Домашнее задание №2. Проектирование диаметральных размеров конструкции скважины и интервалов цементирования обсадных колонн

Печатается в авторской редакции

Лицензия ЛР №021278 от 06.04.98 г.

Подписано в печать Формат 60Х841/16

Бумага типограф. Оперативный способ печати

Усл. печ.л. 3,26 Уч-изд. л 3,10 тираж 60 экз.

Издат. № Заказ № Цена договорная

Издательско-полиграфический центр ОГИС

644099, Омск, Красногвардейская,9.

Домашнее задание №2. Проектирование диаметральных размеров конструкции скважины и интервалов цементирования обсадных колонн.

Проектирование интервалов цементирования обсадных колонн.

Разработка конструкции скважины осуществляется на основе анализа особенностей геологического разреза и накопленного опыта строи­тельства скважин в данном районе. При этом особое внимание обращается па возможное упрощение и облегчение конструкции скважины с учетом имеющегося опыта. Если буровые работы в данном районе ранее не проводились и имеются сомнения в достоверности представленного геологического разреза, то в конструкции первой скважины может быть предусмотрена резервная колонна на случаи возникновения непредвиденной ситуации.

При изучении геологического разреза в нем выделяются осложненные интервалы (катастрофических поглощений, высокопластичных глин, соленосные и т.п.), которые необходимо изолировать обсадными колоннами, и интервалы с несовместимыми условиями бурения. Несовместимыми считаются условия в тех смежных интервалах, которые по показателям пластовых давлений (коэффициент аномальности пластового давления k_а) и давлений гидроразрыва (индекс давления поглощения k_п) невозможно проходить открытым стволом с буровым раствором одной плотности без угрозы возникновения осложнений в виде перетоков.

Для разделения разреза на интервалы с несовместимыми условиями строится совмещенный график давлений, на котором по интервалам глубин откладываются известные значения коэффициента аномальности пластового давления k_а индекса давления поглощения k_п и соответствующие значения относительной плотности бурового раствора, рассчитанные по формуле:

где k_з - коэффициент запаса, определяющий величину репрессии на пласт.

В соответствии с [1] значения коэффициента запаса k_з задаются в следующих пределах.

Интервал, м	<1200	1200-2500	>2500
kз	1,1-1,15	1,05-1,1	1,04-1,07
Репрессия на пласт, МПа	1,5	2,5	3,5

При этом, как видим, ограничивается максимально допустимая величина репрессии на пласт. Совмещенный график давлений и выделенные интервалы с несовместимыми условиями приведены на рис. 2.

Рис. 2. Совмещенный график давлений

Как следует из анализа ситуации, представленной на рис. 2, на глубине 300 м скважина входит в интервал с k_а =1,15, что превышает индекс давления поглощения в вышележащем пропластке. Поэтому на этой глубине следует провести границу интервалов с несовместимыми условиями и для их разобщения спустить кондуктор. Рассуждая подобным образом, мы приходим к выводу, что с глубины 2100 м необходимо резко повысить плотность бурового раствора от 1,22-1,23 до 1,63-1,64. Поэтому вышележащий интервал должен быть изолирован промежуточной колонной. Таким образом, с учетом эксплуатационной колонны, которая спускается в продуктивный пласт, скважина должна быть оборудована еще направлением, кондуктором и промежуточной колонной.

После определения требуемого количества обсадных колонн необходимо уточнить глубину спуска каждой колонны. Если ниже спущенной колонны будут вскрываться пласты с АВПД, глубина спуска уточняется с таким расчетом, чтобы были перекрыты интервалы слабых пород, в которых возможен гидроразрыв после полного замещения бурового раствора в скважине пластовым флюидом и герметизации устья скважины.

Проектирование диаметральных размеров конструкции скважины.

Исходным для расчета является диаметр эксплуатационной колонны, который устанавливают в зависимости от ожидаемого дебита скважины, либо конечный диаметр скважины, определяемый размером инструментов и приборов, которые будут использоваться в скважине (Приложение А).

Диаметры рассчитывают в следующем порядке:

1. По заданному наружному диаметру эксплуатационной колонны D_э по ГОСТ 632-80 находят диаметр ее соединительной муфты D_мэ ([2], табл. 7.1/ Прило-
жение А);

2. Вычисляют ориентировочно диаметр долота для бурения под эксплуатационную (первую снизу) колонну:

D_дэ = D_мэ + d (1)

где d – минимально допустимая разность диаметров ствола скважины и муфты обсадной колонны. В соответствии с ([1], п. 2.6.3) величина d составляет:

Номинальный диаметр обсадных труб, мм	114, 127	140, 146	168, 178, 194, 219, 245	273, 299	324, 340, 351, 377, 426
Разность диаметров d (отклонения от указанных величин должны быть обоснованы в проекте), мм					39-45

Диаметр долота D_дэ принимают в соответствии с нормализованными размерами по ГОСТ 20692–75 ([2], табл. 3.1 / Приложение А).

Внутренний диаметр последующей обсадной колонны (промежуточной):

d_вн = D_дэ + 2D (2)

где D – радиальный зазор между внутренней стенкой обсадной трубы промежуточной колонны и долотом для бурения под эксплуатационную колонну, D = 5÷10 мм.

По расчетному значению внутреннего диаметра промежуточной обсадной колонны по ([2], табл. 7.1 / Приложение А) подбирают ее нормализованный наружный диаметр. Подобным образом повторяют расчет для каждой последующей колонны до самой верхней.

Если строительство скважины завершается без спуска обсадной колонны на конечную глубину, исходным является диаметр долота для конечного интервала.