ρц.р. = q(1+m) (2.5.3)

Практически плотность цементного раствора определяется ареометром.

Общее количество цемента[5]:

G = kцqVц.р. (2.5.4)

где kц = 1,03-1,05 – коэффициент, учитывающий потери цемента при погрузочно-разгрузочны работах.

Кондуктор Ø 324мм: G1 = 1,04·1184·52,6 = 64,8т

Пром. колонна Ø 245мм: G2 = 1,04·1232·63 = 80,7т

Экс.колонна Ø 140мм: G3 = 1,04·1596·23,5 = 39т

Число цементно-смесительных машин принимается с учетом расчетного объема цемента при условии, что на каждую из них можно загрузить примерно 20 т материала (n1 = 3, n2 = 4, n3 = 2).

Общий объем воды при этом составляет[5]:

Vв = Gц/(kцkвρв) (2.5.5)

где kв = 1,01-1,05 – коэффициент, учитывающий потери воды.

Объем продавочной жидкости для транспортирования цементного раствора в затрубное пространство можно определить по формуле[5]:

где Δ = 1,03-1,05 – коэффициент сжимаемости продавочной жидкости.

Кондуктор Ø 324мм: V1 = 1,04·0,785·0,324²(1020 – 10) = 86,6м³

Пром.колонна Ø 245мм: V2 = 1,04·0,785·0,245²(2450 – 10) = 119,6м³

Экс. колонна Ø 140мм: V3 = 1,04·0,785·0,14²(3025 – 10) = 48,2м³

Величина максимального давления в конце продавки вычисляется по формуле[5]:

p = p1 + p2 (2.5.7)

где p1 – давление, обусловленное разностью удельных весов в трубах и затрубном пространстве;

p2 – гидравлические потери давления.

Давление, обусловленное разностью весов в трубах и затрубном пространстве, находим по формуле[5]:

Гидравлические потери давления точно рассчитать пока невозможно. Для приблизительных расчетов используем ориентировочные формулы Р.И.Шищенко:

а) для скважин глубиной до 1000м – р2 = 0,001L + 0,8, МПа;

б) для скважин глубиной более 1000м – р2 = 0,001L + 1,6, МПа.

Время цементирования колонны[5]:

Тцем = tц + tпц + 10 (2.5.9)

где tц – время закачки цементного раствора;

tпц – время продавки цементного раствора;

10 – время, необходимое для выполнения операции по закладыванию в заливочную головку пробки.

Время закачки цементного раствора и время продавки цементного раствора находим по формулам[5]:

tц = Vц.р/qср (2.5.10)

tпц = Vж/qср (2.5.11)

где qср = 0,020м³/с – средняя производительность насосов цементировочных агрегатов.

Кондуктор Ø 324мм: tц1 = 52,6/0,02 = 44мин

Пром. колонна Ø 245мм: tц2 = 63/0,02 = 53мин

Экс. колонна Ø 140мм: tц3 = 23,5/0,02 = 20мин

Кондуктор Ø 324мм: tпц1 = 86,6/0,02 = 72мин

Пром. колонна Ø 245мм: tпц2 = 119,6/0,02 = 100мин

Экс. колонна Ø 140мм: tпц3 = 48,2/0,02 = 40мин

Потребное количество цементировочных агрегатов определяем по следующей формуле[5]:

где u = 1,5м/сек – средняя скорость восходящего потока цементного раствора.

Вычисленные значения заносим в таблицы.

Таблица 2.11 Общие сведения о цементировании обсадных колонн.

Таблица 2.12 Данные к расчету цементирования колонн

Таблица 2.13 Потребное количество материалов и цементировочной техники