Методические указания для практических работ для студентов специальности 131001

Исходные данные № L h диаметр Плотность D d ρц ρб ρж 1 2300 300 190 146 1,8 1.3 1,3 2 2400 400 190 146 1,8 1.3 1.3 3 2500 500 190 146 1,8 1.3 1.3 4 2600 600 190 146 1,8 1.3 1.3 5 2700 700 190 146 1,8 1.3 1.3 6 2800 800 190 146 1,8 1.3 1.3 7 2900 900 190 146 1,8 1.3 1.3 8 3000 1000 190 146 1,8 1.3 1.3 9 3100 1100 190 146 1,8 1.3 1.3 10 3200 1200 190 146 1,8 1.3 1.3 11 3300 1300 190 146 1,8 1.3 1.3 12 3400 1400 190 146 1,8 1.3 1.3 Дополнительные данные для всех вариантов Угол наклона ствола скважины в интервале центрирования ά = 15 0, средний вес одного метра колонны в воздухе gср =30,4; величины fц(прогиб планок центратора при действии на него нагрузки от горизонтальной составляющей веса трубы в зоне центрирования и fн,( минимальный зазор между обсадной колонной и стенками скважины посередине интервала установки центраторов) соответственно 0,2 и 0,9 см. остальные значения имеются в Приложении ( таблицы 49,50). Практическая работа № 29 РАСЧЕТ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ КОЛОННЫ ДЛЯ НЕФТЯНОЙ СКВАЖИНЫ 2 часа 1.Цель работы Приобретение практических навыков расчета эксплуатационной колонны для нефтяной скважины 2.Обеспечивающие средства 2.1.Методические указания 2.2. Н.В.Элияшевский стр 212-235 ( рекомендации по расчету эксплуатационной колонны) 3. Задание 3.1.Рассчитать эксплуатационную колонну диаметром 146 мм для нефтяной скважины при определенных условиях 4. Требования к отчету 4.1. Номер работы 4.2. Расчеты Технология выполнения Обсадные колонны рассчитываются с учетом максимальных значений избыточных наружных и внутренних давлений, а также осевых нагрузок( при бурении, опробовании, эксплуатации, ремонте скважины) Значения внутренних давлений максимальны в период ввода скважин в эксплуатацию( при закрытом устье) или при нагнетании в скважины жидкостей для интенсификации добычи ( гидроразрыв). Значения внутренних давлений обычно минимальны при окончании эксплуатации скважин. Пример Рассчитать эксплуатационную колонну диаметром 146 мм для нефтяной скважины при следующих условиях L = 3000 м, H = 1000 м, h = 1700 м, = 1,4 г/см, = 1,0 г/см, = 0,85 г/см, = 40 МПа, k = 0,25. Зона эксплуатационного объекта 3000 – 2700 м. Решение. Так как h > H (1700 м > 1000 м), выбираем расчетную схему II. ( стр 215, рис 7.)Определяем избыточные наружные давления (на стадии окончания эксплуатации) для следующих характерных точек. 1: = 0; = 0,01· = 0. 2: = H; = 0,01· H= (0,01 ·1,4·1000) = 14 МПа; 3: = h; ={0,01 }= {0,01 }= 17,85 МПа; 4: = L; = {0,01}= {0,01}= 23,2 МПа. Строим эпюру ABCD (рис. 8, а). Для этого в горизонтальном направлении в принятом масштабе откладываем значения в точках 1-4 (стр 215 см. рис. 7) и эти точки последовательно соединяем между собой прямолинейным отрезками. Определяем избыточные внутренние давления из условия испытания обсадной колонны на герметичность в один прием без пакера. Давление на устье: МПа. Точка а: = 0; =1,1 = 1,1·14,5 = 16 МПа. По табл. 108 для 146-мм колонны = 10 МПа. Принимаем 16 МПа. Точка б: = 1700 м; = МПа. Точка в: = L = 3000 м; = МПа. Строим эпюру ABC (см. рис. 8, б), Для этого в горизонтальном положении в принятом масштабе откладывают значения в точках а, б, в, (см. рис. 7) и полученные точки соединяют между собой прямолинейными отрезками. Определяем значение МПа. По табл. 109 находим, что этому давлению соответствуют трубы из стали группы прочности Д с толщиной стенки 9 мм, дл которых = 31,8 МПа (1-я секция труб). Для 2-ой секции выбираем трубы той же группы прочности с толщиной стенки 8 мм, для которых по табл.109 = 26,2 МПа. Эти трубы могут быть установлены на глубине с давлением = 26,2/1,15 МПа = 22,8 МПа. По эпюре (см. рис. 8, а) это давление соответствует глубине м. Длина 1-й секции (= 9 мм) м) = 70 м, а вес ее табл. 113 Н или кН. Для 3-й секции берем трубы с = 7 мм, для которых = 20,5 МПа. Поскольку 20,5/1,15 = 17,8 МПа соответствует глубине 1700 м, а, значит, 1700 < 2700 (начало зоны эксплуатационного объекта), то принимаем = 1,0 и определяем по эпюре, какой глубине соответствует давление 20,5 МПа. По эпюре (см. рис. 8,а) определяем = =2330 м. Следовательно, длина 2-й секции (= 8 мм) м, а ее вес = 168 000 Н = 168 кН. Общий вес двух секций: += 21,8 + 168 = 189,8 кН = 0,1898 МН. Определяем длину 3-й секции (= 7 мм), беря в основу расчет на растяжение. Для этих труб = 0,71 МН и = 248 Н (по табл. 111). По формуле получаем м. Вес 3-й секции труб (= 7 мм): = 427 600 Н = 427 600 Н = 427,6 кН = 0,4276 МН.. Общий вес трех секций: МН. Осевая нагрузка, при которой напряжение в теле трубы достигает 0,5, по табл. 110 составляет 0,57 МН (= 7 мм). Определяем расстояние расчетного сечения трубы от устья скважины м. При эпюре находим, что на глубине 730 м = 10,2 МПа. Определяем коэффициент запаса прочности на критическое давление >> 1,1. Расчет на внутреннее давление для первых двух секций не производим, так как внутреннее избыточное давление в них отсутствует (см. рис. 8, б). Определяем внутренне давление для труб 3-й секции, имеющих наименьшую толщину стенки = 7 мм. Фактическое внутренне давление на уровне верхней трубы, расположенной на глубине (3000 – 70 – 600 – 1725) = 605 м, находим по эпюре (см. рис. 8, б): = 13,5 МПа. По табл. 112 определяем, что для труб = 7 мм = 31,8 МПа. Рассчитываем коэффициент запаса прочности = 31,8/13,5 = 2,36 >> 1,15. Четвертую секцию составляем из труб с = 8 мм. Для этих труб = 0,84 МН; = 280 Н. Длина 4-й секции из расчета на растяжение м, а ее вес = 112 000 Н = 112 кН = 0,112 МН. Общий вес четырех секций составляет 0,7294 МН. Пятую секцию комплектуем из труб с = 9 мм (= 0,96 МН; = 312 Н). Длина 5-й секции м. Принимаем = 205 м; вес ее = 64 кН = 0,064 МН. Так как = 41 МПа, коэффициент запаса прочности для труб 5-й секции также достаточен. Общий вес колонны Q = 0,7934 МН. Результаты расчетов сводим в таблицу Т а б л и ц а Результаты расчетов Номер секции снизу вверх Толщина стенки , мм Интервал спуска труб, м Длина секции, м Вес 1 м трубы, Н Вес секции, МН 1 2 3 4 5 9 8 7 8 9 2930-3000 2330-2930 605-2330 205-605 0-205 70 600 1725 400 205 312 280 248 280 312 0,0218 0,168 0,4276 0,112 0,064 Всего 0-3000 3000 - 0,7934 П р и м е ч а н и е. Трубы изготовлены из стали группы прочности Д. Данные по глубине скважине взять из горно – геологический условий бурения( практическая работа № 1-2) Практическая работа № 30 ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЛИНЕНИЯ И РАЗГРУЗКИ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ 2 часа 1.Цель работы Приобретение практических навыков расчета обсадной колонны 2.Обеспечивающие средства 2.1.Методические указания 2.2. Н.В.Элияшевский стр 242-244 3. Задание 3.1.Определить удлинение обсадной колонны в результате растяжения под действием собственного веса 3.2.Определить на сколько разгрузится обсадная колонна 3.3.Определить разгрузку обсадной колонны 4. Требования к отчету 4.1. Номер работы 4.2. Расчеты Технология выполнения Задача 1 .Определить удлинение обсадной колонны в результате растяжения под действием собственного веса, если диаметр обсадной колонны 219 мм, толщина стенки труб 12 мм, глубина спуска обсадной колонны 2500 м. Решение. По табл. 113 ( стр 228-231) вес обсадной колонны составляет 1,57 МН. Определяем площадь сечения труб где D- наружный диаметр обсадных труб; - внутренний диаметр обсадных труб, см см. Рассчитываем удлинение обсадной колонны по формуле где Q – вес обсадной колонны, МН; L – длина колонны, м; E – модуль упругости, МПа; F – площадь поперечного сечения трубы, м м. Задача 2. Определить, на сколько разгрузится обсадная колонна диаметром 219 мм, а если спускать ее с обратным клапаном без долива в скважину глубиной 2000 м, заполненную буровым раствором плотностью 1,25 г/см; толщина стенки обсадных труб 9 мм. Решение. По табл. 113( стр 228 – 231) вес обсадной колонны = 964000 Н = 0,964 МН. Определяем вытесняемый объем бурового раствора по формуле где - наружный диаметр обсадной колонны, м; L – длина колонны, м. м. Находим массу вытесняемого объема бурового раствора по формуле где - плотность бурового раствора, т/м т. Вес бурового раствора МН. Разгрузка обсадной колонны МН. Задача 3. Определит разгрузку обсадной колонны диаметром 146 мм с толщиной стенки 10 мм, спускаемой в скважину глубиной 3000 м без обратного клапана; плотность бурового раствора в скважине 1,4 т/м. Решение. По табл. 113 определяем вес обсадной колонны МН. Рассчитываем вес обсадной колонны в буровом растворе по формуле где - плотность материала труб, т/м МН. Определяем, на сколько разгрузилась обсадная колонна: МН. Исходные данные в практической работе 1-2 ( по месторождениям). Практическая работа № 31 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБА ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ 2 часа 1.Цель работы Приобретение практических навыков выбора и обоснования способа цементирования 2.Обеспечивающие средства 2.1.Методические указания 2.2. Н.В.Элияшевский стр 244-256 3. Задание 3.1.выбрать и обосновать способ цементирования 3.2. Ответить на контрольные вопросы 4. Требования к отчету 4.1. Номер работы 4.2. Расчеты 4.3. Ответы на вопросы Технология выполнения Под способом цементирования понимается схема доставки тампонажной смеси в затрубное пространство. По этому признаку выделяют несколько способов цементирования обсадных колонн: прямое одноступенчатое, прямое двухступенчатое, манжетное, обратное, комбинированное , цементирование хвостовиков и секций. Способ прямого одноступенчатого цемнтирования предполагает доставку тампонажной смеси в затрубное пространство из обсадной колонны через башмак в один прием. Прямое двухступенчатое цементирование позволяет осуществлять доставку тампонажной смеси в два приема ( ступени) с помощью специальной муфты ( муфта ступенчатого цементирования МСЦ) и пакера ( изолирующий пакер ПХЦ) , устанавливаемыми на расчетной глубине по длине обсадной колонны. При этом первая ступень ( нижний интервал обсадной колонны от башмака до муфты) цементируется через башмак обсадной колонны, а вторая ступень через отверстия в муфте. Использование двухступенчатого метода цементирования позволяет значительно снизить давление на горные породы и предотвратить их гидроразрыв. Способ манжетного цементирования заключается в том, что тампонажная смесь поступает в затрубное пространство через отверстия спец. муфты или манжеты и заполняет его только в интервале , расположенном выше интервала установки муфты или манжеты. Нижний интервал не цементируетсяСпособ реализуется так же как вторая ступень двухступенчатого цементирования. При данном способе исключается загрязнение продуктивного горизонта, находящегося ниже спец. муфты или манжеты, тампонажной смеси. Применяется при цементировании сильно дренированных интервалов. Способ обратного цементированияпредполагает заливку тампонажной смеси непосредственно в затрубное пространство с поверхности через специальное устьевое оборудование. При данном способе ускоряется процесс доставки тампонажной смеси в затрубное пространство и снижается давление на горные породы. Комбинированный способ совмещает прямой ( одно – или двухступенчатый) способ цементирования нижнего интервала обсадной колонны ( до поглощающего пласта) и обратный способ «на поглощение» оставшегося интервала. Способ цементирования хвостовиков и секций обсадных колонн применяется при их спуске в виде хвостовиков или секций. При этом хвостовики и нижние секции спускаются в скважину на бурильных трубах с помощью специального переводника. Тампонажная смесь доставляется в затрубное пространство по бурильным трубам и внутренней полости хвостовика через башмак, после чего бурильные трубы отсоединяются и извлекаются на поверхность. Верхняя секция обсадной колонны цементируется так же через башмак этой секции, как при одноступенчатом цементировании. При выборе того или иного способа цементирования необходимо руководствоваться , с одной стороны, горно – техническими условиями, с другой – технологичностью способа и его качественной результативностью. Среди перечисленных способов цементирования наилучшей технологичностью обладает способ прямого одноступенчатого цементирования, к тому же при этом способе можно получить наиболее высокое качество разобщения . Поэтому способ одноступенчатого цементирования всегда предпочтительнее других способов, если применение последних не вызывается необходимостью по горно – геологическим условиям. Так , если в конструкции скважины предусмотрено оставление продуктивного объекта нецементируемым , то естественно , что в данном случае необходимо использовать манжетный способ цементирования. Если в конструкции скважины предусмотрен спуск колонны хвостовиком или секциями, то возникает необходимость и в цементировании соответствующим способом. Способ обратного цементирования рекомендуется при для заливки колонн небольшой длины ( кондуктор) .Комбинированный способ применяется при наличии в средней части разреза интенсивно поглощающих горизонтов. Таким образом , анализируя наличие тех или иных перечисленных горно – технических условий, выбирают соответствующий способ цементирования. При отсутствии таковых условий необходимо применять одноступенчатый способ. Способ цементирования выбирается в зависимости от величины коэффициента безопасности Кб Кб = , где Рф- расчетное давление в конце цементирования у башмака спущенной колонны кгс/см2 Ргр- давление гидроразрыва пластов на той же глубине кгс/см2.. Если Кб ≥ 1,0 , то цементирование производиться в две ступени с использованием заколонного изолирующего пакера или муфты ступенчатого цементирования. При 0,95 ≤ Кб<1,00 цементирование производится с обязательным выполнением специального комплекса мероприятий по предотвращению гидроразрыва пластов. При Кб ≤0 ,95проведение цементирования производится в нормальном режиме. Прогнозное значение давления гидроразрыва ( давления поглощения тампонажного раствора ) у башмака обсадной колонны составляет , кгс/см2; Рг.р = град Ргр * Н Значение Рф определяется по формуле : Рф = Рс.з.+∆Р ,где Рг.з- гидростатическое давление в затрубном пространстве в конце цементирования на глубине спуска колонны ( по вертикали), кгс/см2; ∆Р - гидравлические потери давления при движении жидкостей в затрубном пространстве в конце цементирования( по длине ствола L), кгс/см2; ρср – средняя плотность цементного раствора г/см3; g – ускорение свободного падения. ∆Р = 0,1 * Рг.з *ρср * *. Контрольные вопросы Понятие гидростатическое давление в затрубном пространстве в конце цементирования Понятие градиент давления гидроразрыва пласта. Перечислите все известные способы цементирования скважин Манжетное цементирование Какие устройства ( приспособления используют для проведения двухступенчатого цементирования Практическая работа № 32- 33 РАСЧЕТ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ПРОГРАММЫ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ 2 часа 1.Цель работы Приобретение практических навыков расчета гидравлической программы цементирования 2.Обеспечивающие средства 2.1.Методические указания 3. Задание 3.1.Изучить рекомендации по расчету гидравлической программы цементирования 3.2. Ответить на контрольные вопросы 4. Требования к отчету 4.1. Номер работы 4.2. Рекомендации для расчета Технология выполнения Гидравлическая программа цементирования предполагает решение следующих задач Обоснование способа цементирования Расчет объёма тампонажной смеси Расчет плотности тампонажной смеси Определение потребного количества составных компонентов для тампонажной смеси Обоснование способа цементирования было проведено в практической работе № 31. Расчет объема тампонажной смеси Объём тампонажной смеси определяется объёмом затрубного пространства, подлежащего цементированию , и объемом цементного стакана( рисунок 1) Vтс = Vзп + Vст ( 1) Рисунок 1 При цементировании затрубного пространства часто используют тампонажную смесь разного состава . в частности , интервал эксплуатационного объекта цементируют чистым цементным раствором, а вышележащий интервал – облегченной тампонажной смесью ( например, гельцементом) . Тогда Vзп = Vзпцр + Vгц (2) где Vзп – объем затрубного пространства Vзпцр – объем цементного раствора в затрубном пространстве Vгц – объем гельцементного раствора. Объем цементного раствора в затрубном пространстве составит Vзпцр = * ( Dc2 * D2) * hцр (3) где Dc – диаметр скважины D- наружный диаметр обсадной колонны hцр – высота ( длина) столба цементного раствора. В свою очередь Dc = k * Dд , где k- коэффициент кавернозности , Dд – диаметр долота. Интервал гельцементного раствора располагается одной частью в необсаженном стволе, а другой в обсаженном. Поэтому объем цементного раствора определяется по выражению Vгц = * [ (Dc2 - D2) * hсгц + (Dв2 - D2) * hогц ] ( 4) где hсгц - высота столба гельцемента в необсаженном стволе hогц -- высота столба гельцемента в обсаженном стволе Dв – внутренний диаметр предыдущей колонны. Объем цементного стакана определяется внутренним объёмом обсадной колонны в интервале от башмака до кольца «стоп» Vст = *dв2* hст (5) где dв – внутренний диаметр обсадной колонны в интервале цементного стакана hст -высота цементного стакана.

Похожие:

	Методические указания по написанию рефератов, курсовых и дипломных... Методические указания предназначены для студентов специальности 030501. 65 «Юриспруденция», но могут быть использованы для подготовки...		Методические указания к выполнению практических работ по дисциплине... Методические указания предназначены для студентов среднеспециальных учебных заведений, обучающихся по специальностям: 080302 Коммерция...
	Методические указания и задания для выполнения контрольных работ... Методические указания составлены в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта по специальности...		Методические указания к практическим занятиям рпк «Политехник» Методические указания предназначены для проведения практических занятий по дисциплине “Базы данных” в соответствии со стандартом...
	Методические указания Методические указания к выполнению дипломных работ по специальности 080115 «Таможенное дело» для студентов очной и заочной форм обучения...		Методические указания и задания для выполнения контрольных работ... Методические указания предназначены для студентов заочного отделения специальности 270802 Строительство и эксплуатация зданий и сооружений...
	Методические указания для выполнения лабораторных работ и практических... Целью курса является формирование у студентов основ методологического подхода, позволяющего систематически изучать сложные природные...		Методические указания для выполнения самостоятельных работ По учебной дисциплине Методические указания и задания для студентов по выполнению самостоятельных работ по дисциплине «Бурение нефтяных и газовых скважин»для...
	Методические указания и тематика контрольных работ для студентов... Культурология: Методические указания и тематика контрольных работ / Сост. Н. Д. Михайлова. Новосиб гос аграр ун-т. Новосибирск, 2007....		Методические указания по выполнению дипломных проектов и работ для... Методические указания предназначены для студентов и преподавателей кафедры газохимии, а также для руководителей и консультантов дипломных...
	Методические указания к выполнению практических работ для студентов... Если руководитель компании не проникся необходимостью tqm для успеха в конкурентной борьбе за потребителя, то, как показывает мировая...		Методические указания по выполнению курсовых работ по истории искусств для студентов ииид ижевск Методические указания предназначены для студентов 4-го курса дневного и 5-го курса заочного художественно-педагогического отделения...
	Методические указания для студентов специальности 080507. 65 «Менеджмент... Учебно-методические указания предназначены для студентов, обучающихся по специальности 080507. 65 «Менеджмент организации» инаправлению...		Методические указания по выполнению самостоятельных работ 12 Раздел введение 12 Методические указания для студентов по выполнению самостоятельной работы по мдк 01. 03. «Детская литература с практикумом по выразительному...
	Методические указания к выполнению практических работ по дисциплине... Методические указания к выполнению практических работ по дисциплине: «Математика» для специальностей: 080302 Коммерция (по отраслям),...		Методические указания по выполнению практических работ Маркетинг. Метод указания по выполнению практических работ / Земскова А. В.; Самар гос техн ун-т. Самара, 2010. 126с