Кондуктор (глубина 650 метров).

Расход жидкости цементировочного агрегата 15,1 л/с.

Плотность нижней порции раствора

Плотность верхней порции раствора

Расчет скорости восходящего потока.

Площадь кольцевого затрубного пространства определяем следующим образом:

Определяем давление гидроразрыва пласта на глубине 650 м.

Далее определяем давление цементного раствора на этой же глубине самой высокой плотности:

Определяем гидравлические потери

Общее давление в результате цементирования на глубине 650 метров складывается из фактического верхнего и нижнего и гидравлических потерь.

В нашем случае одна порция верхняя.

Далее определяем коэффициент безопасности:

Это меньше чем 0,95 следовательно мы имеем нормальные условия цементирования.

Эксплуатационная колонна (глубина 2960 метров).

Расход жидкости цементировочного агрегата 15,1 л/с.

Плотность нижней порции раствора

Плотность верхней порции раствора

Расчет скорости восходящего потока.

Площадь кольцевого затрубного пространства определяем следующим образом:

Определяем давление гидроразрыва пласта на глубине 2960 м.

Далее определяем давление цементного раствора на этой же глубине самой высокой плотности:

Это значительно выше, чем пластовое, следовательно, необходимо выбрать плотность ниже.

Выбрав даже самую низкую плотность цементировочного раствора, мы получаем высокое давление, которое не позволит нам зацементировать эксплуатационную колонну без ГРП. Таким образом, необходимо применить следующие меры.

Есть два решения этой проблемы:

1. Цементирование колонны не до устья.

2. Двухступенчатое цементирование.

1. Цементируем эксплуатационную колонну не до устья, а на глубине выше башмака кондуктора на 150 метров. Таким образом, интервал цементирования эксплуатационной колонны будет следующим 500-2960 метров. Так же необходимо учитывать, что бы порция тяжелого цементного раствора находилась над нефтеносными пластами 150 метров. Для более качественного цементирования.

В нашем случае, в таблице 2.5. указана нефтегазоводоносность разреза скважины верхий продуктивный слой 2610-2670 м. Т.е. необходимо поднять уровень тяжелого цементного раствора до глубины 2610-150=2610 м.

Эксплуатационная колонная имеет глубину 2960 метров.

Разделим этот интервал на две порции цементного раствора и третью порцию продавочной жидкости.
1960-2960 тяжелый

500-1960 легкий

0-500 продавочная жидкость

Фактическое давление создаваемое продавочной жидкостью:

Фактическое давление создаваемое верхней порцией цемента:

Фактическое давление создаваемое нижней порцией цемента:

Определяем гидравлические потери

Для начала определим среднюю плотность раствора.

Определяем коэффициент безопасности:

Это больше чем 0,95 следовательно мы имеем осложненные условия цементирования. Следовательно, стоит применить двухступенчатое цементирование.

2. Двухступенчатое цементирование.

Выполняется в два этапа, первый цементируют нижнюю часть колонны, потом верхнюю. Происходит это за счет муфты цементирования, которая работает как клапан, в который попадает шарик и закрывает канал в нижнюю часть колонны, а по периметру открываются специальные окна цементировочной муфты через которые цементный раствор поднимается вверх до устья.

Для начала необходимо определить, в каком месте мы установим это муфту. Именно от места её установки будет зависеть, насколько качественно мы зацементируем скважину.

Для начала стоит проанализировать таблицу нефтеносности 2.5. В ней мы видим верхний нефтеносный юрский пласт 2610-2670 метров. Именно этот интервал нам необходимо перекрыть как можно плотным цементным раствором. Обычно выбирают ещё 150 метров над кровлей продуктивного пласта. Мы выберем чуть более. Установим муфту цементирования на глубине 1960 метров.

Теперь необходимо проверить сможем ли мы зацементировать колонну без ГРП.
Расчет нижней ступени цементирования(1960-2960 метров).

Давление нижнее (цементным раствором).

Давление верхнее (продавочным раствором).

Полное давление определяется по формуле:

Определяем гидравлические потери

Для начала определим среднюю плотность раствора.

Определяем коэффициент безопасности:

Это меньше чем 0,95 следовательно мы имеем нормальные условия цементирования.

Расчет верхней ступени цементирования (0-1960 метров).

Определяем коэффициент безопасности:

Это меньше чем 0,95 следовательно мы имеем нормальные условия цементирования.

Таким образом, мы определили интервалы двухступенчатого цементирования. Но двухступенчатое цементирование всегда имеет большую вероятность неудачного цементирования. Потому что муфта которая устанавливается на глубине должна сработать без проблем, проблема может возникнуть в том, что окошки на муфте попросту не откроются. В реальности стараются избегать двухступенчатого цементирования, слишком велики риски. Даже если окошки у муфты откроются, там вступает следующая сложность. Мы от забоя продавливаем раствор, он проходит через окошки и поднимается до устья, но когда он выходит из окошек, он образует язык, а это уже является большим недостатком. Цемент будет подниматься по языку. В итоге мы получим не качественное цементирование (см. рис. 3).

Рисунок 3. Схема образования цементировочных языков в результате двухступенчатого цементирования.