СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
ρц = [(1+m)* ρс.ц.* ρв] / [ρв +m* ρс.ц.].
где ρс.ц. – плотность сухого цемента, г/см3; ρв – плотность воды, г/см3.
ρц = [(1+0,5)* 3,15.* 1] / [1 +0,5*3,15] = 1,85 г/см3.
Для колонны диаметром 324 мм:
Qц = 1420*2,02*1/(1+0,5) = 1912,27 кг = 1,91 т,
Для колонны диаметром 245 мм:
Qц = 1420*13,63*1/(1+0,5) = 12903,07 кг = 12,9 т,
Для колонны диаметром 146 мм:
Интервал 0 – 1500 м: Количество гель-цементного порошка составит:
Q г.ц = 1420*71,77*1/(1+1,1) = 67942,27 кг = 67,94 т.
(Цементного порошка: 40,76 т, глинопорошка: 27,17 т).
Интервал 1500 – 3160 м:
Qц = 1850*7,19*1/(1+0,5) = 8915,6 кг = 8,92 т,
Общий объем цемента для колонны: Qц = 67,94 + 8,92 = 76,86 т.
Количество сухого цемента, которое необходимо заготовить с учетом потерь при затворении цементного раствора, вычислим по формуле:
Qц1 = К2*Qц,
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
где К2 – коэффициент, учитывающий наземные потери при затворении цементного раствора. Если затворение производится без цементно-
смесительных машин, К2 = 1,054-5-1,15, при использовании цементно-
смесительных машин К2 = 1,01. В нашем случае К2 = 1,01.
Для колонны диаметром 324 мм:
Qц1 = 1,01*1,91 = 1,93 т,
Для колонны диаметром 245 мм:
Qц1 = 1,01*12,9 = 13,03 т,
Для колонны диаметром 146 мм:
Интервал 0 – 3000 м:
Qц1 = 1,01*67,94 = 68,62 т,
Интервал 3000 – 3290 м:
Qц1 = 1,01*8,92 = 9 т,
Общее количество сухого цемента с учетом потерь для колонны:
Qц1 = 68,62 + 9 = 77,62 т.
2.5.3 Расчет количества воды
Необходимое количество воды для приготовления цементного раствора
50%-ной консистенции находится из выражения:
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Vв = 0,5*Qц,
Для колонны диаметром 324 мм:
Vв = 0,5*2,5 = 1,25 м3.
Для колонны диаметром 245 мм:
Vв = 0,5*16,9 = 8,45 м3.
Для колонны диаметром 146 мм:
Vв = 1,1*67,94 + 0,5*8,92 = 79,19 м3.
2.5.4 Расчет количества продавочной жидкости
Потребное количество продавочной жидкости (в качестве которой часто используют буровой глинистый раствор) определяется по формуле:
Vпр = Δ*π*d22*(Н – h)/4,
где – коэффициент, учитывающий сжатие глинистого раствора (Δ =
1,03 – 1,05).
Подставив значения, получим:
Для колонны диаметром 324 мм:
Vпр = 1,03*3,14*0,30592*(35 – 5)/4 = 2,26 м3.
Для колонны диаметром 245 мм:
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Vпр = 1,03*3,14*0,23052*(850 – 20)/4 = 35,65 м3.
Для колонны диаметром 146 мм:
Vпр = 1,03*3,14*0,1332*(3160 – 20)/4 = 44,90 м3.
Очень часто на практике для быстрого определения Vпр пользуются следующей эмпирической формулой:
Vпр = Dн2*Н1/2,
где Dн – номинальный наружный диаметр колонны труб, спущенных в скважину, в дюймах;
Dн2/2 – количество продавочной жидкости, необходимое для заполнения
1 м спущенных труб, л;
Н1 – глубина установки кольца "стоп", т.е. глубина продавки цементного раствора.
Для эксплуатационной колонны:
Vпр = 5*3270/2 = 40875 л = 40,88 м3.
2.5.5 Расчет давления при закачке
Максимальное давление перед посадкой верхней пробки на упорное кольцо определяется из уравнения:
Рmax = Р1 + Р2,
где Р1 – давление, необходимое для преодоления сопротивления,
обловленного разностями плотностей жидкости в трубах и затрубном пространстве;
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Р2 - давление, необходимое для преодоления гидравлических сопротивлений.
Р1 = (1/105)*[(Нц – h)*(ρц – ρр)], МПа
Величину Р2 обычно находят по эмпирическим формулам. Наиболее распространенной является формула Шищенко-Бакланова; для скважин глубиной более 1500 м:
Р2 = 0,001*Н + 1,6 МПа.
Для колонны диаметром 324 мм:
Р1 = (1/105)*[(30 – 5)*(1420 – 1100)] = 0,08 МПа Р2 = 0,001*30 + 1,6 = 1,63 МПа.
Рmax = 0,08 + 1,62 = 1,7 МПа.
Для колонны диаметром 245 мм:
Р1 = (1/105)*[(850 – 20)*(1420 – 1100)] = 2,66 МПа Р2 = 0,001*850 + 1,6 = 2,45 МПа.
Рmax = 2,66 + 2,45 = 5,11 МПа.
Для колонны диаметром 146 мм:
Р1 = (1/105)*[(1500 – 20)*(1420 – 1100) + 1660*(1860 – 1200)] = 15,7 МПа Р2 = 0,001*3160 + 1,6 = 4,76 МПа.
Рmax = 15,7 + 5,26 = 13,73 МПа.