Пиши Дома Нужные Работы

Обратная связь

II. Пример расчета эксплуатационной колонны для газовой скважины

Задача 2. Рассчитать эксплуатационную колонну диаметром 168 мм для газовой скважины при следующих условиях: L = 2500 м; h = 0; рпл = 30 МПа (период ввода скважины в эксплуатацию).

рпл = 1,0 МПа (при окончании эксплуатации); ρб.р = 1,45 г/см3; ρц.р = 1,8 г/см3; ρо.ж = 1,0 г/см3; Т3 = 363 К; Ту = 323 К; Тср = 343 К; ρг.отн = 0,6; m = 0,8; k = 0,25.

Зона эксплуатационного объекта 2500 – 2200 м; породы неустойчивые.

Решение:По рис. 1 выбираем расчетную схему V.

Определяем избыточное наружное давления в точках:

1: z = 0; рН.иz = 0;

2: z = 2500 м;

Строим эпюру АВ (рис. 3, а).

Определяем избыточные внутренние давления в точках:

а: z = 0; рв.иz = 1,1ру или рв.иz = роп

По табл. 2 роп = 9 МПа

;

 

Рис. 3

Так как 27,5>9,0, принимаем рв.иz = 27,5 МПа.

б: z = 2500 м;

Строим эпюру АВ (рис. 3, б).

Определяем величину nкр×рН.иL в зоне эксплуатационного объекта, для которого nкр = 1,3:1,3∙33=42,9 МПа.

Такому давлению соответствуют трубы группы прочности К с δ=11 мм, для которых ркр = 43,8 МПа (табл. 3). Учитывая небольшую длину интервала эксплуатационного объекта, принимаем l1=300 м.

Вес 1-й секции Q1 = 130500 Н = 0,1305 МН (табл. 7).

Находим внутреннее избыточное давление на глубине

L-l1 = 2500-300=2200 м по эпюре (рис. 3, б): рв.иz = 8,2 МПа. В соответствии с табл. 2 эта величина должна быть не менее 9 МПа.

Определяем коэффициент запаса прочности на внутреннее давление для труб δ=11 мм из стали группы прочности К.

Для труб 2-й секции наружное избыточное давление на глубине 2200 м по эпюре (рис. 3) составляет рв.иz=29 МПа. Этому давлению соответствуют трубы группы прочности Д с δ=10 мм, для которых ркр=30 МПа (табл. 3) и рвд = 39,5 МПа (табл. 6).

Для 3-й секции берем трубы группы прочности Д с δ=9 мм (ркр=25,1 МПа; рвд=35,6 МПа). По этой эпюре (рис. 3, а) находим, что допустимая глубина спуска труб с δ=9 мм составляет lдоп9Д=1865 м.



Тогда длина 2-й секции (δ=10 мм)

м.

Вес 2-й секции (δ=10 мм) Q2 = 133700 Н = 0,1337 МН.

Внутреннее избыточное давление для труб 2-й секции на глубине 1865 м по эпюре (рис. 3, б) равно 11,5 МПа. Следовательно, пв = 39,5/11,5 = 3,43>>1,15.

Для 4-й секции принимаем трубы группы прочности Д с δ=8 мм (ркр = 20,2 МПа; рвД = 31,6 МПа). По эпюре (рис. 3, а) ркр = 20,2 МПа соответствует глубине lдоп.8Д = 1490 м. Длина 3-й секции (δ=9 мм) м; вес ее Q3= 135700 Н = 0,1357 МН.

Внутреннее избыточное давление на глубине 1490 м составляет 14,5 МПа (рис. 3, б). Таким образом, пв = 35,6/14,5=2,4>>1,15.

Для 5-й секции берем трубы группы прочности Д с δ=7 мм (ркр = 15,3 МПа; рвд = 27,7 МПа; рстр = 0,8 МП; q7 = 287 Н). По эпюре (рис. 3, а) находим, что давлению 15,3МПа соответствует глубина lдоп.7Д = 1200 м.

Длина 4-й секции м; вес ее Q4 = 94300 Н = 0,0943 МН.

Избыточное внутреннее давление на глубине 1200 м равно 17,5 МПа (рис. 3, б); тогда для труб 4-й секции (δ=8 мм) пв = 31,6/17,5=1,81>1,15.

Вес четырех секций:

Q1+ Q2+ Q3+ Q4 = 0,1305+0,1337+0,1357+0,00943=0,4942 МПа.

Длину 5-й секции (δ=10 мм) определяем с учетом растяжения

м.

Вес 5-й секции Q5 = 201470 Н = 0,20147 МН.

Избыточное внутреннее давление на уровне верхней трубы 5-й секции на глубине м по эпюре (рис. 3, б) равно 23,5 МПа. Тогда коэффициент запаса прочности на внутреннее давление пв = 27,7/23,5=1,18>1,15.

Вес пяти секций составляет 0,4942+0,20147=0,69567 МН.

Для 6-й секции берем трубы группы прочности Д с δ=8 мм (рвд = 31,6 МПа; рстр=0,95 МПа; q8=325 Н)

м, а Q6 = 131000Н=0,131 МН.

Избыточное внутреннее давление на глубине (498 - 403)м = 95 м составляет 27 МПа (рис. 3, б). Соответственно пв=31,6/27,0=1,17>1,15.

Вес шести секций равен 0,69567+0,131=0,82667 МН.

Для 7-й секции выбираем трубы группы прочности Д с =9 мм, дл которых =35,6 МПа; =1,1 МН; =362 Н.

Длина 7-й секции

м.

Принимаем длину 7-й секции 95 м; вес ее МН. Следовательно, >1,15.

Общая длина колонны (300+335+375+290+702+403+95)=2500 м; ее общий вес =0,82667+0,0344=0,86107 МН.

Результаты расчетов сводим в табл. 12

 

Таблица 12

 

Номер секций снизу вверх Толщина стенки , мм Группа прочности стали Интервал спуска труб, м Длина секции,м Вес 1 м трубы, Н Вес секции, МН
К Д Д Д Д Д Д 2200-2500 1865-2200 1490-1865 1200-1490 498-1200 95-498 0-95 0,1305 0,1337 0,1357 0,0943 0,20147 0,131 0,0344
Всего 0-3000 - 0,86107

 

 

По данным таблиц произвести расчет эксплуатационной колонны соответственно для нефтяной и газовой скважин (по вариантам) профиль скважин вертикальный:

 

Таблица 13 (нефтяная скважина)

 

Номер варианта параметры
1. Глубина L, м
2. Расстояния от устья до уровня жидкости в колонне, Н, м
3. Расстояния от устья до уровня тампонажного раствора h, м
4. Плотность: ( г/см3)                    
- цементного раствора за колонной rц.р, г/см3 1,85 1,85 1,85 1,85 1,85 1,85 1,85 1,85 1,85 1,85
- бурового раствора за колонной, rб.р, г/см3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4
- опрессовочной жидкости rож, г/см3 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
- жидкость в колонне, rв, г/см3 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85
5. Пластовое давление Рпл, МПа
6. Коэффициент разгрузки цементного кольца, k 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
7. Зона эксплуатационного объекта, м 2800-2600 2850-2700 2900-2700 2950-2750 3000-2800 3050-2850 3100-2900 3150-2950 3200-3000 3250-3050

 

 

Таблица 14 (газовая скважина)

Номер варианта параметры
1. Глубина L, м
2. Расстояния от устья до уровня жидкости в колонне, Н, м
3. Расстояния от устья до уровня тампонажного раствора h, м
4. Плотность: ( г/см3)                    
- цементного раствора за колонной rц.р, г/см3 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8
- бурового раствора за колонной, rб.р, г/см3 1,45 1,45 1,45 1,45 1,45 1,45 1,45 1,45 1,45 1,45
- опрессовочной жидкости rож, г/см3 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
5. Пластовое давление Рпл, МПа                    
- период ввода скважины в эксплуатацию
- при окончании эксплуатации 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
6. Абсолютная температура газа, Т (К):                    
- на забое, Тз
- на устье, Ту
- средняя, Тср
7. Относительная плотность газа по воздуху, rг.отн 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6
8. Коэффициент сжимаемости газа т 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8
9. Коэффициент разгрузки цементного кольца, k 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
7. Зона эксплуатационного объекта, м 2800-2500 2850-2550 2900-2600 2950-2650 3000-2700 3050-2750 3100-2800 3150-2850 3200-2900 3250-2950

 






ТОП 5 статей:
Экономическая сущность инвестиций - Экономическая сущность инвестиций – долгосрочные вложения экономических ресурсов сроком более 1 года для получения прибыли путем...
Тема: Федеральный закон от 26.07.2006 N 135-ФЗ - На основании изучения ФЗ № 135, дайте максимально короткое определение следующих понятий с указанием статей и пунктов закона...
Сущность, функции и виды управления в телекоммуникациях - Цели достигаются с помощью различных принципов, функций и методов социально-экономического менеджмента...
Схема построения базисных индексов - Индекс (лат. INDEX – указатель, показатель) - относительная величина, показывающая, во сколько раз уровень изучаемого явления...
Тема 11. Международное космическое право - Правовой режим космического пространства и небесных тел. Принципы деятельности государств по исследованию...



©2015- 2024 pdnr.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.