IV.2.Определение необходимого количества материалов для приготовления тампонажной смеси.

Гелцементами называются цементные пласты, приготовленные на глинистом растворе. Их параметры зависят от соотношения цемента и глинистого раствора. Для её получения глиноземистый цемент затворяют на заранее приготовленном растворе из бентонитовой глины. Сроки схватывания цементных растворов регулируются добавками реагентов ускорителей. В качестве реагентов ускорителей применяется жидкое стекло.

Рассчитываем параметры гельцементной тампонажной смеси для получения ГЦТС объёмом 3,57 м³

ρ_ц=3,13 Т/м,³ ρ_г=2,58 Т/м,³ ρ_в=1,02 Т/м,³ ρ_ж.ст=1,12 Т/м.³

1. Глинистый раствор на 1м³ смеси:

m_в=0,85 Т

m_г=0,25 Т

Водоглинистое отношение раствора:

Плотность глинистого раствора:

2. Количество материалов для приготовления 1 м³ ГЦТС

m_ц=0,05 Т

m_ж.ст=0,012 Т

масса глинистого раствора для приготовления 1 м³ ГЦТС:

масса глины для приготовления 1 м³ ГЦТС:

масса воды для приготовления 1 м³ ГЦТС:

Водотвердое отношение для ГЦТС:

Сумма массовых долей сухих в составе ГЦТС:

Сумма массовых долей жидких в составе ГЦТС:

Распределяем а_с среди сухих (глины и цемента):

Распределяем а_ж среди жидких компонентов:

- Для жидкого стекла:

- Для воды:

3. Определение массы сухих в составе ГЦТС для приготовления 1м³ тампонажной смеси:

4. Определение плотности тампонажной смеси глиноземистого раствора:

Тогда, количество материалов для 3,57 м³ ГЦТС будет:

Сухих:

Жидких:

Результаты расчетов параметров ГЦТС

N	Параметры	Значение параметров
1	Ав	3,4
2	ρгр	1,18 Т/м^3
3	mгр	1,15 Т
4	mг^,	0,26 Т
5	mв^,	0,89 Т
6	АТ	2,91
7	ас	0,26
8	аж	0,74
9	асц	0,04
10	асг	0,22
11	аж.ст	0,0098
12	ажв	0,64
13	mc	1,12 Т
14	ρтс	1,44 Т/м^3
15	mсг	1,13 Т
16	mсц	0,21 Т
17	mжв	3,29 Т
18	mж.ст	0,5 Т

V. Проверка необходимости применения пакера при тампонировании.

V.1.Давление создаваемое в скважине:

Величина потребного избыточного давления в скважине, необходимого для получения заданной величины контура растекания.

где:

θ = 66 Па – динамическое напряжение сдвига;

_{δ = 0,013 м – раскрытие тещин;}

R_к = 2,5 – радиус растекания;

Р_пл ≈ ρ_в ∙ g ∙ Н = 1000 ∙ 9,81 ∙ 158 = 1,55 МПа – пластовое давление.

тогда:

V.2.Определение давления гидростатического составного столба жидкости.

где:

- удельный вес тампонажной смеси и продавочной жидкости;

γ_пр = γ_воды =10000 H/м³

Так как Р_{г.ст.сост.см} > Р_с делаем вывод, что применение пакера нам не нужно.

VI. Выбор оборудования для приготовления и доставки тампонажной смеси в интервал тампонирования.

VI.1. Техническая характеристика оборудования.

Цементно-смесительная машина служит для приготовления тампонажных растворов на месте проведения цементировочных работ и транспортирования сухого цемента навалом (без тары). Цементно-смесительную машину обычно монтируют на шасси автомобиля или на прицепе. Рассмотрим ее устройство и характеристику на примере наиболее распространенной цементно-смесительной машины УС 6-30НУ. Она смонтирована на шасси автомашины Урал-4320. На шасси автомашины установлен металлический бункер объемом 14,5 м³. Для перевозки в него загружается не более 9 т сухого цемента. После прибытия на место бункер может быть догружен до полного объема (20 т) с помощью специального шнекового подающего устройства. Смесительные установки УС 6-30НУ предназначены для транспортирования сухих порошкообразных материалов (цемента, тампонажных смесей, песка и других сыпучих материалов), приготовления тампонажных растворов и других песчано-жидкостных смесей при цементировании нефтяных и газовых скважин. Установки работают совместно с цементировочным агрегатом. От водоподающего блока агрегата подводится вода в необходимом объеме к смешивающему устройству установки. Одновременно обеспечивается регулируемая подача тампонажной смеси. Готовый раствор подается на агрегат цементировочный. Смесительная установка УС 6-30НУ оснащена щелевидными насадками с разными проходными сечениями для подбора необходимой плотности приготавливаемого тампонажного раствора. Загрузка цемента осуществляется винтовым конвейером и пневматическим способом через загрузочную трубу. Для предупреждения сводообразования тампонажного материала в бункере установлен пневмовибратор. Установка снабжена счетчиком моточасов и устройством контроля скорости вращения шнеков.

Цементировочный агрегат предназначен для подачи тампонажного раствора в скважину, нагнетания (продавки) его в затрубное пространство за цементируемой обсадной колонной, для измерения объема жидкости, расходуемой на приготовление тампонажного раствора, и подачи жидкости затворения в цементно-смесительную машину при приготовлении тампонажного раствора. В отечественной практике обычно применяют мобильные цементировочные агрегаты, смонтированыне на шасси автомобиля. Рассмотрим цементировочный агрегат ЦА-320М, смонтированный на шасси автомашины КрАЗ-65055-054. Цементировочный агрегат включает следующие узлы: коробку отбора мощности, водоподающий насос , вспомогательный двигатель ГАЗ-51А, двухпоршневой насос 9Т высокого давления с приводом от транспортного двигателя автомашины, мерный бак, разделенный внутренней перегородкой на две полости объемом 3,2 м3 каждая, и манифольд, позволяющий составлять различные схемы подсоединения агрегата. В агрегате ЦА-320М установлен центробежный водоподающий насос. Объем жидкости затворения измеряют, попеременно забирая ее из каждой половины мерного бака известного объема. Объем находящейся в каждой половине мерного бака жидкости определяют по ее уровню. Основные параметры характеристики цементировочного агрегата — предельное давление нагнетания тампонажного раствора, а также подача и давление нагнетания — на каждом режиме работы устанавливаются в зависимости от частоты вращения выходного вала коробки скоростей транспортного двигателя и диаметра втулок насоса. Максимальное давление указывается в марке агрегата (у агрегата ЦА-320М оно составляет примерно 32 МПа).

Самоходный блок обвязки 1БМ-700 предназначен для соединения напорных трубопроводов агрегатов с устьем скважины, а также для раздачи продавочной жидкости агрегатам при цементировании. Напорный коллектор включает в себя клапанную коробку с шестью отводами для подсоединения напорных трубопроводов агрегатов и трубопровод с условным внутренним диаметром 100 мм, на котором монтируются датчики СКП. Трубопровод заканчивается тройником, к одному из отводов которого подсоединен предохранительный клапан, а к двум другим - линии, отводимые к арматуре, установленной на устье скважины. Раздающий коллектор представляет собой трубу с условным внутренним диаметром 100 м, к которому приварены 10 ниппелей. На каждом ниппеле размещен пробковый кран с ввинченным в него уплотнительным конусом для подсоединения разборного трубопровода. Подсоединение так называемых "вилок", входящих в комплект блока манифольда, к напорному или раздающему коллектору позволяет увеличить число линий соответственно от 6 до 10 или от 10 до 14. Для погрузки и выгрузки различных приспособлений и арматуры, которая обычно перевозится на площадке рамы блока манифольда, предусмотрена поворотная стрела грузоподъемностью 400 кг. При обслуживании блока манифольда необходимо весьма тщательно соблюдать все правила техники безопасности, поскольку кроме высокого давления жидкости при цементировании, представляющего опасность, на блоке имеется радиоактивный источник.

Схема обвязки агрегатов при цементировании приведена ниже: