Раздел 3. Расчет давления необходимого для преодоления сил сопротивления при течении ГЖС в горизонтальной скважине.

3.

3.1. Для выбранных и рассчитанных значений параметров потока ПГЖС рассчитать величину критерия Фруда:

где: V_c – скорость течения потока ПГЖС

d_Т = D_С – диаметр трубы принимаем равным диаметру скважины;

3.2. Определяем число Архимеда:

3.3. Рассчитываем величину параметра Рейнольдса:

где: V_П – скорость потока ПГЖС в скважине, м/с

ρ_п – плотность ПГЖС;

µ_п – пластическая вязкость ПГЖС.

Проводим сравнение параметра Re, рассчитав его по формуле:

Для дальнейших расчетов принять большее значение из двух расчетных по формулам через V_П и Ar.

3.4. В зависимости от найденных значений Fr_C и Re по графику необходимо найти значения коэффициента гидравлических сопротивлений (λ_см) для газожидкостной смеси при ее течении в скважине (трубах).

Рис. Зависимость λ_см от Re при различных значениях Fr_см.

Исходя из графической зависимости, принимем λ_см=0,04

3.5. Рассчитать необходимое давление для преодоления сил трения при прокачивании ПГЖС по бурильным трубам и кольцевому пространству между стенками скважины и наружной поверхностью бурильных тру по формуле:

где: P_{г.ст.см.} – гидростатическое давление столба ГЖС в горизонтальном участке ствола с учетом заполнения его вертикального ствола.

где: ρ_п – плотность пены (ГЖС), кг/м³;

Н_в – расстояние по вертикали до горизонтального ствола скважины, м;

L_Г – длина горизонтального участка ствола скважины, м;

V_С – скорость течения смеси (ГЖС – пены) при прокачивании в горизонтальном стволе, м/с;

ρ_см = ρ_п – плотность пенной ГЖС, кг/м³.

Средняя плотность ГЖС по всей скважине (её вертикальной части):

Следует иметь ввиду, что параметрρ_см.ср. – участвует в расчете только гидростатического давления столба ПГЖС. В других слагаемых ρ_см – плотность ПГЖС на глубине Н_В.

d_в, D_Н и D_C – диаметры внутренний и наружный бурильных труб, а также диаметр скважины (долота) соответственно.

Тогда окончательно расчет ведем по формуле:

или:

где: P_В – перепад давления для преодоления сил сопротивления при прокачивании ПГЖС внутри бурильных труб, Па;

P_к.п. – перепад давления для преодоления сил сопротивления при прокачивании ПГЖС в кольцевом пространстве, Па.

 

3.6. Определяем удельные потери давления на 1м горизонтальной скважины при прокачивании ПГЖС внутри бурильных труб и в кольцевом пространстве:

3.7. Результаты расчетов сводим в таблицу:

 

N п/п	Параметр	Единица измерения	Значение параметров
1	НВ	м	2500
2	LГ	м	1000
3	FrC	-	0,063
4	Ar	-
5	Re’	-	3347
6	Re	-	810
7	Pг.см.	Мпа	24,76
8	ρсм.ср.	кг/м3	892,66
9	Рп	Мпа	24,85
10	ΔРв	Па/м	15,06
11	ΔРк.п.	Па/м	70,54

 

Раздел 4. Расчет параметров облегченных тампонажных смесей – перлитоглиноцементных растворов (ПГЦР).

4.

4.1. Рассчитать массу перлита на единицу массы (1т) цемента, необходимого для приготовления ПГЦР заданной плотности ρ_пгцр при следующих значениях исходных параметров:

· Плотность ПГЦР – ρ_пгцр = 1,35; г/см³ или т/м³;

· Плотность цемента – ρ_ц = 3,13 т/м³;

· Плотность глинопорошка–ρ_г = 2,6 т/м³;

- Водопотребность глинопорошка К_Г = 1,45 м³/т (см³/г) (1,4÷2,2 м³/т);

- Масса глинопорошка для 1т цемента m_Г = 0,03 т (см. табл. 1 стр.)

· Плотность воды ρ_в = 1,0 т/м³;

· Количеств воды взятое за единицу массы цемента 1т для приготовления чистого цементного раствора с Р=18 см, K_ц = 0,42 м³, где Р – растекаемость тампонажного раствора.

Соотношение параметров ПГЦР

 

Состав ПГЦР,вес.части				Плотность, м3/т
Цемент	Перлит	Глинопорошок
1	0,05	0,02÷0,06	0,7÷0,8	1,65÷1,62
1	0,10	0,04÷0,06	0,9÷1,2	1,56÷1,48
1	0,15	0,04÷0,08	1,1÷1,5	1,47÷1,39
1	0,20	0,04÷0,1	1,4÷1,8	1,42÷1,35

 

· Водопотребность перлита:

ρ₀ – насыпная объемная масса перлита ρ₀ = 0,13 т/м³

Тогда:

4.2. Рассчитать количество воды, необходимое для 1т цемента:

Т.е. для приготовления ПГЦР раствора с заданной плотностью ρ_пгцр на 1т цемента надо добавить:

m_п=0,1929, т – перлит;

m_г=0,03, т – глинопорошок;

m_в=1,3538, т – воды.

4.3. Рассчитываем выход ПГЦР из 1т цемента:

4.4. Рассчитываем необходимый объем смеси для тампонирования.

lц=7 м

Величину  определяем исходя из необходимости заполнения кольцевого пространства между наружной поверхностью хвостовика (обсадной колонны) и стенками скважины:

 

D_{Н=0,102 м}       d_{В=0,089 м}                                                                       0,121

LГ=1000 м

 

где: К_у – коэффициент уширения скважины, 1,05÷1,2 для Dс=(98,4÷295) мм.

l_ц – длина цементного стакана.

4.5. Рассчитываем потребную массу цемента для приготовления расчетного объема тампонажнойсмеси:

4.6. Рассчитываем необходимое количество других материалов для приготовления ПГЦР из массы цемента  объемом :

· перлита; m_ц = 1т:

· глинопорошка:

· количество воды для всей расчетной массы цемента :

· общая водопотребность глины – количество воды для глины на расчетное количество цемента

· общая водопотребность перлита – количество воды для перлита в составе ПГЦР с необходимой массой цемента

4.7. Количество воды для приготовления расчетного количества перлито-глиноцементного раствора объемом  получаемого из :

4.8. Для получения расчетного количества перлито-глиноцементного раствора  необходимо следующее количество материалов:

4.9. В случае последовательного и разделительного затворения всех сухих компонентов ПГЦР потребуется следующее количество воды:

- для затворения глины 3,045, т (по п. 4.6.);

- для затворения перлита  9,6923, т (по п. 4.6.);

- для затворения цемента  0,882, т (по п.4.6.).

4.10. Результаты расчетов количества материалов для получения расчетного количества ПГЦР  сводим в таблицу:

Nп/п	Параметры	Размерность	Значение параметров
1.		т/м3	1,35
2.		м3/т	1,45
3.		м3	0,42
4.		м3/т	4,62
5.		т	0,1929
6.		т	1,3538
7.		м3	1,7658
8.		м3	3,7
9.		т	2,1
10.		т	0,405
11.		т	0,63
12.		т	13,6193
13.		т	0,882
14.		т	9,6923
15.		т	3,045

 

---

Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 475; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!