Главная Случайная страница



Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать неотразимый комплимент Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника







Расчеты при опробовании перспективных горизонтов в процессе бурения





Для опробования перспективных горизонтов в процессе бурения глубоких скважин на жидкие и газообразные полезные ископаемые, пока приствольная зона объекта еще существенно не загрязнена, при­меняют комплекты испытательного инструмента, позволяющие прово­дить одноцикловое и многоцикловое испытание скважин.

Под испытанием пласта понимается комплекс работ, обеспечи­вающий вызов притока, отбор проб пластовой жидкости и газа, выявле­ние нефтегазосодержания пласта, определение основных гидродинами­ческих параметров пласта.

Для герметичного перекрытия кольцевого пространства ствола скважины и изоляции испытываемого пласта от остальной части ствола предназначены пакеры с металлической опорой.

Надежность пакеровки прежде всего определяется правильным выбором диаметра пакерующего элемента.

Диаметр резинового элемента механического пакера

 

dp.n=(0,85÷0,9)Dc, (17)

 

где Dc- диаметр скважины в месте установки пакера, м.

Проходимость пакера по стволу скважины и надежность пакеровки при испытании характеризуется коэффициентом пакеровки.

(18)

 

Минимальные значения kn, при которых обеспечивается надежная пакеровка в зависимости от устанавливаемых перепадов давления на пакер, приведены ниже.

 

Перепад давления на пакер, МПа <16 16-25 >25
Коэффициент пакеровки 1,08-1,10 1,10-1,12 1,12-1,14
Характеристика работы пакера Повышенная устойчивость Средняя устойчивость, проходимость Повышенная проходимость

 

Выбор диаметра пакера рекомендуется производить в соответст­вии с данными табл. 6, в которой приведены диаметры резиновых элементов в зависимости от диаметра необсаженной скважины в интер­вале установки пакера и численные значения пакеровки.

При выборе интервала испытания следует стремиться к тому, что­бы вся эффективная мощность проницаемой части пласта, найденной по результатам геолого-геофизических исследований, находилась в преде­лах интервала между пакером и забоем скважины.



Нагрузка, необходимая для пакеровки, определяется по формуле

 

(19)

 

где Еу- модуль упругости резины, Еу =9,4 МПа; S0- площадь сечения резинового элемента пакера до деформации; кп- коэффициент пакеров­ки.

Депрессия, создаваемая для получения притока пластовой жидко­сти при первичном вскрытии перспективного горизонта

 

Рдеп≥3(ρб.рgzплпл) (20)

 

которая во избежание разрушения объекта испытания должна удовлетворять условию

 

Рдеп<0,5[δсж- 2(ρr.n.gzпл- pпл)] (21)

 

где (δcж - прочность породы при одноосном сжатии, Па; ρr.n.- объемная плотность вышележащей толщи пород, кг/м3.

Глубина заполнения жидкостью, необходимой для создания де­прессии плотностью рж≤ρб.р:

 

zж=zпл-(ρплдеп)/ρжg (22)

 

В начальный момент опробования избыточное наружное давление, действующее на пластоиспытатель и пакер достигает максимума

 

ρH.H6.pgzн.пжg(zн.п- zж) (23)

 

где zн.п- глубина установки испытателя пластов.

Если один пакер не способен воспринимать такой перепад давле­ний, то устанавливают последовательно два пакера.

Необходимую величину осевой сжимающей нагрузки Gc.n. (кН) целесообразно создавать за счет веса секции УБТ, длина которого опреде­ляется по формуле (4).

Во время пакеровки и опробования объекта хвостовик, располо­женный ниже пакера, испытывает осевое сжатие от действия трех сил: от осевой сжимающей нагрузки Gc.n., гидравлической нагрузки Gc.r., возникающей при открытии главного клапана пластоиспытателя, и си­лы трения Fтрпакера о стенки скважины.

Действующая на хвостовик в начальный момент сжимающая (ста­тическая) GCTнагрузка может быть определена по номограмме [7], при­веденной на рис. 4 (на ней приведен пример пользования номограм­мой: Dc=240 мм; dшт=90 мм; Δр=20МПа; GCT=780 кН).

 

 

4000 3000 2000 1000 Gст, кН 100 200 300 400 dc,мм

 

Рис. 4. Номограмма для определения статической нагрузки на хвостовик.

Расчет максимально допустимых сжимающих нагрузок на хвосто­вик осуществляется по формуле [7]

 

Gкр=S[δт-5,04(dc-dт) /W] (24)

 

где δт - предел текучести материала труб, Па; S - площадь поперечного сечения хвостовика, м2; dc, dтсоответственно диаметры скважины и хвостовика, м; q- вес 1 м хвостовика, Н; W- момент сопротивления сечения хвостовика, м3.

Гидравлическая нагрузка приближенно рассчитывается по формуле

 

Pг≈(Sc-Sx)[ρ6.pgzпакжg(zпак-zж)] (25)

 

где Sc, Sx- соответственно площадь поперечного сечения скважины в месте пакеровки и площадь сечения хвостовика, м2; zпак - глубина уста­новки пакера, м

Силу трения можно оценить по следующей формуле (П.С. Лап­шин, 1974)

 

Ртр=kтрμтрри.нπdchp.n(d2p.n-d2ш)/(d2c-d2шт) (26)

 

где ктр - опытный коэффициент, ктр≈0,2; μтр - коэффициент трения рези­нового элемента о стенки скважины, μтр=0,1; hp.n - высота резинового элемента пакера, м; dшт- диаметр штока пакера, м.



Напряжения изгиба в хвостовике можно оценить по формуле [7]

δн=5,04(dc-dx) (27)

 

где dx- наружный диаметр хвостовика, м; lx- момент инерции сечения хвостовика, м4; Wx- момент сопротивления того же сечения, м3; qx-масса 1м хвостовика, кг.

Дополнительные сжимающие температурные напряжения в хво­стовике на время опробования

δm=atEAt, (28)

 

где at- температурный коэффициент линейного расширения хвостови­ка, K-1.

Поправка, учитывающая влияние температуры на модуль упруго­сти,

E=E20kE(t3-20) (29)

 

и предел текучести материала хвостовика

δт=(δт)20 - Kδ(t3-20), (30)

 

где Е20 и т)20 - модуль упругости и предел текучести при температуре 20 °С, приводимые в справочной литературе; кЕ и кδ - температурные поправки, МПа/К, для стали kЕ≈70 МПа/К и кδ ≈0,47 МПа/К.

Условие прочности хвостовика при сжатии

 

δт≥kзzut) (31)

 

где δz - напряжение осевого сжатия, Па, δz=(Pc.n+Pг+Pтp)/Sx (собствен­ным весом хвостовика за малостью обычно пренебрегают); kз =1,3 - ко­эффициент запаса прочности.

Дополнительная ударная нагрузка, действующая в момент откры­тия главного клапана пластоиспытателя из-за резкого снижения давле­ния в подпакерной зоне.

 

Pyд=(Pcn+Pг) , (32)

 

где hпр - высота столба бурового раствора, эквивалентная по создавае­мому давлению высоте столба жидкости в бурильных трубах, м,

hпр = (zпак - zжжб.р (33)

d0- диаметр отверстия в штуцере пластоиспытателя, м; μш- коэффициент расхода штуцера, μш=0,6÷0,65; lk- длина хвостовика, м.

Условия прочности по ударной нагрузке

Руд<[Р]уд, (34)

 

где [Р]уд - допустимая ударная нагрузка, Н;

[Р]уд=kбkудSxти-δ׳x) (35)

 

kуд - коэффициент, учитывающий возрастание предела текучести хвостовика при динамическом нагружении по сравнению со статиче­ским, kуд=2÷2,34,

δ'z=Pсп/Sx (36)

 

При проведения операций с испытателем пластов бурильные тру­бы испытывают различные нагрузки: растягивающие усилия при спуске и подъеме инструмента; сжимающие усилия при нагружении пакера и открытии испытателя пластов; внешние сминающие давления при ис­пытании неглубоких скважин; дополнительные напряжения кручения при вращении бурильной колонны (при смене позиций запорного кла­пана), увеличивающиеся с глубиной; растягивающие осевые и сжи­мающие радиальные нагрузки при срыве пакера, которые могут дости­гать опасных значений.








Date: 2015-10-19; view: 939; Нарушение авторских прав



mydocx.ru - 2015-2021 year. (0.03 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию