Розрахунок та ОБҐРУНТУВАННЯ параметрів бурових розчинів

Параметри промивальної рідини встановлюють поінтервально відповідно до геолого-технічних умов буріння.

Густину промивальної рідини обчислюють:

, (2.1)

де Р – пластовий тиск, МПа;

ΔР – максимально допустиме перевищення гідростатичного тиску над пластовим, МПа;

g – прискорення вільного падіння, м/с²;

Н – глибина, на якій розраховують густину, м.

ΔР =(0,1-0,15) Р_пл при Н <1200 м, але не більше 1,5 МПа;

ΔР =(0,05-0,10) Р_пл при 1200 м< Н <2500 м, але не більше

2,5 МПа;

ΔР =(0,04-0,07) Р_пл при Н ≥2500 м, але не більше 3,5 МПа.

В інтервалах, де породи схильні до пластичної течії чи інтенсивного обвалювання, ΔР збільшують вище рекомендованих норм на 10-25 %.

Решта параметрів тісно пов’язані з густиною та вмістом колоїдної фази. Тому їх доцільно обчислювати за такими емпіричними залежностями [4]:

Умовна в’язкість, с:

· нормальні умови:

; (2.2)

· ускладнені умови:

, (2.3)

Пластична в’язкість, м Па^.с:

· нормальні умови:

, (2.4)

· ускладнені умови:

. (2.5)

Динамічне напруження зсуву, дПа, для нормальних і ускладнених умов:

. (2.6)

Статичне напруження зсуву, дПа:

· нормальні умови:

θ₁=10ρ ^. 10^-3,(2.7)

· ускладнені умови:

θ₁=15ρ ^. 10^-3, (2.8)

θ₁₀=(1,05-1,1) ^. θ₁. (2.9)

Показник фільтрації, см³/30 хв:

· нормальні умови:

Ф=20/В_кф; (2.10)

· ускладнені умови:

Ф=10/В_кф, (2.11)

де В_кф – вміст колоїдної фази, %.

Вміст колоїдної фази, %, обчислюємо залежно від густини промивальної рідини:

для ρ ≤1200 кг/м³:

В_кф =2,38-1,53(ρ- 1050) ^. 10^-3; (2.12)

для ρ >1200 кг/м³ :

В_кф =2,15-0,68(ρ- 1200) ^. 10^-3. (2.13)

Решту параметрів промивальних рідин таких як товщина фільтраційної кірки К, концентрація іонів водню рН та процентний вміст піску П обґрунтовують, виходячи із конкретних умов буріння.

При цьому їх орієнтовними значеннями є: рН=8-10, К =1-3 мм, П ≤2 % для турбінного буріння, П ≤4 % для роторного способу буріння;

ПРИКЛАД РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧІ

1 Визначте та обґрунтуйте параметри промивальної рідини при бурінні у стійких породах на глибині Н =3000 м при пластовому тиску Р_пл =35 МПа.

Розв'язок

Густина: кг/м³.

Умовна в’язкість:

Т=24 ^.( 1210-1270) ^. 10^-3=(29-31) с.

Статичне напруження зсуву:

θ₁=10 ^. (1210-1270) ^. 10^-3=(12,1-12,7) дПа.

θ₁₀=(1,05-1,1) ^. (12,1-12,7)=(12,7-14,0) дПа.

Фільтрація:

С_к=2,15-0,68(1270 - 1200) ^. 10^-3=2,1%

Ф=20/2,1=9,5см³/30хв. Приймаємо Ф=10 см³/30хв.

Пластична в’язкість:

η =12 ^. (1210-1270) ^. 10^-3=(14,5-15,2) мПа ^. с.

Динамічне напруження зсуву

τ_о=2 ^. (14,5-15,2)=29,0-30,4 дПа.

Товщину фільтраційної кірки приймаємо К =2 мм, концентрація іонів водню рН = 9,0, вміст побічних твердих домішок П =2 %.

Поиск по сайту: