Проект регламента на технологию вскрытия продуктивных пластов в условиях депрессии на Бавлинском

8.41.16. Спустить колонну НКТ со скоростью 0,05 – 0,10 м/с, расположив соединение НКТ над трубными плашками нижнего превентора, не доходя 0,3 – 0,5 м. Открыть дроссель. Снизить давление на устье (под нижним превентором) до величины Р_из . Закрыть дроссель.

8.41.17. Закрыть верхний превентор. С помощью ЦА создать в камере между превенторами давление величиной Р_из .

8.41.18. Открыть плашки нижнего превентора.

8.41.19.Продолжить спуск верхней НКТ, расположив муфту трубы для сборки подвесной груши. Снизить давление на устье до величины Р_из .

8.41.20. Присоединить грушу через двухниппельный патрубок к верхней НКТ. Присоединить допускную трубу НКТ нормальной длины. Закрепить резьбовые соединения.

8.41.21. Спустить НКТ, расположив грушу над верхним превентором на высоте 0,3 – 0,5 м.

На верхней трубе заранее нанести метку, соответствующую точной длине расстояния от опорного выступа посадочного гнезда трубной головки до верхней плоскости верхнего превентора.

8.41.22. Снизить давление на устье до величины Р_из .

8.41.23. Повторить операции шлюзования. Грушу при этом расположить над трубной головкой на высоте 0,3 – 0,5 м.

8.41.24. Снизить давление на устье до величины Р_из . Верхний превентор при этом закрыт, нижний открыт.

8.41.25. Допустить грушу до трубной головки и плавно посадить в посадочное гнездо. Метка на допускной трубе должна расположиться при этом на уровне верхней плоскости верхнего превентора.

8.41.26. Разгрузить КНТ на трубной головке.

8.41.27. Зафиксировать грушу в трубной головке стопорными винтами в соответствии с инструкцией по монтажу головки.

8.41.28. Плавно с шагом 5 кгс/см² снизить давление в камере между трубной головкой и верхним превентором до атмосферного. Убедиться в герметичной посадке груши в головке.

Спуск НКТ закончен.

8.42. Демонтировать стволовую часть ОП до трубной головки.

8.43. Закончить монтаж трубной головки в соответствии с инструкцией по ее монтажу и испытанию давлением.

8.44. Установить на трубной головке центральную (коренную) задвижку фонтанной арматуры, испытать давлением.

В таком положении осуществляется передвижка БУ на новую точку бурения.

8.45. После передвижки БУ устье законченной скважины оборудуется фонтанной арматурой.

8.46. Для скважины в эксплуатационный фонд глухая пробка извлекается из НКТ с использованием лубрикатора, тросового подъемника и специальных скважинных устройств (захват, ясс, грузовые штанги) в соответствии с инструкцией разработчика пробки (ОАО НПО "Бурение").

ПРИЛОЖЕНИЕ № 1

ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ДЛЯ ПСЕВДОПЛАСТИЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ

1. Определение производительности насосов

Находим минимальную подачу бурового раствора, необходимую для подъема шлама в кольцевом пространстве:

, л/с

где D_c , d _н – соответственно диаметр скважины, равный D_c = D _дол К_кав или D _с = D _{вн.колонны} и наружный диаметр бурильных труб, м;

V _зтр – скорость течения раствора в затрубном пространстве.

Скорость течения в затрубном пространстве, необходимая для выноса шлама, обычно принимается 0,4 – 0,6 м/с.

2. Потери давления

Определение потерь давления в трубах и затрубном пространстве производится для всех соотношений диаметров.

2.1. Определение потерь давления в наземной обвязке

Для определения потерь давления (МПа) в обвязке наземного оборудования можно использовать следующее уравнение:

(1)

где h_пл – пластическая вязкость, мПа·с, Q, л/с, r, г/см³ .

Значение коэффициента Е приведены в таблице П1.

Таблица П1

2.2. Определение потерь давления в трубах

1) Рассчитывается "К" и "п" для средней скорости сдвига, учитывая, что t₀ = 0,511j.

Вначале определяем

t₆₀₀ = 2h_пл + t₀ /0,511 и t₃₀₀ =h_пл + t₀ /0,511

где h_пл – мПа·с, t₀ – Па.

;

, Па·с^п (2)

Рассчитываем j₁₀₀ (100 об/мин – это 170 с^-1 )

2) Рассчитываем показатели "К" и "п " для низкой скорости сдвига, используя j₁₀₀ по Фанну при 3 об/мин (j₃ )

(3)

3) Определяем скорость течения раствора в трубах (м/с)

(4)

где Q – расход, л/мин

d _тр – внутренний диаметр бурильных труб, м

4) Определяем скорость сдвига (g, с^-1 ) в трубах

(5)

Если g < 170 – используются К_низ и п_низ .

Если g > 170 – используются К_ср и п_ср .

5) Определяем значение критической скорости (м/с) жидкости в трубах из выражения:

(6)

6) Если средняя скорость потока жидкости в трубах больше критической (V _тр > V _{тр.крит} ), то поток турбулентный и для определения потерь давления в трубах необходимо использовать уравнение:

(7)

где L – длина труб, м

7) Если средняя скорость жидкости в трубах меньше критической (V _тр < V _{тр.крит} ), то поток ламинарный и для определения потерь давления в трубах следует применять уравнение:

(8)

2.3. Определение потерь давления в затрубном пространстве

1) При движении раствора в кольцевом пространстве для определения потерь давления находим среднюю скорость по формуле:

(9)

2) Определяем скорость сдвига в затрубном пространстве

(10)

Если g < 170 – используются К_низ и п_низ .

Если g > 170 – используются К_ср и п_ср .

3) Определяем критическую скорость в затрубном пространстве

(11)

4) Если средняя скорость течения жидкости больше критической и справедливо соотношение (V _зтр > V _{затр.крит} ), то поток в кольцевом пространстве турбулентный и для определения потерь давления необходимо использовать формулу:

(12)

5) Если средняя скорость течения жидкости в затрубном пространстве меньше критической и справедливо соотношение (V _зтр < V _{затр.крит} ), то поток в кольцевом пространстве ламинарный и для определения потерь давления требуется применять формулу:

(13)

2.4. Определение потерь в замках

1) Потери в замках (в случае неравнопроходного сечения)

(14)

где (15)

где d ₀ – диаметр меньший;

l _т – длина одной трубы, м

2) При турбулентном режиме Р_з находится по методу эквивалентной длины

(16)

l вычисляется по аппроксимационной формуле Доджа-Метцнера:

l = а (Re^' )^{- b} (17)

где а и b – безразмерные коэффициенты, определяемые в зависимости от "п "

Re^' – обобщенный критерий Рейнольдса

3) Местные потери от замков и муфт к кольцевом пространстве

(18)

2.5. Определение потерь давления в долоте

1) Перепад давления на долоте

Р_Д = Р_нас – (Р_обв + Р_тр + Р_затр + Р_УБТ + Р_{УБТ.затр} ⁺ Р_з + Р_М )

2) Скорость выхода струи жидкости (м/с) из насадок долота определяется по формуле

(19)

3) Общая площадь поперечного сечения (мм² ) насадок долота

(20)

где Q – подача насосов, л/с

4) Диаметр (мм) насадки долота

(21)

2.6. Гидротранспорт шлама

1) Определяем размер частицы шлама в зависимости от типа долота

d _ш = 0,0035 + 0,037D _Д – для долот типа С (22)

d _ш = 0,0020 + 0,035D _Д = для долот типа СТ и Т

где D _Д - диаметр долота, м.

Определяем толщину плоских частиц шлама:

h _ш = (23)

2) Определяем напряжение сдвига на границе с частицей, Па

(24)

где r_ш , r_р – плотность шлама и бурового раствора соответственно, г/см³

3) Определяем скорость сдвига на границе с частицей

(25)

Если < 170, проводит пересчет значения с использованием "К" и "п " для низких скоростей сдвига

4) Определяем критическую скорость сдвига

(26)

Если > , то режим обтекания частицы ламинарный.

Если < , то режим обтекания частицы турбулентный.

5) Определяем скорость осаждения частицы (м/с)

· для ламинарного режима:

(27)

· для турбулентного режима:

(28)

6) Находим скорость гидротранспорта шлама V _в , м/с

V _в = V _ср – u (29)

7) Находим концентрацию частиц шлама в буровом растворе, которая для исключения осложнений не должна превышать для буровых растворов 5%, а для воды – 2%.

(30)

где V_мех – механическая скорость бурения, м/час;

D_с – диаметр скважины, м;

Q – производительность насоса, м³ /с

, % (31)

8) Находим эквивалентную плотность бурового раствора с учетом концентрации шлама в растворе и гидравлических сопротивлений в затрубном пространстве

(32)

и (33)

где r_бр – плотность бурового раствора, г/см³ ;

r_ш – плотность шлама, г/см³ ;

С_ш – концентрация шлама в буровом растворе, %

- суммарные гидравлические сопротивления в кольцевом пространстве, кг/см²

L – глубина скважины, м

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Газонасыщение промывочной жидкости

Движение газожидкостной смеси

Здесь следует иметь в виду, что после остановки циркуляции избыточное давление возрастет на величину

(1)

где DР_деп – депрессия на пласт;

DР_тр – гидродинамические сопротивления в кольцевом пространстве.

По рекомендациям Международной конференции буровых подрядчиков по проблеме бурения на депрессии избыточное давление на устье () при промывке скважины не следует превышать более 5 – 10 кгс/см² .

Расчет газификации жидкости для статических условий

, (2)

где G _ст – расход азота в стандартных условиях (Р₀ = 1,033 кгс/см² , Т=20 °С;

Р_заб – забойное давление (устанавливается исходя из требуемой величины депрессии), МПа;

- давление на устье герметизированной скважины, МПа;

r_ж – плотность исходной псевдопластичной жидкости, кг/м³ ;

g – ускорение свободного падения, м/с² ;

Н – глубина скважины, м;

r_г – плотность азота в стандартных условиях, кг/м³ ;

Т_ср – средняя температура по стволу, °С.

Для оценки влияния гидродинамических сопротивлений на фиксированное значение Р_заб , расчеты по (2) ведутся для = 1, 1,5 и 2 МПа

Средняя температура по стволу скважины определяется по формуле

(3)

Расчет объема азотированной жидкости при Р_заб = const и определяется по формулам

(4)

(5)

Далее определяют интегральное значение G _заб и G _уст

(6)

По полученным трем значениям G _инт определяются средние скорости восходящего потока газожидкостной смеси

(7)

где q – производительность насосной группы, м³ /с;

D_вн – внутренний диаметр эксплуат. колонны (ствола скважины), м;

d_н – наружный диаметр бурильной колонны, м.

По фиксированному значению Р_заб = Р_пл - DР_деп и = 1; 1,5; и 2,0 МПа определить плотность газожидкостной смеси в затрубном пространстве

(8)

Далее определяем скорость сдвига в затрубном пространстве

(9)

Если < 170 – используются К_низ и п _низ при низких скоростях.

Если > 170 – используются К_ср и п _ср при высоких скоростях. Реологические характеристики определяются по результатам замеров на вискозиметре Фанн или Реотест.

Определяем критическую скорость движения из соотношения (11) Приложения 1, где r - определяется по (8) настоящего Приложения.

Если средняя скорость течения газожидкостной смеси больше критической и справедливо соотношение , то поток в кольцевом пространстве турбулентный и для определения потерь давления необходимо использовать формулу (12) Приложения 1.

Если средняя скорость течения жидкости меньше критической и справедливо соотношение , то поток в кольцевом пространстве ламинарный и для определения потерь давления требуется применять формулу (13) Приложения 1.

Местные потери от замков в кольцевом пространстве определяются по (18) Приложения 1, где r - по (8) и v _ср - по (7) Настоящего Приложения.

Численный пример расчета газонасыщения промывочной жидкости и гидродинамических потерь движения в затрубном пространстве.

Исходные данные:

1. Глубина скважины Н = 1230 м.

2. Пластовое давление Р_пл = 9,0 МПа.

3. Забойное давление Р_заб = 7,5 МПа (DР_деп = 1,5 МПа).

4. Плотность исходной промывочной жидкости в стандартных условиях r_ж = 900 кг/м³ .

5. Показатель поведения потока п = 0,69.

6. Коэффициент консистенции псевдопластичной жидкости К = 0,58 Па·с^п .

7. Пластическая вязкость h = 52 мПа·с

8. Подача насоса q = 6 л/с или 0,36 м³ /мин.

9. Наружный диаметр бурильной колонны d _н = 89 мм.

10. Внутренний диаметр обсадной колонны D _вн = 150,1 мм.

11. Плотность азота в стандартных условиях r_г = 1,165 кг/м³ .

12. Температура на устье Т_уст = 10 °С

13. Температура на забое Т_заб = 26 °С.

По (2) выполнить расчеты G _ст :

· для = 1 МПа

При q = 6 л/с или 0,36 м³ /мин G_ст1 = 22,65·0,36 = 8,15

Максимальная производительность азотной станции СДА-10/101 Q_г = 10 м³ /мин, т.е. достигается возможность создания DР_деп = 1,5 МПа при = 1 МПа.

· для = 1,5 МПа

или 32,2·,36 = 11,6 Ошибка! Ошибка связи. , т.е. одной азотной станции СДА-10/101 становится недостаточно и требуется подключение второй СДА-5/101.

· для = 2 МПа

или 44,1·0,36 = 15,8 Ошибка! Ошибка связи.

Отсюда 2-х азотных станций СДА-10/101 и СДА-5/101 становится практически достаточно.

Учитывая результаты расчетов гидродинамических сопротивлений, изложенных в разделе 3 для кольцевого пространства негазированной псевдопластичной жидкости:

- q = 6 л/с при концентрации УТЖ VIP = 4% DР_тр = 1,2 МПа;

- q = 6 л/с при концентрации УТЖ VIP = 6% DР_тр = 1,35 МПа.

Далее выполняем расчеты по определению сил сопротивлений при движении газонасыщенной псевдопластичной жидкости

Определяем объем азотированной жидкости при Р_заб = 7,5 МПа и Р_уст = 2,0 МПа. Для G _{ст 3}

По (6) определяем их интегральное значение

По (7) средняя скорость движения газожидкостной смеси в затрубном пространстве

м/с

По (8) определяем среднюю плотность газожидкостной смеси в затрубном пространстве

кг/м³

Определяем скорость сдвига в затрубном пространстве

с^-1 и для расчета критической скорости используем формулу (11) Приложения 1.

м/с

т.е. v _кр > v _ср = 1,2 м/с и по формуле (13) Приложения 1 определим потери давления

,11 МПа

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Численный пример к технологии спускоподъемных операций при избыточном давлении на устье скважины

Исходные данные

1. Глубина скважины Н = 1230 м.

2. Пластовое давление Р_пл = 90 кгс/см²

3. Исходная плотность псевдопластичной жидкости r = 900 кг/м³ .

4. Потери давления на трение в кольцевом пространстве на глубине 1230 м при q = 6 – 8 л/с

5. Избыточное давление на устье скважины при вскрытии продуктивного горизонта, = 5,0 кгс/см²

6. Компоновка колонны бурильных труб:

- долото СЗ-ГАУ-R203 Æ139,7 – 144,0 мм;

- забойный двигатель Д1-105;

- два обратных клапана КОБ-95;

- два контейнера с глубинными манометрами МИКОН-107;

- бурильные трубы Æ 88,9 мм (APIS-135, d = 9,35 мм с замками Æ 127 мм и q = 20,41 кг/п.м;

- шаровой кран нижний КШН-120 (З-102 с защитным переводником);

- ведущая рабочая труба ВРТШ-89;

- шаровой кран верхний КШВ-178 (З-147);

7. Внутренний диаметр эксплуатационной колонны D _вн = 150 мм;

8. Внутренний диаметр бурильных труб d _вн = 70,2 мм

9. Вес забойного двигателя q _ВЗД = 180 кг.

10. Длина ВЗД - 3,74 м.

Усилия на преодоление сил трения в зависимости от давлений в гидросистеме управления ОП-180´35 и на устье скважины ()

Усилие на преодоление сил трения в ВУГП, кгс

Таблица П3

Q_тр определяется для БТ 89 мм, замковых соединений Æ 127 мм и ВЗД Æ 105 мм.

Аналогично таблица П4 составляется для бурильных труб с герметизацией в плашечном превенторе.

Далее по исходным данным выполняются следующие расчеты.

По (7.2) при = 20, 15, 10 и 5 кгс/см² выполнить расчеты по определению выталкивающей силы Q _р для БТ, замков и ВЗД.

= 20 кгс/см²

1. Q _р = 0,785·8,9² ·20 = 1243 кг – по телу

Q _р = 0,785·12,7² ·20 = 2532 кг – по замку

Q _р = 0,785·10,5² ·20 = 1731 кг – по ВЗД

= 15 кгс/см²

2. Q _р = 0,785·8,9² ·15 = 933 кг – по телу

Q _р = 0,785·12,7² ·15 =


29-04-2015, 00:32