Лекция 10. особенности расчета промежуточных колонн для нефтяных и газовых скважин

Особенности расчета промежуточных колонн для нефтяных скважин

Внутреннее давление

Максимальное внутреннее рабочее давление для расчета на прочность колонн, несущих на себе противовыбросовое оборудование (ПВО), определяют с учетом наибольшего из давлений, которые могут возникнуть при бурении под следующую за рассчитываемой колонну- в случаях газонефтеводопроявлений, выбросов и открытого фонтанирования после закрытия устья скважины; давлений, которые могут возникнуть под воздействием гидростатического столба бурового раствора, имеющего максимальный удельный вес, или тампонажного раствора, поднятого до устья при цементировании следующей за рассчитываемой колонны.

При нефтеводопроявлениях максимальное внутреннее давление при закрытом устье [(рис. 9.1.a)] во время ликвидации открытого фонтанирования определяют по формуле:

при ; (1)

при

Значение в соответствии с требованием п. 13.3 "Единых технических правил ведения работ при строительстве скважин на нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождениях" (ЕТПБ) принимаютпо среднему удельному весу пластовых флюидов во вскрытом разрезе.

Значение l и принимают по кровле пласта с учетом наибольшего градиента пластового давления.

При бурении под следующую за рассчитываемой колонну с применением утяжеленного раствора (отсутствуют поглощения, проявления (рис. 9.1.а)) максимальное гидростатическое давление определяют по формуле:

при (2)

При цементировании последующей за рассчитываемой колонны максимальное внутреннее давление на рассчитываемую колонну определяют в интервале от 0 до L по гидростатическому давлению составного столба бурового и тампонажного растворов.

За минимальное значение внутреннего давления в рассчитываемой колонне (производится расчет на прочность при наружном давлении) при бурении под следующую колонну принимается наименьшее из значений давления, которое может возникнуть при поглощениях бурового раствора или газонефтеводопроявлениях при открытом устье.

При возможном поглощении расчет внутреннего давления производят с учетом частичного опорожнения колонны (рис. 9.1.г) по формулам:

при ; (3)

при ; (4)

Для двух - трех первых разведочных скважин при отсутствии достоверных исходных данных допустимо при расчете учитывать опорожнение колонны не более чем на 30 - 40 %, т.е. принимать .

В случае возможного нефтеводопроявления скважины при открытом устье (рис. 9.1.a) (в случае перелива):

при (5)

При бурении под следующую за рассчитываемой колонну буровым раствором с удельным весом ниже, если отсутствуют поглощения проявления, то внутренние давление в рассчитываемой колонне определяют по формуле (2).

Для промежуточных обсадных колонн и кондукторов, на которые при бурении под следующую колонну не предусматривается установка противовыбросового оборудования (отсутствуют газонефтеводопроявления), максимальное внутреннее давление принимается наибольшим из рассчитанных, а минимальное внутреннее давление -- наименьшим из рассчитанных.

Наружное давление

Наружное давление для промежуточных обсадных колонн определяют по тем же формулам и методике, что, а для эксплуатационных колонн.

Рис. 10.1. Расчетные схемы для определения давления в нефтяных (а), газовых (б), газонефтяных (в) скважинах и скважинах при окончании эксплуатации (г).