5 Тампонування обсадних колон

У курсовому проекті розраховують тампонування лише експлуатаційної колони.

5.1 Вибір способу тампонування

Спосіб тампонування вибирається в залежності від глибини свердловини, виду обсадної колони, висоти інтервалу тампонування, температури і тиску на вибої свердловини, а також характеристики гірських порід.

Використовуючи вихідні дані, виробничі матеріали та рекомендації [1, 2, 7] вибирають спосіб тампонування. Якщо колона спускається у один прийом, то необхідно намагатись реалізувати одноступеневий спосіб, як найпростіший. У випадку неможливості його реалізації використовують ступеневий спосіб. Якщо обсадну колону спускають по частинах, то використовують посекційний спосіб тампонування.

5.2 Обчислення густини тампонажного розчину

Обчислюють мінімально допустиму густину тампонажного розчину з умови якісного заміщення промивальної рідини у кільцевому просторі свердловини [1].

З метою запобігання розриву порід при тампонуванні та поглинання тампонажного розчину обчислюють його максимально допустиму густину. Якщо яка-небудь з умов не виконується, то необхідно вибрати інший спосіб тампонування.

5.3 Обчислення висоти встановлення цементувальної муфти

Цей розрахунок виконують у випадку використання ступеневого способу тампонування. Методика розрахунку подана в [1, 2].

5.4 Вибір видів тампонажних матеріалів

У цьому пункті вибирають поінтервально матеріали для приготування тампонажних розчинів. Тампонажні матеріали необхідно вибирати з урахуванням вибраної густини тампонажного розчину та геолого-технічних умов буріння [1, 6, 9, 10].

Основними факторами, які обумовлюють склад тампонажних розчинів є: пластовий тиск і тиск гідророзриву порід, висота інтервалу тампонування, температура на вибої, агресивність пластових вод, наявність і хімічний склад солей в інтервалі тампонування.

5.5 Розрахунок тампонування експлуатаційної колони

Розрахунок тампонування експлуатаційної колони проводять у відповідності до методики, поданої в [1, 2,]. Перед початком розрахунку приводять вихідні дані та розрахункову схему.

При використанні двоступеневого способу тампонування проводять розрахунок кожної ступені окремо.

При кріпленні свердловини секціями потрібно пам’ятати, що нижня частина колони спускається на бурильних трубах.

Розрахунок процесу тампонування виконується у такій послідовності:

5.5.1 Обчислення необхідної кількості матеріалів для тампонування

Обчислюють потребу таких матеріалів:

- об’єм тампонажного розчину;

- масу цементу для приготування тампонажного розчину;

- об’єм води для приготування тампонажного розчину;

- об’єм протискувальної рідини;

5.5.2 Вибір типу цементувального агрегату

Вибір типу цементувального агрегату роблять після обчислення тиску на устьовій цементувальній голівці у кінці процесу тампонування, який складається з гідростатичного тиску та та тиску необхідного на подолання гідродинамічних втрат. Необхідно враховувати також миттєве збільшення тиску на усті у момент посадки верхньої цементувальної пробки на кільце "стоп". У вигляді таблиці подається характеристика цементувального насоса вибраного агрегата.

5.5.3 Встановлення режиму закачування тампонажного розчину

Для вирішення цього питання порівнюють тиск на подолання гідродинамічних втрат з тиском, що розвиває цементувальний агрегат на кожній передчі. Закачування тампонажного розчину розпочинають з тієї передачі тиск на якій більший за тиск необхідний на подолання гідродинамічних втрат. У процесі тампонування тиск на усті зменшується тому переходять на чим раз вищу передачу. У більшості випадків закачування тампонажного розчину закінчують на найвищій передачі. Обчислюють об’єми тампонажного розчину, що буде закачуватись на кожній передачі.

5.5.4 Встановлення режиму протискування тампонажного розчину

Спочатку обчислюють постійні цементування після чого встановлюють режими протискування. Протискування тампонажного розчину розпочинають на тій передачі, на якій було закінчено його закачування. У процесі протискування тиск на усті збільшується, тому переходять на чим раз нижчу передачу, закінчуючи протискування на передачі, тиск на якій більший за тиск на усті у кінці процесу тампонування. Обчислюють об’єми протискувальної рідини, що буде закачуватись на кожній передачі.

5.5.5 Обчислення часу на виконання операції тампонуванняз використанням одного цементувального агрегату

Час на проведення тампонування включає час на закачування і протискування тампонажного розчину на кожній передачі цементувального агрегату, який необхідно обчислити та час на звільнення верхньої цементувальної пробки -(10-15 хвилин). При ступеневому тампонуванні необхідно передбачити час на приведення у дію муфти ступеневого цементування та промивання кільцевого простору верхньої ступені - (30 хвилин), а при секційному тампонуванні – час на промивання кільцевого простору другої секції обсадної колони (до 30 хвилин).

5.5.6 Обчислення необхідної кількості техніки для виконання операції тампонування

Спочатку обчислюють необхідну кількість цементувальних агрегатів. Їх кількість обчислюють з двох умов:

- з умови забезпечення резерву часу, протягом якого тампонажний розчин зберігає рухомість. При виконанні цього розрахунку слід пам'ятати, що час початку тужавіння для кожного типу тампонажного розчину індивідуальний. Для тампонажних розчинів з ПЦТ його вибирають у відповідності до  6 , для інших типів у відповідності до 10.

- з умови забезпечення прийнятої швидкості руху тампонажного розчину у кільцевому просторі свердловини.

Після цього обчислюють необхідну кількість цементо­змішувальних машин. Їх кількість обчислюють також з двох умов:

- з умови транспортування необхідної маси цементу. При цьому слід виходити з того, що цементозмішувальна машина може транспортувати 7-8 тон цементу по грунтових дорогах і 10-12 тон по шосейних. Цементозмішувальні машини можна довантажувати у стаціонарних умовах до 20 тон.

- з умови приготування необхідної кількості тампонажного розчину, для безперервного його закачування з прийнятою швидкістю (забезпечення прийнятої витрати).

5.5.7 Уточнення часу на виконання операції тампонування

У цьому пункті уточнюють час на виконання операції там­понування з урахування прийнятої кількості цементувальних агрегатів. Якщо за результатами розрахунку не вдається забезпечити необхідний резерв часу, то у рецептурі тамонажного розчину необхідно передбачити використання сповільнювача тужавіння.

Після виконання всіх обчислень, їх результати заносять у підсумкову таблицю, за поданою нижче формою.

Таблиця 5.1 – Результати розрахунку тампонування

свердловини

Параметр	Назва обсадної колони
	Кондуктор	Проміжна колона	Експлуатаційна колона
Густина тампонажного розчину, кг/м^3
Об’єм тампонажного розчину, м^3
Маса цементу, кг
Водоцементне відношення
Об’єм води, м^3
Об’єм протискувальної рідини, м^3
Тиск на устьовій це­мен­тувальній голівці у кінці тампонування, Па
Кількість цементувальних агрегатів, шт
Кількість цементозмішувальних машин, шт
Час тампонування, хв

Примітка. Якщо обсадна колона спускається по частинах, або тампонується ступенями, то у таблиці результати розрахунків подаються для кожної частини і ступені окремо.