Строительство куста эксплуатационных скважин на сеноманские отложения на Заполярном ГКМ, страница 24

Окончательно задаём значение плотности  r = 1200 ¸ 1220 кг/м³.

7.4 Выбор реологических свойств бурового раствора.

Реологические свойства бурового раствора характеризуются значениями пластической вязкости h,  динамического напряжения сдвига t_о. Из [1] выбираем показатели t_о, h по r_о .

1.Значения пластической вязкости h,  динамического напряжения сдвига t_о

Табл. 7.1

Интервал	rо	tо,  д Па	h  , м Па*с
0-550	1,1 – 1,12	60 – 70	6 – 8
550-1080	1,1 – 1,12	60 – 70	6 – 8
1080-1350	1,2 – 1,22	80 – 90	9 – 11

2.Эффективная вязкость

Если реологические свойства измеряются с помощью вискозиметра ВСН-3 оснащенного пружиной №2 при частотах вращения n₁=300 и n₂=600 об/мин, эффективную вязкость можно рассчитать по формуле:

h_эф =h+t₀/6             Единицы измерения:      [h_эф]=мПа*с                    [t₀]=дПа

Интервал 0-550 м.          h_эф = 7+ 65/6 = 18 мПа*с.

Интервал 550-1080 м.       h_эф= 7+ 65/6 = 18 мПа*с.

Интервал 1080-1350 м.     h_эф= 10 + 85/6 = 24 мПа*с

3.Условная вязкость

По величине h_эф рассчитывают условную вязкость УВ

УВ = 14,7+0,87*h_эф+0,01*h_эф²

При r>1100 кг/м³ вводится поправка

УВ^*=УВ*1,1/r₀

 

Интервал 0-550 м.                 УВ =14,7+0,87*18+0,01*18² = 32¸34 c.

Интервал 550-1080 м.          УВ =14,7+0,87*18+0,01*18² = 32¸34 c.

Интервал 1080-1350 м.        УВ =14,7+0,87*24+0,01*24²= 40¸41 c.

Введем поправку для второго-третьего интервала: УВ^*=(40¸41)*1,1/1,21=36¸37с.

Буровой раствор должен обладать способностью к тиксотропному структурообразованию, достаточной для удержания во взвешенном состоянии частиц утяжелителя и обломков выбуренной породы. Одноминутное значение  статического напряжения сдвига бурового раствора должно находиться в пределах 25-35 дПа. Минимальное допустимое значение этого показателя  составляет 15 дПа. Согласно рекомендациям ВНИИКР нефти, значение коэффициента тиксотропного структурообразования должно отвечать условию:

к_т=q₁₀/q₁£3

Это соотношение можно использовать для выбора предельно допустимого значения десятиминутного напряжения сдвига.

Табл. 7.2

Интервал Параметр	0 – 550	550 – 1080	1080-1350
Одноминутное СНС q1, дПа.	15–20	20–25	20–25
Десятиминутное СНС q10, дПа.	40–55	45–60	45–60

7.5 Проверка правильности выбора реологических свойств исходя из предотвращения размыва стенок скважины в неустойчивых породах.

Неустойчивые породы располагаются на протяжении всего разреза скважины. Для сохранения устойчивости стенок скважины необходимо уменьшить эрозионное действие  бурового раствора. Этого можно добиться, поддерживая ламинарный режим течения в затрубном пространстве. Расчёт производится по минимальной площади сечения кольцевого пространства. Интервал 550-1550 бурится долотом D_д =190,5 мм. Учитывая коэффициент кавернозности  К =1,1 примем D_скв=1,1*215,9= 0,2375 м.

Подача насосов составляет Q = 28 л/с.

Скорость восходящего потока вычислим по формуле:

W = Q/[0.785*(D_СКВ² –D_Н²)] 

Примем D_Н  = 0,178 м (диаметр УБТ-178)

W_кр = (Re_кр*h)/(D_СКВ–D_Н)*r =>   Re_кр = W_кр*(D_СКВ–D_Н)*r/ h

W = 0,028/[0,785(0,2375² – 0,172²)] = 1,32 м\с

Определение критической скорости течения.

He = [t_о*(D_СКВ–D_Н)²*r]/h²         He = [6*(0,2375-0,172)²*1210]/0,01² = 311472,2

Re_кр =7 ,3*He^0.58+2100               Re = 7.3*311472,2^0.58+2100 = 13307,43

W_кр = (Re_кр*h)/(D_СКВ–D_Н)*r      W_кр =(13307,43*0,01)/(0,2375-0,172)*1210=1,68 м/с

W_У = 1,32 < W_кр= 1,68 м/с

               Таким образом, следует, что режим течения в кольцевом пространстве будет ламинарным.

7.6 Проверка выбора значения t₀ с целью обеспечения выноса шлама.

Проверка на вынос шлама производится в самой широкой части кольцевого пространства, т.к. там будет самая маленькая скорость, если в этом случае шлам будет выноситься, то другие участки можно не проверять.