8. Спуск обсадных колонн

В данном разделе обосновываются виды и объемы подготовительных работ к спуску обсадной колонны, а именно:

• интервалы и скорость проработки отдельных интервалов;

- компоновка бурильной колонны для проработки ствола и кольматации проницаемых участков;

• интенсивность и продолжительность промывки;

• комплекс геофизических исследований перед спуском;

• способ спуска обсадных колонн (в один прием или по частям);

- для хвостовиков – способ подвески, расчет бурильных труб на прочность при растяжении;

- рассчитываются предельная скорость спуска колонны и допустимая величина ее опорожнения при спуске;

Предельная скорость спуска обсадной колонны определяется из соотношения Рс = Ргст +Ргд  Ргр

где: Ргст - гидростатическое давление столба промывочной жидкости на глубине наиболее слабого пласта (пласта с наименьшим индексом давления начала поглощения или гидроразрыва);

Ргт - гидродинамическое давление в скважине при спуске колонны труб с закрытым нижним концом;

Ргр - давление начала поглощения (гидроразрыва) наиболее слабого пласта.

Гидродинамическое давление при спуске находится при турбулентном течении вытесняемой жидкости по формуле

(8.1)

при ламинарном течении по формуле

(8.2)

В формулах (8.1) и (8.2) - соответственно длина и гидравлический диаметр кольцевого пространства на - том участке; - скорость течения жидкости на - том участке; n – количество участков кольцевого пространства различного размера от устья до наиболее слабого пласта, ₀ - динамическое напряжение сдвига,  - коэффициент гидравлических сопротивлений.

Коэффициент является функцией параметра Сен-Венана Илюшина , где и находится по графикам, приведенным в [17] или по интерполяционной формуле (для интервала 10 < sеn < 900)

(8.3)

Скорость течения вытесняемой жидкости при спуске колонны труб с закрытым нижним концом определяется из выражения

(8.4)

где: - скорость движения труб;

- соответственно, диаметр скважины и наружный диаметр обсадных труб на - том участке скважины;

- коэффициент, учитывающий увлечение части жидкости стенками колонны труб. Для практических расчетов можно принимать = 0,5.

По приведенным уравнениям строится зависимость и, зная значение Ргр, по графику находится предельно допустимая скорость спуска колонны труб.

Величина практической скорости, соответствующей смене режимов течения находится из выражений (8.5 или 8.6)

(8.5)

где: ;

Не - параметр Хедстрема, определяется из уравнения .

Для упрощенных расчетов  _кр можно определить из выражения

(8.6)

Полученные значения скорости спуска сравниваются с нормативными, после чего принимается окончательное решение, которое записывается в ГТН. В соответствии с [12] скорость спуска эксплуатационных колонн не должна превышать 1,5 м/с, промежуточных колонн и кондукторов – 0,5 м/с.

Допустимая глубина опорожнения колонны при спуске определяется из условия предупреждения ее смятия наружным избыточным давлением.

(8.7)

где Ркр - критическое давление на смятие, МПа;

Ргд - гидродинамическое давление в заколонном пространстве, МПа, при принятой скорости спуска.