Расчет эксплуатационной колонны на прочность с опорой на цементное кольцо (скважина № 132 Рассветовской площади)

СОДЕРЖАНИЕ

1. Конструкция скважины и назначение колонн                                   2

2. конструкция и технологические особенности строительства эксплуатационной колонны                                                                     3

3. Расчет наружных и внутренних избыточных давлений

    для эксплуатационной колонны                                                         4

4. Расчет наружных и внутренних избыточных давлений для эксплуатационной колонны диаметром 168 х 140мм                                    6

5. Подбор обсадных труб эксплуатационной колонны диаметром

   168 х 140мм                                                                                          8

Литератара                                                                                             9

Прилложение                                                                                        10

Конструкция скважины и назначение колонн.

Конструкция скважин по части надежности, технологичности и безопасности выбирается с учетом следующих требований:

·  максимально возможное использование пластовой энергии продуктивных горизонтов в процессе эксплуатации за счет оптимальной конструкции забоя и диаметра эксплуатационной колоны;

·  безопасное ведение работ, без аварий и осложнений на всех этапах строительства скважины;

·  получение необходимой геолого-геофизической информации по вскрытому разрезу;

·  охрана недр и окружающей среды;

·  максимальная унификация по типовым размерам обсадных труб бурового оборудования.

1.СКВАЖИНА №132 РАССВЕТОВСКАЯ ПЛОЩАДЬ

Назначение скважины – эксплуатационное. Проектный горизонт –протерозойский,  проектная глубина 3850 м. Способ бурения – турбинно-роторный с использованием комплекта бурового оборудования  «Уралмаш зд-86». Скважина наклонно-направленная, отклонение забоя от вертикали по азимуту 15^о.

 Конструкция скважины:

·  кондуктор диаметром 324 мм. Интервал установки 0-215м, цементаж в интервале установки. Назначение – перекрытие рыхлых водоносных отложений палеогена (Р) имело (К), он заглубляется на 10м. В отложение юры (J);

·  техническая колона диаметром 245 мм. Интервал установки  0-2150 м., цементируется  в интервале установки. Назначение – перекрытие подсолевых отложений и части первой соли (D₃pl-ld+D₃lv-an). Устье колонны обвязывается  колонной головкой ОКК1-35-168*245 и противовыбросовым  оборудованием  ОП3-280/80*35(ОП2-230/80*35), необходим при вскрытии продуктивных горизонтов;

·  потайная колона диаметром 194 мм. Устанавливается в интервале 2050-3390 мм.

     Цементируется в интервале установки. Назначение – перекрытие отложений (D₃pl-ld+D₃lv-an – D3 ks);

·  эксплутационная колона диаметром 168*140 мм. Интервал установки 0-3850мм. Переход диаметров 2000 м. Это обусловлено следующими причинами:

-     глубина спуска ЭЦН при эксплуатации достигает 2000м.

-  максимально допускаемая длина потайной колоны с муфтовым  соединением диаметром 194 мм. – 3750 м.

Цемент до устья две ступени  с использованием муфты (ОКСЦ-140), устанавливаемый на глубине 3000 м. Назначение эксплуатация продуктивных горизонтов. И ПРОТИВО ВЫБРОСОВЫМИИ ИИ

2.КОНСТРУКЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СТРОИТЕЛЬСТВА ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ КОЛОНЫ.

Исходя из условного градиента пластового давления в отложениях I соли и градиента пластового давления в продуктивных отложениях меж соли.

Бурение под эксплутационную колону осуществляется турбинным способом с использованием турбины 3А7Ш до глубины 2900 м. Дальнейшее углубление до проектной глубины осуществляется турбиной 4А7Ш в отложение первой соли применяются трехшарошечные  долота с гидромониторной промывкой Æ 215,9 мм.

В ПО «Белоруснефть» по экономическим соображениям для эксплуатационных колон используется обсадные трубы по ГОСТ 632-80 и стандарту АНИ следующего сортамента и типоразмера:

· диаметр 140 мм. По стандарту АНИ, толщина стенки 10,54 мм., марка Р-110, муфта уменьшенного размера 149,2;

· диаметр 168 мм. Муфта нормального диаметра 188, толщина стенки, марка;

· переход диаметров 140х168 обусловлен глубиной спуска ЭЦН на период эксплуатации (200 м.), а также уменьшением металлоемкости скважины.

Спуск колоны производится одной секцией согласно [6, п.2.10].

Цементирование осуществляется  0-3850 м в две ступени с использованием муфты ступенчатого цементирования (ОКСЦ-140), установленной на глубине 3000 м.

Для цементирования используется портландцемент по ГОСТ – 1581 марки ПТЦ – 100 согласно [2,8.5.5], цементирование производится на соленом цементном растворе согласно [2, 8.6].

3.расчет наружных и внутренних избыточных давлений для эксплуатационной колоны.

Расчет производится согласно следующих нормативных документов:

·  инструкция по расчету обсадных колон для нефтянных, газовых скважин;

·  единые технические правила ведения работ при строительстве нефтяных, газовых скважин специального назначения на территории Республики Беларусь;

·  СПТ 39-20-00 «Крепление нефтянных скважин».

Наружное избыточное давление для эксплуатационной колонны в интервалах залегания  I и II соли рассматривается с учетом горного давления, но, так как «двойной крепью» в интервале I соли, то расчет производим по цементному раствору за колонной без учета горного давления [2,4.10].

При подборе обсадной колонны по прочности учитываются только максимально ожидаемые избыточные наружные и внутренние давления и полное замещение бурового раствора пластовым флюидом [6,2.9].

Наружное избыточное давление.

Р_ми=0,1 g_бр Z;

Р_ни=0,1 g_цр Z (1-К);

Р_ми=0,1 g_гр Z.

При условии, когда глубина выроботки уровня Н < Z глубины расчетного сечения,

Р_ми=0,1 g _бр  H  - [P_пл – (0.1 g _ф  (H – Z) ] ;

Р_ни=0,1 g _цр  H - [P_пл – (0.1 g _ф  (H – Z) ]  (1-К) ;

Р_ми=0,1 g _гр  H - [P_пл – (0.1 g _ф  (H – Z) ] _.

Внутреннее избыточное давление. Минимальное давление на устье колонны согласно [2,4.9] равно 210. Расчетное необходимое давление определяется по формуле:  

Р _(оп)у = (Р _пл – 0,1 g _ф Н ) 1,1.

Р _внz = 0,1 ( 1,65  –  g _бр  ) Z+210,