animateMainmenucolor
 
Малогабаритные буровые установки
 
 
Вездеходы Арго
 
 
Каталог предприятий
 
 
Сделай заказ
 
 
Наличие на складе
 
 
Буровые установки
 
 
Буровое оборудование
 
 
Буровой инструмент
 
 
Запчасти к буровым установкам
 
 
Технология бурения скважин
 
 
Расчеты в бурении
 
 
Горные породы
 
 
Природные ресурсы
 
 
Техника для содержания скважин
 
 
Бурильно-крановые машины
 
 
Буровые вышки
 
 
Насосное оборудование
 
 
Оборудование водопонижения
 
 
Нефтегазопромысловое оборудование
 
 
Нефтегазопромысловая спецтехника
 
 
Горнодобывающее оборудование
 
 
Геофизическое оборудование
 
 
Геологоразведка
 
 
Добыча золота
 
 
Словарь
 
 
Реклама
 
 
Инженерно-геологические изыскания
 
 
Инженерно-геодезические изыскания
 
 
Учебные заведения
 
 
Дополнительное оборудование
 
 
Фотографии
 
 
Заказать буровое оборудование, станок СКБ 4
 
 
Карта сайта
 
 
{продукция}
{компания}

Расчет эксплуатационной колонны для газовой скважины

Пример расчета

Исходные данные. Скважина вертикальная добывающая; диаметр обсадной колонны d=177,8мм; диаметр ствола скважины D=215,9 мм; глубина спуска обсадной колонны h=2700м; плотность бурового раствора при вскрытии продуктивного пласта ρб.р= 1700кг/м .

Сведения о цементировании колонны: высота подъема цемента -до устья; плотность цементного раствора ρц.р=1930 кг/м3; глубина спуска промежуточной колонны hпр=2100м; интервал продуктивного пласта 2500-2700 м.

Давление в продуктивном пласте при вводе в эксплуатацию рпл=43 МПа; давление в колонне в конце эксплуатации ркон=1,0 МПа.
Относительная плотность природного газа по воздуху ρ =0,65; коэффициент сверхсжимаемости газа m=0,8. Температура у забоя 100 °С, у устья при эксплуатации 55 °С.

Испытание колонны на герметичность с водой в одни прием без пакера.

Интервал залегания высокопластичных глин 2200-2350 м; средняя плотность горных пород 2500 кг/м3.

Решение. Построение эпюры наружного давления.

Расчет наружного давления в характерных точках эпюры. В зацементированном интервале у устья рн.у =0, у кровли пластичных глин

на глубине 2200 м рн2200=1100·9,8·2200·10-6=23,7 Мпа,

в интервале залегания пластичных глин в кровле на глубине 2200 м р'н.2200г.пghкр=2500·9,8·2200·10-6=53,9МПа,

в подошве на глубине 2350 м  р'н.2350=2500·9,8·2350·10-6=57,6МПа.

Так как толщина пласта 150 м<200 м, принимается  рср=(53,9+57,6)/2≈55,8МПа.

В зацементированном интервале:

у подошвы глин на глубине 2350 м рн.2350=1100·9.8·2350·10-6=25,3 МПа;

у кровли газового пласта на глубине 2500 м рн.2500=1100·9,8·2500·10-6=27,0МПа.

В продуктивном пласте рн=43,0МПа.

Построение эпюры внутреннего давления.

Расчет внутреннего давления в колонне в характерных точках эпюры.

При завершении цементирования:

на устье скважины рв.у=(ρц.рб.р)gh=( 1930-1700)9,8·2700·10-6=6,1 Мпа

(буровой раствор использован в качестве продавочной жидкости); у забоя на глубине 2700 м

рв2700в.уб.рgh=6,1+1700·9,8·2700·10-6=6,1 +45,0=51,1 МПа.

Перед началом эксплуатации:

против интервала продуктивного пласта рвпл=43 МПа;

на устье pву=pплs

где S =-0,03415ρh/mT; Y - средняя абсолютная температура по стволу.

При опрессовке обсадной колонны с водой:

у устья роп.у=1.1рву=1,1·34,7=38,2МПа;

у забоя роп.зоп.увgh=38,2+1000·9,8·2700·10-6=38,2+26,5=64,7 Мпа.

При окончании добычи газа внутреннее давление рв= 1,0 МПа принимается постоянным по всей колонне.

Построение эпюры наружного избыточного давления.

Расчет наружного избыточного давления в характерных точках эпюры для самых неблагоприятных условий нагружения обсадной колонны, когда в конце эксплуатации внутреннее противодавление снизится до 10 МПа:

у устья рн.и.ун.ув.у=0 - 1,0= -1,0 МПа;

давление в интервале пластичных глин постоянно (рн.и=55,8-1,0=54,8 МПа) и распространяется на 50 м выше и ниже интервале глин, т.е. в интервале 2150-2400 м;

в зацементированном интервале на отметке 2150 м

рн.и=1100·9,8·2150·10-6-1,0=23,2-1,0=22.2 Мпа;

в зацементированном интервале на глубине 2400 м

рн.и=100·9,8·2400·10-6-1,0=23,2-1,0=22,2 Мпа;

в зацементированной части против продуктивного пласта и на 50 м т.выше его кровли, т.е. в интервале 2450-2700 м,

рн.и=43,0-1,0=42,0МПа.

Построение эпюры внутреннего избыточного давления.

Расчет внутреннего избыточного давления в характерных точках эпюры при опрессовке колонны, когда внутреннее давление максимально:

у устья

рв.и.уоп.ун=38,2-0=38,2МПа;

на глубине 2200 м против кровли глин

рв.н2200оп.увg2200·10-6-рн2200=38,2+1000·9.8-2200·10-6 - 23,7= =38,2+21,6 - 23,7=36,1 МПа;

на глубине 2200 м против пластичных глин

р'в.и2200=38,2+21,6-53,9=5,9 Мпа;

на глубине 2350 м против пластичных глин

рв.и2350=38,2+1000·9,8·2350·10-6-57,6=38,2+23,0-57,6=3,6МПа;  

на глубине 2350 м у подошвы пластичных глин

рв.и2350=38,2+1000·9.8·2350·10-6-25,3=38,2+23,0-25,3=35,9МПа;

рв.и2500=38,2+1000·9,8·2500·10-6-27,0=38,2+24,5-27,0=35,7МПа;

на глубине 2500 м в продуктивном пласте

р'в.т2500=38,2+24,5-43,0= 19,7МПа;

на глубине 2700 м в продуктивном пласте

рв.и2700=38,2+1000·9,8·2700·10-6-43,0=38,2+26,5-43,0=21,7МПа.

Выбор типа обсадных труб для комплектования эксплуатационной колонны.

Тип резьбовых соединений обсадных труб и уплотнительные материалы подбираются по табл. 10.2 по внутреннему избыточному давлению, превышающему 30 МПа. Принимаем трубы с трапецеидальной резьбой типа ОПТ и уплотнительный материал Р-2МВП, так как температура в скважине не превышает 100 °С.

Расчет эксплуатационной колонны на прочность.

Расчет начинается с самой нижней секции. Для нижней секции подбираются трубы по наибольшему наружному избыточному давлению с учетом коэффициента запаса прочности. Для интервала продуктивного пласта принимаем коэффициент запаса k3=l,3. Выбираем трубы ОТТГ из стали группы прочности Е с толщиной стенки 12,7 мм, ркр=58,7МПа>42,0-1,3=54,6МПа, рв=68,9МПа, [Ррас]=2285кН.

Длина 1-й секции l1=(2700-2500)+50=250м.

Вес 1-й секции Р1=0,515·250= 128,75кН.

Секция 2 располагается в интервале 2400-2450 м. На глубине 2450 м наружное избыточное давление по эпюре 35,8 МПа. Коэффициент запаса прочности k3 = 1,0. Выбираем трубы из стали группы прочности Д с толщиной стенки 11,5 мм-ркр=36,9 МПа, рв=42,9, [Ррас]= 1814кН.

Скорректированное критическое давление для труб секции 2 с учетом веса нижней секции

Так как 36,2 МПа>35,8 МПа, секцию 2 в интервале 2400-2450 м можно комплектовать трубами из стали Д с толщиной стенки 11,5 мм.

Длина 2-й секции l2=50м, вес Р2=0,473·50=23,65кН.

Суммарный вес двух секций Р1-2 = 128.75+ 23.65 = 152.4кН.

В интервале 2150-2400 м наружное избыточное давление рн.и=54,9МПа. Для этого интервала годятся трубы из стали группы прочности Л с толщиной стенки 11,5 мм - ркр=57,0 Мпа>54,9МПа.

Скорректированное значение критического давления для труб секции 3

где Рт3=3922кН.

Для комплектования секции 3 принимаем трубы из стали группы прочности Л с толщиной стенки 11,5 мм.

Длина секции 3 по протяженности интервала l3=2400-2150=250м, вес Р3=0,473-250=118,25кН.

Суммарный вес трех секций Р1-3=152,4+118,25=270,65кН.

На глубине 2150м избыточное наружное давление 22,2 МПа.

Для секции 4 выбираем трубы из стали группы прочности Д с толщиной стенки 9,2 мм -ркр=25,9МПа>22,2 МПа.

Скорректированное критическое давление для труб секции 4

Трубы ОТТГ-178 с толщиной стенки менее 9,2 мм не выпускаются, следовательно, до поверхности пока следует оставить трубы из стали группы прочности Д с толщиной стенки 9,2 мм.

Проверка нижнего конца секции 4 на растяжение. Допустимая нагрузка растяжения для труб секции 4 [Ррас]=1480кН. Весовая нагрузка от трех секций значительно ниже допустимой.

Проверка верхнего конца секции 4: вес Р4=q4l4=0,385·2150=827,75кН; суммарный вес четырех секций Р1-4=270,65+827,75= 1098,4кН; суммарный вес менее допустимой нагрузки растяжения.

Проверка труб секции на внутреннее избыточное давление: коэффициент запаса прочности на внутреннее давление k3=1,15;
внутреннее избыточное давление у нижнего конца секции 4

рв.и2150оп.у+1000·9,8·2150·10-6н=38,2+21,1-23,2=36,1 МПа.

Предельное внутреннее давление для труб ОТТГ-178 из стали группы прочности Д с толщиной стенки 9,2 мм рв=34,3 МПа.

С учетом коэффициента запаса прочности для труб исполнения А необходимы трубы с рв>1,15·36,1 =41,5МПа.

Для комплектования секции 4 по внутреннему давлению выбираем трубы из стали группы прочности Е с толщиной стенки 9,2 мм рв=49,9МПа и [Рв]=49,9/1,15=43,4МПа. Оно превышает давление на устье 38,2 МПа, создаваемое при опрессовке. Следовательно, для секции 4 подходят трубы из стали группы прочности Е с толщиной стенки 9,2 мм в интервале 0-2150 м.

Проверка труб секции 4 на растяжение: вес Р4=0,385·2150=827,75кН; суммарный вес четырех секций Р1-4=270,65+827,75= 1098кН; суммарная нагрузка растяжения для труб секции 4 [Ррас]=1676кН, вес обсадной колонны 1098,4 кН значительно меньше допустимой нагрузки.

Рассчитанная конструкция из четырех секций принимается следующей (табл. 10.5).

Таблица 10.5 Конструкция эксплуатационной колонны диаметром 177,8 мм из труб ОТТГ

Номер
секции
(снизу
вверх)

Интервал
установки,
м

Длина
секции,
м

Толщина
стенки,
мм

Группа
прочности
стали

Испол-
нение

Вес
секции,
кН

Нарас-
тающий
вес
колонны, кН

1

2700-
2450

250

12,7

Е

А

128,75

128,75

2

2450-
2400

50

11,5

Д

А

23,65

152,40

3

2400-
2150

250

11,5

Л

А

118,25

270,65

4

2150-0

2150

9,2

Е

А

827,75

1098,4

Торговый дом АУМАС