Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Строительство скважин на месторождениях Роснефть-Дагнефть.docx
Скачиваний:
4
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
248 Кб
Скачать
☆

1.3.2 Приготовление и утяжеление глинистого раствора (расчеты)

Весовое количество глины, потребное для приготовления 1 м3 глинистого раствора заданной плотности, определяем по формуле

(3)

а весовое количество воды, потребное для приготовления 1м3 глинистого раствора заданной плотности, находим по формуле

(4)

где qг — количество сухой глины, потребное для приготовления 1 м3 глинистого раствора;

qB — количество воды, потребное для приготовления 1 м3 глинистого раствора;

ϱr , ϱb, ϱp — плотности соответственно глины, воды и глинистого раствора;

п — влажность глины в долях единицы.

Плотность наиболее распространенных глин (в плотном теле - изменяется обычно в пределах 2,5—2,8 т/м3, а в раздробленном виде она колеблется в пределах 1,65—1,90 т/м3.

Количество сухой глины, потребное для приготовления 1 м3 глинистого раствора заданной плотности, может быть подсчитано также по формуле (3), если принять п = 0.

В промысловых условиях иногда удобнее пользоваться не весовыми, а объемными количествами глины, которые нетрудно подсчитать, пользуясь формулой

, (5)

где Vг — объемное количество глины в раздробленном ϱвиде;

ϱcp = 1,9 — средняя плотность глины в т/м3.

Для определения массового и объемного количества глины, потребной для приготовления 1 м3 глинистого раствора заданной плотности, можно пользоваться также и следующими приближенными формулами:

qг = l,6(ϱp – 1) m, (6)

Vг = 0,94(ϱp – l) м3. (7)

Принимая ϱг = 2,6 Т/м3 и ϱcp = 1,7 Т/м3, можно получить следующие расчетные формулы для определения весовых и объемных количеств глины, потребных для приготовления 1 м3 глинистого раствора заданной плотности:

а) для приготовления 1 м3 глинистого раствора на пресной воде

, (8)

(9)

б) для приготовления 1 м3 глинистого раствора на морской воде

(10)

(11)

Нормы потребного количества глины и воды для приготовления 1 м3 глинистого раствора заданной плотности (в м3) могут быть взяты также из справочника укрупненных сметных норм (СУСН) на строительство нефтяных и газовых скважин.

Количество утяжелителя, потребное для утяжеления 1 м3 глинистого раствора от плотности ϱp до плотности ϱут. р, определяется по следующей формуле [40]:

, (12)

где qут — масса влажного утяжелителя, потребная для приготовления 1 м3 раствора;

p — плотность глинистого раствора до утяжеления;

— плотность глинистого раствора после утяжеления;

yt — плотность утяжелителя;

п — влажность утяжелителя в долях единицы.

Если qут определяем для утяжеления 1 м3 раствора, то размерность его выражается в т. Когда расчет ведем на 1 л глинистого раствора, то qут — в г.

Количество утяжелителя, необходимое для утяжеления 1 м3 глинистого раствора, можно определить, пользуясь номограммой С. Ю. Жуховицкого.

Для быстрых ориентировочных подсчетов потребного количества утяжелителей удобно пользоваться также специальными таблицами, составленными в расчете на сухой утяжелитель.

Объем, который займет 1 м3 глинистого раствора после утян-ге-ления, определяется по следующей формуле:

(13)

или для некоторых утяжелителей по специальным таблицам.

Плотности барита и других утяжелителей определяются при помощи пикнометров по следующим формулам:

, (14)

, (15)

, (16)

где p — масса пикнометра в г;

р1 — масса пикнометра с утяжелителем в г;

р2 — масса пикнометра с водой в г;

р3 — масса пикнометра с водой и утяжелителем в г;

Vп — объем пикнометра в см3;

ϱк — плотность керосина в г/см3 или т/м3\

р4 — масса пикнометра с керосином и утяжелителем в г;

ϱб — плотность барита в г 1см3 или т/м3;

ут — плотность утяжелителя, содержащего примеси, реагирующие с

водой, в г/см3 или т/м3.

Влажность п утяжелителя подсчитывается по формуле

, (17)

В табл. 2 приведены технические условия, которым должен удовлетворять соответствующий сорт баритового утяжелителя.

Параметры

Сорт

I

II

III

Плотность, не менее, г/см3……………………..

Содержание сернокислого бария в пересчете на сухое вещество не менее, % …………….

Содержание влаги не более, %

а) в подсушенном ………………………...

б) в неподсушенном ……………………..

Содержание водорастворимых солей не более, % ………………………………………...

В том числе кальция ………………………..

Тонкость помола – остаток на сите 170 меш при размере ячеек в свету 0,074 мм не более, % ………………………………………...

Содержание фракции минус 5мк не более, %..

Растекаемость по конусу АзНИИ не менее…..

4,2

90

5,0

14,0

0,35

0,05

10,0

10,0

14

4,00

Не нормируется

5,0

14,0

0,4

0,05

10,0

15,0

–

3,80

5,0

14,0

0,45

0,06

10,0

20,0

–

Ожидаемую плотность глинистого раствора, разгазированного в процессе бурения после выхода его из скважины на поверхность, определяем но формуле

. (18)

Количество газа, поступающего в глинистый раствор из пласта в течение 1 ч, равно

, (19)

где Q — количество промывочной жидкости, подаваемой в скважину, в л1сек;

ϱyг. р — плотность раствора, закачиваемого в скважину, в т/м3;

D — диаметр скважины в м;

υ — механическая скорость бурения в м/ч;

b — пористость породы в %;

α — коэффициент растворимости газа в нефти в м3/м3 -йгА/; для свободного газа а = 1;

ρпл — пластовое давление в атм;

Wг — количество газа, приведенного к атмосферному давлению,, поступающего в скважину за 1 ч работы, в м3.

Определим количество (массу) и объем глины (плотность которой равна 2,7 Т/м3, а влажность 16%), потребные для приготовления 1 м3 глинистого раствора плотностью 1,27 Т/м3, затворяемого па морской воде плотностью 1,03 Т/м3.

Весовое количество глины, потребное для приготовления 1 м3 глинистого раствора заданной плотности, подсчитываем по формуле (3), а объемное по формуле (5):

,

.

Определив количество сухой глины, плотность которой равна 2,6 Т/м3, а также количество пресной воды, потребные для приготовления 1 м3 глинистого раствора плотностью 1,24 т/м3.

Количество сухой глины, необходимое для приготовления 1 м3 глинистого раствора, находим по формуле (3), приняв в ней n = 0:

.

Количество пресной воды, потребное для приготовления 1 м3 глинистого раствора, определяем но формуле (4):

.

Подсчитаем количество гематита, плотность которого равна 4,5 т/м3, а влажность 12%, потребное для увеличения плотности глинистого раствора от 1,3 до 1,8 т/м3. Определим также объем, который займет 1 м3 глинистого раствора после утяжеления.

Количество влажного гематита, потребное для утяжеления 1 м3 глинистого раствора в необходимых пределах, подсчитываем по формуле (12):

.

Объем, который займет 1 м3 глинистого раствора после утяжеления его, найдем по формуле (13):

.

Решим эту задачу, пользуясь графическим и табличным способами Жуховицкого. По номограмме, составленной для сухого утяжелителя, находим, что для утяжеления 1 м3 глинистого раствора в заданных пределах надо израсходовать 0,84 m сухого утяжелителя. Чтобы учесть влажность утяжелителя, нужио полученную цифру увеличить на 12% (рекомендуется увеличение от 10 до 20% в зависимости от влажности утяжелителя). Тогда потребный расход влажного утяжелителя составит 1,01 т (как видим, результат несколько занижен по сравнению с аналитическим расчетом).

Найдем затем потребный расход утяжелителя. Он равен 0,82 т сухого утяжелителя. Учитывая влажность утяжелителя, находим, что потребный расход его составляет 0,82 • 1,12 = 0,92 т (результат также занижен по сравнению с аналитическим расчетом).

Объем, который займет 1 м3 глинистого раствора после утяжеления, оказывается равным 1,178 м3, что достаточно близко к определенному по формуле (13).

Определим плотность гематита, если в пикнометр массой 68 г и объемом 72 см3, заполненный керосином, плотность которого равна 0,83 т/м3, введено некоторое количество утяжелителя. Масса пикнометра с навеской гематита оказалась равной 103 г, а масса пикнометра с керосином и гематитом 156 г.

Плотность гематита при заданных условиях задачи определяем по формуле (16):

.

Определим влажность гематита, если масса пробы утяжелителя до просушивания составляла 735 г, а после просушивания 638 г.

Влажность гематита согласно формуле (17) равна

.

Найти ожидаемую плотность разгазированного глинистого раствора по выходе его из скважины диаметром 0,3 м, если в нее прокачивается 40 л/сек глинистого раствора, плотность которого равна 1,75 т/м3. Средняя механическая скорость бурения равна 7,5 м/ч, а ожидаемое пластовое давление 165 атм. Пористость породы принять равной 27%, а коэффициент растворимости газа в нефти 0,95 м3/м3 • атм.

Количество газа, поступающего в глинистый раствор из пласта в течение 1 ч, определим по формуле (19):

.

Плотность разгазированного глинистого раствора после выхода его из скважины находим по формуле (18):

.