Ответ на вопрос: «Принципы расчета необходимых количеств тампонажных материалов, смесительных машин и цементировочных агрегатов для приготовления и закачки тампонажного раствора в обсадную колонну. Схема обвязки цементировочной техники».
1. Объём цементного раствора.
Объём цементного раствора определяется объёмами заколонного пространства и цементного стакана с учётом коэффициента кавернозности. Требуемый объём цементного раствора, определит необходимое количество сухого цемента, воды затворения и продавочной жидкости.
2. Количество мешков цемента.
Кололичествово мешков = общий объем раствора / выход цементного раствора с мешка
В случае доставки цемента на буровую в цементно-смесительных машинах, необходимо рассчитать количество ЦСМ. Это будет необходимо для дальнейших расчётов. Количество ЦСМ определяется как отношение обшей массы цемента к грузоподъёмности одной машины.
3. Объём воды затворения.
Объём воды затворения зависит от типа используемого цементного порошка. Рассчитать количество воды можно следующим образом:
Объем воды затворения = объем воды / (мешок * количество мешков)
4. Объём добавок.
К цементу может добавляться масса добавок, которые поставляются к буровой в жидком или сухом виде. Количество добавки зависит от процентного содержания их в цементе.
Количество мешков добавок можно рассчитывать:
Количество мешков добавок = количество мешков цемента * % добавок
Вес добавки = количество мешков добавок * 50 кг
Количество добавок всегда зависит от количества используемого цемента.
5. Объем продавочной жидкости.
а) Цементирование через бурильные трубы: Объем продавочной жидкости зависит от внутреннего объёма бурильных труб и глубины башмака.
Объем продавочной жидкости = объем БТ * глубина обсадной колонны — 0,2 мЗ.
б) двухступенчатое цементирование: При цементировании в две стадии, первая стадия вытесняется буровым раствором, рассчитанным как и при обычной операции, описанной выше. Вторая стадия вытеснения рассчитывается основываясь на основе объема обсадной колонны и глубины расположения МСЦ
1-й цикл:
Объем продавочной жидкости = объем обсадной колонны * глубина муфты с обратным клапаном
2-й цикл:
Объем продавочной жидкости = объем обсадной колонны * глубина МСЦ.
6. Продолжительность операции цементирования.
Продолжительность процесса складывается из времени приготовления и закачивания, продавливания цементного раствора, а также дополнительного времени.
Водоцементное отношение (В/Ц) или относительное водосодержание – это отношение массы воды (mв) к массе сухого цемента (mсц).
Если взять постоянное В/Ц, то при различных удельных поверхностях сухого цементного материала получим разные плотности растворов, т.к. потребное количество воды у разных сухих цементных смесей будет различно.
Выход раствора – объем раствора из единицы массы цемента (цементной смеси), обычно берется из 1 тонны сухого цемента. Размерность [м3/т].
Плотность тампонажного раствора зависит от состава твердой фазы и относительного водосодержания. Поэтому требуемое количество сухого цемента подбирают по условию (в общем виде):
Фактическую плотность измеряют с помощью специальных ареометров, позволяющих определить относительную плотность и рычажных весов – для определения абсолютную плотности.
Объем буферной жидкости для эффективной очистки затрубного пространства зависит от времени контакта и определяется как произведение:
