Строительство и заканчивание скважин
Основными расчётами обсадных колонн, являются расчёты на наружное и внутреннее избыточное давление и расчёт на растяжение.
Исходные данные для расчёта эксплуатационной колонны.
Таблица 7
|
Наименование |
Размерность |
Условное обозначение |
Численное значение |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Расстояние от устья скважины: - до башмака колонны - до башмака предыдущей колонны - до уровня цементного раствора - до уровня жидкости в конце эксплуатации - докровли продиктивного пласта Плотность: - опрессовочной жидкости - бурового раствора колонной - цементного раствора за колонной - облегчённого цементного раствора за колонной - жидкости в колонне Длина участка цементного раствора по вертикали Длина участка глиноцементного раствора по вертикали Давление опрессовки на устье Пластовое давление в кровле продуктивного пласта |
м м м м м г/см3 г/см3 г/см3 г/см3 г/см3 м м МПа МПа |
L L0 h hкэ hпп
H1 H2 Pоп Рпл |
2615 630 530 1200 2450 1.00 1.12 1.83 1.48 0.84 945 1140 13.7 25.7 |
Расчёт на внутреннее давление действующее на колонну.
Определим давление на устье при условии, что скважина заполнена пластовой жидкостью:
.
Определим давление опрессовки на забое:
.
Где 
- опрессовочное давление на устье скважины.
Определим давление в конце эксплуатации:
.
Построим график внутренних давлений.
График 2.
Расчёт на наружное давление действующее на обсадную колонну.
В не зацементированном интервале заполненным промывочной жидкостью, наружное давление определяется, как гидростатическое от столба промывочной жидкости.
.
В зацементированном интервале до затвердевания цемента, давление определяется по давлению столба промывочной жидкости и цементного раствора.
.
В случае когда обсадная колонна зацементирована разной плотности, то допускается использовать среднюю плотность раствора с учётом длины каждого интервала.
.
Отсюда получим наружное давление до затвердевания цемента:
.
Определим наружное давление после затвердения цемента:
,
где 
- гидростатическое давление столба промывочной жидкости;
- гидростатическое давление жидкости содержащейся в порах затвердевшего цемента.
Построим график наружных давлений.
График 3.
Определим внутренние избыточные давления действующие на обсадную колонну.
В общем случае внутренние давления определяются как разность внутренних и наружных давлений на один и тот же момент времени, когда внутреннее давление в колонне достигает максимальных значений. Как правило это бывает при опрессовке обсадной колонны. Избыточное давление определяется для характерных точек, а распределение давления между ними принимается линейно.
По графику 1 и 2 определим характерные точки:
При определении внутреннего избыточного давления в продуктивной зоне пласта вне осложнённых условий, вводится коэффициент разгрузки цементного кольца – К. Это обусловлено допущениями которые приняты при составлении методики расчёта. Для обсадных колонн диаметром 146 мм, К=0,25.
Определим наружные избыточные давления.
Наружные избыточные давления определяются как разность наружных и внутренних давлений на момент когда они достигают максимальных значений. Как правило это относится к моменту эксплуатации скважины. Избыточное давление определяются для характерных точек, а распределение давления между ними принимается линейно.
При определении наружного избыточного давления в продуктивной зоне пласта вне осложнённых условий, вводится коэффициент разгрузки цементного кольца – К. Для обсадных колонн диаметром 146 мм, К=0,25.
Построим график внутренних и наружных избыточных давлений.
График 4.
Рассчитаем обсадную колонну.
Расчёт начинаем снизу вверх подбирая колонну исходя из расчёта на наружное давление и проверяем полученные данные расчётами на внутреннее давление и растяжение.
Выбираем трубы из [2], для 1 секции d=146мм, 
=7,7мм, [
]=24,3 МПа, [
]=35МПа, [
]=1254кН, q=0,265кН, группы прочности Д, где
d- диаметр обсадной колонны;
- толщина стенки обсадной трубы;
[] – допустимое сминающее давление;
