Обоснование выбора конструкции призабойного участка скважины. Проектирование конструкции скважины, страница 14

 ⁰С.

Динамическую температуру на забое скважины, при геотермическом градиенте в диапазоне от 2 до 3.6 К на 100 м глубины, можно рассчитать по эмпирической формуле (32).

 Продолжительность промывки скважины перед цементированием интервала 0 – 3600 м равна двум циклам, т.е. приблизительно 240 минут.  Предположим, что разность между температурой выходящего из скважины потока и температурой закачиваемой промывочной жидкости составляет К. Тогда температура на забое перед началом цементирования, т. е. к концу промывки согласно формуле  (32):

  ⁰С.

Определяем реологические свойства тампонажного раствора на основе ПЦТ1G–CC-100 (относительное водосодержание равно 0.53), при  ⁰С:

динамическое напряжение сдвига  Па;

 пластическая вязкость  мПа∙с.

Вязкоупругий герметизирующий состав (ВУГС) обладает следующими реологическими свойствами:

динамическое напряжение сдвига  Па;

 пластическая вязкость  мПа∙с.

4.3. Выбор состава и объема буферных жидкостей

Буферные жидкости могут выполнять следующие функции:

а) отделять тампонажный раствор от промывочной (и продавочной) жидкости и предотвращать образование густых труднопрокачиваемых смесей их;

б) увеличивать полноту замещения промывочной жидкости тампонажным раствором;

в) способствовать разрушению фильтрационных глинистых корок на проницаемых стенках скважины либо, напротив, упрочнять такие корки и способствовать лучшему сцеплению последних с цементным камнем.

В качестве буферной жидкости наиболее широко используются вода и водные растворы солей (NaCl, CaCl₂  и т.п.), щелочей (NaOH) и ПАВ (сульфонол). Смешиваясь с промывочной жидкостью, они разжижают ее, уменьшают статическое и динамическое напряжения сдвига и вязкость. Турбулентные вихри, возникающие при движении такой буферной жидкости, способствуют разрушению тиксотропной структуры в застойных зонах. С увеличением продолжительности воздействия турбулентного потока водного раствора на застойные зоны.  

Эффективность вытеснения промывочной жидкости водными растворами возрастает с увеличением плотности последних. Поэтому при выборе плотности буферной жидкости рекомендуется придерживаться соотношения (28).

Повышению эффективности разрушения структуры в застойных зонах способствует ввод в состав буферной жидкости песка и других тяжелых зернистых материалов.

При содержании сероводорода, целесообразно в состав буферной жидкости вводить водорастворимые гидроокислы двухвалентных металлов или хлорное железо.

В состав буферных жидкостей, как правило, входят реагенты, которые в ряде случаев могут оказывать нежелательное влияние на свойства тампонажных растворов, например, чрезмерно увеличивать сроки начала загустевания и схватывания при цементировании скважин с низкими или умеренными температурами либо, напротив, сокращать эти сроки при цементировании скважин с высокими температурами. Чтобы избежать этого, целесообразно перед тампонажным раствором прокачивать небольшую порцию воды или водного раствора реагента, способного нейтрализовать нежелательное воздействие таких веществ, либо добавлять реагент в первую порцию тампонажного раствора.     

4.3.1. Выбор состава и объема буферных жидкостей для первой (нижней) ступени цементирования

При цементировании первой (нижней) ступени будет применятся двухпорционная буферная жидкость с отмывающим (водный раствор НТФ) и абразивным (раствор ШПЦС-120 плотностью 1610 кг/м³) эффектом. Сначала закачивается порция раствора ШПЦС-120 с абразивным эффектом, затем отмывающий водный раствор НТФ.

Необходимый объем буферной жидкости  определяется по формуле:

 ;                                                             (33)

где

-коэффициент сжимаемости буферной жидкости;  

 - средний диаметр скважины, м;

 - средний наружный диаметр колонны, м;

 - длина столба буферной жидкости в кольцевом пространстве, м.

Так как буферная жидкость двухпорционная, ее объемы рассчитаем раздельно, в зависимости от длины столба буферной жидкости в кольцевом пространстве. В рассматриваемом интервале м,  м.