Инженерные расчеты Неделя 2 Юлия Лысенко Инженер

Скачать презентацию Инженерные расчеты Неделя 2 Юлия Лысенко Инженер

Инж. расчеты_week2_JL DK MF.ppt

Количество слайдов: 33

Программа: Это наша программа на сегодня. Аналогичные задачи будут в контрольной! 8. Расчет объемов скважины + ECD 9. Приготовление минерализованного раствора 10. Разбавление выбуренной породы 11. Утяжеление бурового раствора по формуле утяжеления 12. Расчет потребности утяжелителя, скорректированный с учетом его влажности 2 2/14/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Задача № 8 Дано: • Глубина скважины по вертикали TVD=4570 м. Кавернозность в интервале открытого ствола 10%. • Диаметр долота 215, 9 мм. Долото находится на забое. • Обсадная колонна 245 мм спущена на глубину 2700 м. Толщина стенки 10 мм. • Бурильная колонна: УБТ Ø 152/57 мм – 240 м, Ø БТ Ø 127/109 мм – остальное. • В наличии два буровых насоса триплекс: 6”x 12”, 65 ход/мин, эффективность 95%. • Объем раствора на поверхности = 200 м 3. Плотность бурового раствора 1, 44 г/см 3 • Потери давления в затрубе: ОК/БТ = 7, 59 бар ОС/БТ = 8, 27 бар ОС/УБТ = 4, 82 бар 3 2/14/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Задача № 8 Найти: № Найти: Отве т: 1 Объем скважины без инструмента, м 3 2 Объем вытеснения бурильной колонны (объем металла бурильных труб), м 3 3 Объем внутри бурильной колонны, м 3 4 Объем раствора в затрубном пространстве, м 3 5 Суммарный объем в циркуляционной системе, м 3 6 Суммарная производительность двух насосов, м 3/мин 7 Скорость восходящего (м/мин) потока в интервалах: ОК/БТ ОС/УБТ 8 Эквивалентная циркуляционная плотность, кг/м 3 4 2/14/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Задача № 8 Как найти ECD (ЭЦП)? • ECD бурового раствора на заданной глубине равна плотности бурового раствора, который в отсутствии циркуляции создает на данной глубине такое же давление. • Или в метрических единицах: 7 2/14/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Задача № 8 Найти: № Найти: Отве т: 1 Объем скважины без инструмента, м 3 182, 5 7 2 Объем вытеснения бурильной колонны (объем металла бурильных труб), м 3 18, 18 3 Объем внутри бурильной колонны, м 3 41, 00 4 Объем раствора в затрубном пространстве, м 3 123, 3 9 5 Суммарный объем в циркуляционной системе, м 3 364, 3 9 6 Суммарная производительность двух насосов, м 3/мин 2, 06 7 Скорость восходящего (м/мин) потока в интервалах: ОК/БТ Confidential Information © 2010 M-I SWACO 8 ОС/БТ 2/14/2018 ОС/УБТ 76, 07 74, 77 93, 16

Задача № 9 Дано: Найти: • Вы находитесь на буровой. Мастер просит вас приготовить 150 м 3 минерализованного раствора с плотностью 1, 25 г/см 3 и содержанием Cl- = 150000 мг/л. • Концентрация аттапульгита Salt Gel = 60 кг/м 3. • В качестве утяжелителя используется M-I Bar. • Salt Gel, M-I Bar и Sodium Chloride фасованы в мешки по 1 тонне. 9 2/14/2018 • Определите необходимое количество реагентов для приготовления: 1. Вода для затворения, м 3. 2. Salt Gel, уп. 3. M-I Bar, уп 4. Sodium Chloride, уп. Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Задача № 9 Решение: • Найдем потребность Salt Gel: • Определим, что нам известно, а что нет: Компонент Плотность (кг/м 3) Объем (м 3) ? ? Salt Gel 2600 3, 46 M-I Bar 4200 ? Буровой раствор 1250 150 Соленая вода 10 2/14/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Задача № 9 Решение: • Чтобы найти плотность солевого раствора нельзя, используя плотность воды и соли, просто найти баланс массы, потому что объем солевых кристаллов отличается от объема растворенной соли. • Плотность солевого раствора найдем по таблице: 11 2/14/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Задача № 9 Решение: Т. к. в таблице нет данных для концентрации хлорид-ионов 150000 мг/л, чтобы рассчитать плотность рассола по таблице, необходимо провести интерполяцию. В таблице находим два ближайших значения концентрации, равные [Cl]1=139282 мг/л и [Cl]2=155357 мг/л. Этим концентрациям соответствуют значения плотности 1, 148 г/см 3 и 1, 164 г/см 3 соответственно. 12 2/14/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Задача № 9 Решение: • Найдем разницу плотностей (Δρ) и концентраций (Δ[Cl]) в данном интервале значений. Δρ = 1, 164 – 1, 148 = 0, 016 г/см 3 Δ[Cl]=155357– 139282=16075 мг/л Теперь найдем прирост плотности рассола на 1 мг/л хлорид-ионов: Δρ/Δ[Cl] = 0, 016 /16075 = 9, 95*10 -7 13 2/14/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Задача № 9 Решение: • Концентрация 150000 мг/л ближе к табличному значению155357 мг/л. • Найдем их разность: Δ 2[Cl] =155357– 150000 = 5357 мг/л • Зная разность концентраций и прирост плотности на каждую единицу концентрации, можем найти разность плотностей при соответствующих концентрациях: Δ 2ρ = Δ 2[Cl] * (Δρ/Δ[Cl]) = 5357 мг/л * 9, 95*10 -7 = 0, 005 мг/л 14 2/14/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Задача № 9 Решение: Теперь можем найти плотность рассола с концентрацией хлоридионов 150000 мг/л. Т. к. 150000 < 155357, то от плотносьти соответствующей концентрации 155357 мг/л отнимаем Δ 2ρ: ρ150000 мг/л = 1, 164 – 0, 005 = 1, 159 г/см 3 15 2/14/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Задача № 9 Решение: • При желании для более точного расчета плотности рассола Na. Cl можно воспользоваться формулой-полиномом: • Выведем формулы баланса массы и объема: 16 2/14/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Задача № 9 Решение: • Определим массу барита: • Найдем объем раствора Na. Cl: • Проверим правильность решения: 150 х 1250 ? ? ? 143, 69 х 1159 + 9000 + 2, 85 х 4200 187500 кг ≈ 187506, 71 кг 19 2/14/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Задача № 9 Как определить объем воды и • Найдем водный фактор аналогично тому как мы находили плотность массу соли? будет равен 0, 911. рассола. Он • Умножив объем раствора соли на водный фактор, получим: • Возьмем из таблицы концентрацию соли в фунтах на баррель и, используя переводный коэффициент, вычислим массу соли: 20 2/14/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Задача № 10 Дано: Найти: • Объем раствора в циркуляционной системе = 400 м 3. • Плотность бурового раствора в циркуляционной системе 1, 80 г/см 3. • Раствор содержит в себе 8%об. выбуренной породы. • Один мешок барита весит тонну. 21 2/14/2018 1. Сколько свежего раствора (вода + барит) необходимо добавить в ЦС до снижения выбуренной породы до 5%об. • Увеличение общего объема в ЦС не допустимо! 2. Рассчитайте сколько кубометров воды и мешков барита необходимо для приготовления нужного объема раствора. Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Задача № 10 Решение: V 1=400 -V 2 м 3 Fcuttings=8 %об V 2=? м 3 V=400 м 3 Fcuttings=5 %об V 1 x 0, 08+V 2 x 0=400 x 0, 05 Fcuttings=0 %об V 1=20/0, 08=250 м 3 • Представим объемы визуально: 22 2/14/2018 • Для того, чтобы найти объемы V 1 и V 2 запишем два уравнения: V 2=400 -250=150 м 3 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Задача № 10 Решение: V 1=150 -V 2 м 3 ρ1=1, 00 г/см 3 V 2=? м 3 ρ2=4. 2 г/см 3 V=150 м 3 ρ=1, 80 г/см 3 • Найдем количество воды и барита для получения 150 м 3 раствора с плотностью 1, 80 г/см 3 • Запишем уравнения баланса масс и объемов: • Представим объемы визуально: 23 2/14/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Задача № 10 Решение: V 1=250 м 3 ρ1=1, 80 г/см 3 =8 F cuttings V=400 м 3 ρ=1, 80 V 2=150 м 3 ρ =1, 80 г/см 3 Fcuttings=5 %об 2 • Объем барита: • Вычислим массу барита: г/см 3 =0 Fcuttings %об • Представим объемы визуально: 24 2/14/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Задача № 10 Сделайте самостоятельно! 1. Сколько свежего раствора (вода + барит) необходимо добавить в ЦС до снижения выбуренной породы до 5%об. • Увеличение общего объема в ЦС допустимо! 2. Рассчитайте сколько кубометров воды и мешков барита необходимо для приготовления нужного объема раствора. Ответы: 1. Свежего раствора потребуется 240 м 3 2. Из 240 м 3 – воды 180 м 3, барита 60 м 3 3. Барита необходимо 252 000 кг или 252 мешка 25 2/14/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Задача № 11 Дано: • В активе циркуляционной системы 128 м 3 бурового раствора (в этот объем ЦС входят: объем раствора в емкостях на поверхности и объем раствора в скважине). • Исходная плотность бурового раствора 1, 12 г/см 3 • Необходимо утяжелить буровой раствор до плотности 1, 28 г/см 3 вводом карбонатного утяжелителя Lo Wate (фасован в мешки по тонне) • На буровой имеется две емкости с габаритами 4, 0 х2, 0 м (Дх. Шх. В) каждая. Уровень раствора в емкостях 1, 8 м. 26 2/14/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Задача № 11 Найти: 1. Объем свободного от раствора пространства в емкости, м 3 2. Используя общую формулу утяжеления рассчитайте потребность Lo Wate для утяжеления раствора до требуемой плотности (1, 28 г/см 3) 3. Насколько увеличится объем при добавлении Lo Wate, м 3? 4. Если в емкости нет достаточного свободного объема для добавления барита, то некоторый объем раствора должен быть замещен. Пересчитайте потребность Lo Wate методом без увеличения объема (по матбалансу). Сколько мешков Lo Wate потребуется для получения 128 м 3 раствора с удельным весом 1, 28? 27 2/14/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Задача № 11 Решение: • Увеличение объема при добавлении 39 мешков Lo Wate составит: • Таким образом, мы не сможем требуемое количество утяжелителя. • Пересчитайте самостоятельно потребность Lo Wate методом без увеличения объема (по матбалансу). Сколько мешков Lo Wate потребуется для получения 128 м 3 раствора с удельным весом 1, 28? 30 2/14/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Задача № 12 Дано: Найти: • Объем раствора в ЦС = 300 м 3 • Плотность раствора = 1, 3 г/см 3 • Влажность барита 2% 31 2/14/2018 • Необходимо утяжелить раствор до плотность 1, 7 г/см 3 • Количество барита, кг • На сколько увеличится объем после утяжеления, м 3 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Задача № 12 Решение: • Плотность влажного материала – отношение массы материала, включая массу влаги в его порах, к занимаемому этим материалом объему. 980 кг барита • Если влажность = 2%, то на 1000 кг M-I Bar 20 кг воды • Тогда плотность влажного барита: 32 2/14/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Задача № 12 Решение: • Формула для расчета дозировки утяжелителя: • Тогда дозировка барита: • Общее количество барита для утяжеления объема раствора в ЦС: 33 2/14/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO

Задача № 12 Решение: • Приращение объема составит: • Теперь самостоятельно рассчитайте все тоже самое для сухого барита: • Какова потребность барита? • Каково приращение объема? 34 2/14/2018 Confidential Information © 2010 M-I SWACO