Расчет количества бурового раствора

Количество бурового раствора (в м3), требуемое для бурения геологоразведочной скважины в нормальных условиях, можно определить из выражения

V_P = 2V_c+V_o.c+n²_cV_c        (7.1)

где V_с - объем скважины заданной проектной глубины, м3; 2 - числовой коэффициент, учитывающий запас промывочной жидкости на буровой; V_о.с - объем очистной системы (объем желобной системы, очистных и приемных емкостей), принимаемый в зависимости от геологических условий и глубины скважины равным 3-8 м3; n_с=2÷3 - частота смены промывочной жидкости (при бурении в глинистых и малопрочных породах промывочную жидкость можно заменять и чаще).

При бурении в условиях поглощения промывочной жидкости

V' = V_p+V_п     (7.2)

V_п - потери промывочной жидкости, принимаемые равными 3-6% от объема скважины).

На основании обобщения и анализа большого числа фактических данных А.М.Яковлев предлагает необходимый объем промывочной жидкости (в м3) при колонковом бурении рассчитывать по формуле

V_p=k_cV'_pL_ε      (7.3)

где V'_p=(4,71÷6,28)D2 - расход промывочной жидкости на 1 м бурения скважины диаметром D, м3; L_ε - общий объем бурения с применением промывочной жидкости, м; k_с - коэффициент сложности, учитывающий различные геологические условия; для групп сложности I, II, III и IV устанавливаемых опытным путем значения k_с соответственно равны 1;2;4; более 5,5.

При бурении с промывкой глинистым раствором потребное количество глины в т может быть рассчитано (если известны плотность глины и плотность раствора) по формуле

G_г=q_гV_p              (7.4)

где q_г - расход глины на 1 м3 раствора, т.

Масса глины m_г для приготовления 1 м3 бурового раствора (в кг) с учетом влажности W

                (7.5)

где ρ_г - плотность глины, ρ_г=2300÷2600, кг/м3; ρ_в - плотность воды, ρ_в=1000 кг/м3; ρ_б.р - плотность бурового раствора, кг/м3; W - влажность глины, доли единицы. Для инженерных расчетов принимается W=0,05-0,1.

Объем бурового раствора для глубокого бурения скважины на нефть и газ

V_б.р=V₁+V₂+V₃+K₃V₄                         (7.6)

где V₁ - объем приемных емкостей буровых насосов, V₁=10÷40 м3; V₂ -объем циркуляционной желобной системы, V₂=4÷7м3; V₃ - требуемый объем бурового раствора, необходимый для механического бурения, м3

V₃=n₁L₁+n₂L₂+...+n_nL_n               (7.7)

V₄ - объем скважины, м3; K₃=2 - коэффициент запаса; L₁, L₂...,L_n - длины интервалов одного диаметра, м; n₁, n₂,...,n_n - нормы расхода бурового раствора на 1 м проходки, м в зависимости от вида обсадной колонны, под которую ведется бурение, приводятся ниже

Направление	2,76
Кондуктор	2,53
Промежуточная	1,0
Хвостовик (потайная)	0,53
Эксплуатационная	0,32

Пример 7.1 Скважину глубиной z=620м предполагается бурить в сложных геологических условиях при наличии в разрезе зон поглощений промывочной жидкости. Конструкция скважины: обсадная колонна диаметром D_ок= 127мм спускается на глубину z₁=300 м; открытый ствол диаметром d₁=112мм в интервале 300 - 520 м и диаметром d₂=93мм в интервале 520 - 620 м. Определить требуемое для бурения данной скважины количество промывочной жидкости.

Решение. Объем скважины находим по формуле

где d_ок = 117мм - внутренний диаметр обсадных труб; z₂ и z₁ по условию задачи соответственно равны 220 и 100 м.

Принимаем V_oc=6м3; n_с=2; V_п=1,04·V_c. Подставляя данные в выражения (7.1) и (7.2) получаем:

V_p = 2·6·6·22·6 = 42м3; V_p' =42+1,04·6 = 48.24м3