Согласно "Правилам безопасности в нефтяной и газовой промышленности" действующим с 1998 года давление столба промывочной жидкости должно превышать Рпл на глубине 0 - 1200 метров на 10 - 15%, но не более 1,5 МПа, на глубине 1200 - 2500 м на 7 - 10%, но не более 2,5 МПа, на глубине 2500 - 2850 м на 7 - 4%, но не более 3,5 МПа (по вертикали). Пластовое давление рассчитывается по формуле:
Рпл =grad Рпл ·Н МПа, (2.25)
где grad Рпл - градиент пластового давления в интервале, МПа/м;
Н - глубина интервала, м. Удельный вес бурового раствора, исходя из пластового давления, определяется по формуле:
qБР=Рпл/g·Н+ (0,1…0,15) · Рпл/g·Н Н/см3, (2.26)
где g - ускорение свободного падения, м/с2; g=9,8 м/с2
0,1…1,5 - необходимое превышение гидростатического давления над пластовым.
Величина статистического напряжения сдвига через 10 минут определяется по формуле:
СНС10 >5· (2-exp (-110·d)) ·d· (qП-qБР) дПа, (2.27)
где d- диаметр частицы шлама, м;
qП - удельный вес горной породы, Н/см3.
Величина статистического напряжения сдвига через 1 минуту определяется по формуле:
СНС1 > (d· (qП-qБР) ·g·К) /6 дПа, (2.28)
где К -коэффициент, учитывающий реальную форму частицы шлама, принимаем К=1,5.
Условная вязкость по рекомендации ВНИИКр нефти определяется как:
УВ< 21· qБР·10-4сек. (2.29)
Показатель водоотдачи по рекомендации ВНИИКр нефти определяется как:
Ф< (6·104/ qБР) +3 см3/30 мин. (2.30)
При бурении под кондуктор удельный вес бурового раствора на интервале 0 - 600 м (по вертикали), имея grad Рпл=0,01 (табл.1.4), по (2.26) составит:
qБР=0,01·600 /9,8·600+ (0,1…0,15) · 0,01·600 /9,8·600=1,12…1,18·104 Н/см3.
Так как породы в этом интервале склонны к осыпям и обвалам, то принимаем дельный вес бурового раствора 1,18·104 Н/см3.
Величина статистического напряжения сдвига через 10 минут при бурении под кондуктор на интервале 0 - 600 м, имея qП=2,4·104 Н/см3 и d =8·10-3м, по (2.27) составит:
СНС10 >5· (2-exp (-110·5·10-3)) ·8·10-3 · (2,4-1,18) ·104=40 дПа.
Величина статистического напряжения сдвига через 1 минуту при бурении под кондуктор на интервале 0 - 600 м по формуле (2.28) составит:
СНС1 > (8·10-3 · (2,4-1,18) ·104·9,8·1,5) /6=20 дПа.
Условная вязкость при бурении под кондуктор на интервале 0 - 600 м по формуле (2.29) составит:
УВ< 21·1,18·104 ·10-4=25сек.
Показатель водоотдачи при бурении под кондуктор на интервале 0 - 600 м по формуле (2.30) составит:
Ф< (6·104/ 1,18·104) +3=8 см3/30 мин.
Примем значение показателя водоотдачи Ф=8 см3/30 мин.
При бурении под эксплуатационную колонну удельный вес бурового раствора на интервале 600 - 1200 м при grad Рпл=0,01, по формуле (2.26) составит:
qБР=0,01·1200 /9,8·1200+ (0,1…1,5) · 0,01·1200 /9,8·1200=1,12…1,18·104 Н/см3.
Принимаем удельный вес бурового раствора при бурении на интервале 600 - 1200 м равный 1,12·104 Н/см3, так как приняв минимально допустимый удельный вес увеличивается механическая скорость при турбинном способе бурения.
При бурении под эксплуатационную колонну удельный вес бурового раствора на интервале 1200 - 2500 м при grad Рпл=0,01, по формуле (2.26) составит:
qБР=0,01·1200 /9,8·2500+ (0,1…0,07) · 0,01·1200 /9,8·2500=1,09…1,12·104 Н/см3.
Принимаем дельный вес бурового раствора при бурении на интервале 1200 - 2500 м равный 1,12·104 Н/см3, так как на интервале возможны прихваты и осыпи стенок скважины.
Величина статистического напряжения сдвига через 10 минут при бурении под эксплуатационную колонну на интервале 600 - 2500 м при qП=2,4·104 Н/см3 и d =3·10-3м, по форм. (2.27) составит:
СНС10 >5· (2-exp (-110·5·10-3)) ·3·10-3 · (2,4-1,12) ·104=20 дПа.
Величина статистического напряжения сдвига через 1 минуту при бурении под эксплуатационную колонну на интервале 600 - 2500 м по формуле (2.28) составит:
СНС1 > (3·10-3 · (2,4-1,12) ·104·9,8·1,5) /6=10 дПа.
Условная вязкость при бурении под эксплуатационную колонну на интервале 600 - 2500 м по формуле (2.29) составит:
УВ< 21·1,12·104 ·10-4=24сек.
Показатель водоотдачи при бурении под эксплуатационную колонну на интервале 600 - 2500 м по формуле (2.30) составит:
Ф< (6·104/ 1,12·104) +3=8 см3/30 мин.
Примем значение показателя водоотдачи Ф=8 см3/30 мин.
При бурении под эксплуатационную колонну удельный вес бурового раствора на интервале 2500 - 2830 м, имея grad Рпл=0,0102, по формуле (2.26) составит:
qБР=0,0102·2830/9,8·2830+
(0,04…0,07) ·0,0101·2830/9,8·2830=1,08…1,1·104 Н/см3.
Так как на этом интервале вскрывается продуктивный нефтеносный пласт, то принимаем дельный вес бурового раствора 1,08·104 Н/см3.
Величина статистического напряжения сдвига через 10 минут при бурении под эксплуатационную колонну на интервале 2500 - 2830 м, имея qП=2,4·104 Н/см3 и d =3·10-3м;, по формуле (2.27) составит:
СНС10 >5· (2-exp (-110·5·10-3)) ·3·10-3 · (2,4-1,08) ·104=20 дПа.
Величина статистического напряжения сдвига через 1 минуту при бурении под эксплуатационную колонну на интервале 2500 - 2830 м по формуле (2.28) составит:
СНС1 > (3·10-3 · (2,4-1,08) ·104·9,8·1,5) /6=10 дПа.
Условная вязкость при бурении под эксплуатационную колонну на интервале 2500 - 2830 м по формуле (2.29) составит:
УВ< 21·1,08·104 ·10-4=23сек.
Показатель водоотдачи при бурении под эксплуатационную колонну на интервале 2500 - 2830 м по формуле (2.30) составит:
Ф< (6·104/ 1,08·104) +3=8 см3/30 мин.
Примем значение показателя водоотдачи Ф=6…4 см3/30 мин.
Уровень рН по всем интервалам принимаем равный 8, так как применяемый комплекс химреагентов обеспечивает стабильную работу при уровне рН>8.
Показатель содержания песка, исходя из опыта бурения скважин на данной площади, по всем интервалам принимаем равный 1%.
Так как проектируемая скважина является наклонно направленной, то проектируемые параметры бурового раствора представлены по длине ствола и сведены в табл.2.6
Таблица 2.6 Параметры бурового раствора на интервалах бурения
| Интервал бурения, м | Удельный вес, 104 Н/см3 | СНС10 дПа | СНС1 дПа | Условная вязкость, сек | Показатель фильтрации, см3/30 мин | рН | П,% | |
| от | до | |||||||
| 0 | 650 | 1,18 | 40 | 20 | 25 | 8 | 8 | 1 |
| 650 | 2650 | 1,12 | 20 | 10 | 24 | 8 | 8 | 1 |
| 2650 | 3105 | 1,08 | 20 | 10 | 23 | 6 - 4 | 8 | 1 |
Расход промывочной жидкости должен обеспечить:
эффективную очистку забоя скважины от шлама;
транспортирование шлама на поверхность без аккумуляции его в кольцевом пространстве между бурильными трубами и стенками скважины;
нормальную (устойчивую) работу забойного двигателя;
сохранение целостности и нормального диаметра ствола скважины (предупреждение эрозии стенок скважины и гидроразрыва пород).
Расчет расхода промывочной жидкости для эффективности очистки забоя скважины делается по формуле:
Q=К· SЗАБ л/сек, (2.31)
где
К - коэффициент удельного расхода жидкости равный 0,3…0,65 м3/сек на 1 м2 забоя, принимается К=0,65;
SЗАБ - площадь забоя м2, определяется по формуле:
SЗАБ =0,785·ДД2 м2. (2.32)
При бурении под кондуктор долотом диаметром 0,2953 м по формуле (2.31):
Q=0,65·0,785·0,29532 =0,044 м3/сек.
При бурении эксплуатационную колонну долотом диаметром 0,2159 м по формуле (2.31):
Q=0,65·0,785·0,21592 =0,023 м3/сек.
Расчет расхода промывочной жидкости по скорости восходящего потока определяется по формуле:
Q=VВОСХ·SКП м3/сек, (2.33)
где VВОСХ - скорость восходящего потока; рекомендуемая скорость согласно промысловой классификации горных пород находится в пределах: М=0,9…1,3 м/сек, С=0,7…0,9 м/сек.
SКП - площадь кольцевого пространства, м2, которая рассчитывается по формуле:
SКП =0,785· (ДД2 - dБТ2) м2, (2.34)
где dБТ - диаметр бурильных труб, м2; принимаем dБТ =0,147 метра.
При бурении под кондуктор долотом диаметром 0,2953 м принимаем VВОСХ =0,9 согласно промысловой классификации, по формуле (2.33):
Q=0,9·0,785· (0,29532 - 0,1472) =0,046 м3/сек.