Раздел 7. Промывочные жидкости для строительства скважин (стр. 26 )

коэффициент запаса бурового раствора, принимаемый согласно [6] равным 1,5 в нормальных условиях бурения, и равным 2 в осложненных условиях (зоны возможных нефтегазопроявлений, вскрытие продуктивных горизонтов на вновь разбуриваемых площадях, бурение на газоконденсатных и газовых месторождениях, на месторождениях с АВПД или содержащих сероводород и другие токсичные соединения).

, м3

где объем скважины в конце i-го интервала бурения с промывкой данным типом бурового раствора, м3;

величина технологического интервала скважины, м;

значение диаметра (диаметров) ствола скважины i-го технологического интервала, м;

Di = ki·dн. дол , м

коэффициент кавернозности i-го интервала;

, м3

где объем бурового раствора теряемого безвозвратно в процессе бурения при поглощении, в очистных устройствах со шламом и т. д., м3;

норма расхода бурового раствора на 1 м проходки i-го интервала в зависимости от скорости бурения, диаметра скважины, условий бурения, качества раствора и т. д., принимается согласно местным нормам по УБР или согласно таблице 7.5 [5].

Таблица 7.5. Норма расхода бурового раствора на метр проходки

Диаметр долота, м	Норма расхода бурового раствора на метр проходки, м3/м
0,3973	0,47
0,2953	0,25
0,2699	0,20

В третьем варианте типа бурового раствора обязательно предусмотреть 2-3 интервала расчета объема бурового раствора, получаемого самозамесом при разбуривании глинистых пачек разреза.

Объем глины Vгл переходящей в буровой раствор в процессе разбуривания глинистой пачки, залегающей во вскрываемом скважиной геологическом разрезе, рассчитывается по формуле [5]:

, м3

где dс – диаметр открытого ствола скважины, м;

h – мощность глинистой пачки, подлежащей разбуриванию, м.

Если глинистых пачек несколько, их объемы суммируются.

Массу чистой глины Мгл, подлежащей разбуриванию (за вычетом содержащихся в ней песка и других примесей), определяют по формуле [5]:

, кг

где Пг – содержание песка и других примесей в глиноматериале, %.

Объем глинистого раствора Vг. р, получаемого самозамесом, определяется по формуле:

, м3

Объем воды, необходимый для глинистого раствора, определяется по формуле:

, м3

Полученные объемы растворов самозамесом сравнивают с необходимыми объемами буровых растворов для этих интервалов, если:

1) Vсамозам › Vнеобх , то излишек раствора сбрасывают в систему очистки;

2) Vсамозам ‹ Vнеобх , то недостающий объем раствора готовят как обычно, рассчитывая количество глинопорошка, воды и т. д.

Значения V определяются для каждого типа бурового раствора всех предлагаемых в проекте вариантов с учетом буровых растворов, применявшиеся при бурении верхних интервалов ствола скважины.

Затем определяют потребное количество материалов для приготовления растворов проектируемого типа для каждого варианта. Если применяют глинистый раствор, то количество глинопорошка определяют по формуле [5]:

, кг

где количество глинопорошка, необходимое для приготовления 1м3 глинистого раствора необходимой плотности, кг/м3;

, кг/м3

где - плотность сухого глинопорошка, которую можно применять по ТУ 39-044-74 и ГОСТ 25795-83 (ориентировочно =2700 кг/м3);

требуемая плотность бурового раствора, кг/м3;

кг/м3 плотность воды, взятой для приготовления раствора;

влажность глинопорошка.

Для уменьшения содержания твердой (коллоидной) фазы в глинистом растворе первоначально плотность стандартного глинистого раствора необходимо принимать 1060 кг/м3 для глинопорошка 1 сорта, 1080 кг/м3 – для 2 сорта, 1100 кг/м3 – для 3 и 4 сортов (ТУ 39-044-74). Если требуется применение, кроме бентонитовых, других типов глинистых растворов, то стандартный глинистый раствор подбирают по ГОСТ 25795-83. Затем плотность стандартного глинистого раствора доводят до требуемых значений за счет ввода утяжелителя. Для вариантов растворов, требующих уменьшения ингибированных систем, следует учесть увеличение плотности раствора при растворении ингибитора. Если раствор частично или полностью нарабатывается за счет разбуриваемых пород разреза, то необходимо пользоваться методикой расчета.

Количество утяжелителя, вводимого в обрабатываемый раствор, определяется по формуле:

, кг

где qу – количество утяжелителя, необходимое для утяжеления 1 м3 бурового раствора до заданной плотности;

, кг/м3

где ρур – заданная плотность утяжеленного бурового раствора, кг/м3;

ρу – плотность сухого утяжелителя, кг/м3;

ρир – плотность исходного (обрабатываемого0 раствора, кг/м3;

ρв – плотность воды, кг/м3;

mу – влажность утяжелителя, (ориентировочно 0,02-0,05).

Количество воды, необходимое для приготовления заданного объема V бурового раствора, рассчитываем по формуле:

, м3

где количество воды для приготовления 1м3 бурового раствора,

кг/м3.

, м3

Количество каждого вида химического реагента, необходимого для обработки объема V бурового раствора находим по формуле:

, м3

где С – объемная концентрация реагента в буровом растворе, %.

Чаще концентрация химических реагентов задается по весу от объема обрабатываемого раствора. В этом случае количество вводимого в раствор реагента по массе определяется по формуле:

, кг

где концентрация химического реагента в весовых процентах.

Количество химреагента, необходимого для обработки раствора, определяется по формуле:

7.7.  Выбор и обоснование технологии приготовления и химической

обработки промывочной жидкости

Выбор и обоснование технологии приготовления и химической обработки промывочной жидкости начинается с подробного описания применяемой циркуляционной системы и ее схематического изображения на рисунке. Далее подробно излагается порядок ввода в циркулирующий раствор каждого компонента раствора и химического реагента [4], обосновывается хранение необходимых объемов (запасного и основного) бурового раствора и химических реагентов.

Продолжительность одного цикла циркуляции бурового раствора (t) в с определяется по формуле:

где Q – объемный расход буровогораствора (произвоительность буровых насосов), м3/с.

Скорость подачи химреагента (V) в м3/с в буровой раствор определяют по формуле:

где Схр – добавка реагента по массе (или объему для жидких реагентов) от

объема бурового раствора, %;

b – количество циклов циркуляции, в течение которых должна быть произведена химическая обработка бурового раствора.

Выбор оборудования для приготовления бурового раствора и очистка его от выбуренной породы осуществляется в следующем порядке. Например, если требуемая масса глиносырья (глинопорошка) не превышает 20 т, а утяжелит, возможен выбор смесителей эжекторного типа производительностью до 70 м3/ч, или проектируется применение блока приготовления раствора типа БПР производительностью до 60 м3/ч.

Если расход глинопорошка и утяжелителя больше указанных величин, то применяют блоки БПР. В случае применения соленых или засолоненных глинистых растворов при массе соли до 50 т дополнительно выбирается гидромониторные смесители типа ГСТ производительностью до 40 м3 и установка УПР-Р2 производительностью до 80 м3/ч. Зачастую этого оборудования, вместе с блоком хранения бурового раствора путем его химической обработки. Выбор оборудования для очистки бурового раствора осуществляется согласно [4], при этом необходимый состав его с ростом глубины скважины, как правило, изменяется. При окончательном выборе оборудования следует учесть время бурения и мощность разбуриваемых пород различного литологического состава с промывкой буровыми растворами различного типа. Как правило, рекомендуется к применению лишь те средства, которые необходимы при бурении значительной части ствола скважины (10% и более).

При наличии в разрезе скважины газоносных пластов, вскрываемых на буровом растворе плотностью более 1600 кг/м3, в состав оборудования для очистки бурового раствора дополнительно следует включать дегазаторы.

Количество средств очистки бурового раствора от шлама определяют по формуле:

где Q – производительность буровых насосов, м3/с;

q – пропускная способность оборудования, м3/с.

Пропускную способность оборудования принимают равной для вибросита – 0,06 м3/с, для пескоотделителя 1ПКГ и системы ЦСГО – 0,05 м3/с. Остальные средства очистки могут работать периодически и используются в количестве 1 шт.