин.

Продолжительность цементирования не должна превышать 75% времени начала схватывания цементного раствора. Тогда допустимое время цементирования:

tдоп = 0,75*tн.схв. = 0,75*120 = 90 мин.

Таким образом, выбранное число цементировочных агрегатов и произведенные расчеты удовлетворяют условиям цементирования обсадных колонн[6].

2.5.8 Расчет количества цементосмесительных машин

Исходя из условия обеспечения цементным раствором всех работающих агрегатов ЦА-320 М,

nцсм = nца*Qца/Qцсм

где Qца – средняя производительность одного работающего агрегата при закачке цементного раствора в колонну, м3/мин;

Qцсм – средняя производительность одной цементосмесительной машины 2СМН-20, м3/мин.

Исходя из условия размещения цементного порошка, подвезенного к буровой в бункерах смесительных машин:

nцсм = Qц1/qцб,

где Qц1 – весовое количество сухого цемента, подвезенного к буровой с учетом предполагаемых потерь, т;

qцб – весовое количество цемента, вмещаемого в бункер одной цементосмесительной машины

Для колонны диаметром 324 мм:

nцсм = 1*0,9/1 = 0,9 = 1 машина.

nцсм = 1,93/20 = 0,1 = 1 машина 2СМН-20.

Для колонны диаметром 245 мм:

nцсм = 2*0,9/1 = 1,8 = 2 машины.

nцсм = 13,03/20 = 0,65 = 1 машина 2СМН-20.

Принимаем 1 цементосмесительную машину 2СМН-20.

Для колонны диаметром 146 мм:

nцсм = 10*0,9/1 = 9 машин.

nцсм = 77,62/20 = 4 машины 2СМН-20.

Принимаем 4 цементосмесительные машины 2СМН-20

2.5.9 Цементировочное оборудование

Цементировочные агрегаты

Цементировочные агрегаты предназначены:

- для приготовления, закачки и продавки тампонажных (или других) растворов в скважины;

- для проведения различного рода промывок скважин через спущенные колонны труб;

- для обработки призабойной зоны скважин, закачки растворов изотопов, проведения гидропескоструйной перфорации и других технологических операций в скважинах;

- для перекачки различных жидкостей или растворов из емкостей колодцев и водоемов;

- для гидравлической опрессовки обсадных труб и колонн, а также различного оборудования.

Наиболее широкое распространение в промысловой практике нефтегазовых районов страны получили цементировочные агрегаты ЦА-320М и ЗЦА-400А.

При цементировании проектной скважины будут использоваться цементировочные агрегаты ЦА-320М.

Технологическая характеристика цементировочного агрегата ЦА-320М:

Монтажная база…………………………… шасси автомобиля КрАЗ-257

Цементировочный насос:

тип………………………………………………………………………….9Т

гидравлическая мощность, л.с………………………………………….125

ход поршня, мм…………………………………………………….…….250

максимальное давление, кгс/см2……………………………………… 320

максимальная подача, л/с……………………………………………… .23

привод от двигателя автомобиля КрАЗ-257

водоподающий насос:

тип……………………………………………………………………… 1В

диаметр плунжера, мм………………………………………………… 125

ход плунжера, мм……………………………………………………… 170

подача, л/с…………………………………………………………………13

давление, кгс/см2………………………………………………………….15

привод………………………………………………от двигателя ГАЗ-51А

емкость мерного бака, м…………………………………… ………… 6,4

емкость цементного бачка, м………………………………………… 0,25

диаметр приемных трубопроводов, мм………………………… …….100

диаметр нагнетательных трубопроводов, мм………………………… 50

общая длина разборного трубопровода, м………………………………22

Общая масса агрегата, т……………………………………………… .17,5

Цементосмесительные машины

Цементосмесительные машины и агрегаты предназначены для транспортировки сухих тампонажных материалов (глинопорошков) и механизированного приготовления тампонажных (глинистых) растворов.

В промысловой практике применяются цементосмесительные машины 2СМН-20, СМП-20, СМ-10, СМ-4М и агрегаты 1АС-20, 2АС-20, ЗАС-30.

В данном случае будут применяться цементосмесительные машины 2СМН-20.

Техническая характеристика машины 2СМН-20:

Монтажная база…………………………… шасси автомобиля КрАЗ-257

Транспортная грузоподъемность, т………………………………….8 – 10

Объем бункера, м……………………………………………….……….14,5

Вместимость бункера (по цементу), т…………………… …………….20

Способ получения раствора………… ………механико-гидравлический

Производительность в м/мин при приготовлении:

Цементного раствора………………………………………………0,6 – 1,2

Цементно-бентонитового раствора……………………………….0,5 – 1,0

Глинистого раствора……………………………………………….1,0 – 2,0

Давление жидкости затворения, кгс/см2…………………………….8 – 20

Общая масса не загруженной машины, т…………………………… .13,8

Способ погрузки в бункер……………………… .шнековым погручиком

Плотность тампонажного раствора регулируются изменением количества подаваемой в смеситель воды при помощи устройства с набором насадок и крана на обводной линии, а также количества подаваемого сухого цемента посредством изменения скорости вращения вала двигателя и двух параллельных загрузочных шнеков, расположенных в днище бункера 2СМН-20[2].

2.6 Технология крепления скважины

2.6.1 Подготовительные работы к спуску обсадной колонны

2.6.1.1 Проверка состояния фундаментов и оборудования буровой установки

До начала работ по подготовке скважины к спуску обсадной колонны проверяется состояние фундаментов оснований, подроторных балок и другого оборудования буровой установки (подъемное, насосное и силовое).

Фундаменты не должны иметь нарушений, промоин и осадок грунта.

Основания под оборудование и вышку должны располагаться на фундаментах всей опорной поверхности и не иметь трещин или других дефектов.

Вышка центрируется относительно устья скважины, а все ее соединительные элементы закрепляются.

Проверяются: буровая лебедка, приводы, двигатели и при необходимости производится ремонт с заменой отдельных звеньев цепных передач, клиновых ремней и других узлов. При проверке особое внимание уделяется надежности тормозной системы.