Бурение
Гидростатическое давление и эквивалентная плотность, глушение при ГНВП, ЭЦП, гидравлика долота и затрубья, объёмы и вытеснение труб, вес колонны в растворе, цементирование, пространственная интенсивность искривления и стоимость метра проходки.
22 расчёта
Давления и буровой раствор
Давление столба бурового раствора или жидкости глушения на вертикальной глубине и его градиент (эквивалентная плотность).
P = ρ · g · HПлотность раствора глушения по избыточному давлению в бурильных трубах, начальное и конечное давления циркуляции для метода бурильщика и метода ожидания и утяжеления.
ρ_kill = ρ + P_dp / (g · H) + ΔρЭквивалентная плотность пластового (порового) давления и плотность раствора, при которой гидростатическое давление превышает пластовое на величину, установленную Правилами промышленной безопасности РК (п. 85-2), с ограничением превышения по глубине.
ρ_e = P_p / (g · H)Плотность, эквивалентная давлению на забое или на башмаке при циркуляции: статический столб раствора плюс гидравлические потери в затрубном пространстве выше этой точки.
ECD = ρ + ΔP_a / (g · H)Эквивалентная плотность и давление гидроразрыва (поглощения) на башмаке по результату LOT или FIT и максимально допустимое давление на устье в затрубном пространстве (MAASP) при текущей плотности раствора.
ρ_fr = ρ_t + P_lo / (g · H_sh)Сколько утяжелителя (барита, гематита, карбоната кальция), воды или другой жидкости добавить, чтобы довести плотность раствора до требуемой, и объём после обработки.
V_a = V_1 · (ρ_2 − ρ_1) / (ρ_a − ρ_2)Гидравлика
Подача трёхпоршневого или пятиплунжерного насоса одностороннего действия за один ход и в единицу времени по диаметру втулки, длине хода, числу ходов и коэффициенту наполнения.
q = z · π/4 · D² · S · ηСуммарная площадь насадок (TFA), скорость струй, перепад давления на долоте, гидравлическая мощность на долоте и на единицу площади забоя (HSI), сила удара струй.
TFA = π/4 · (n_1 · d_1² + n_2 · d_2²)Средняя скорость раствора в кольцевом пространстве между стенкой скважины (или обсадной колонной) и трубами при заданной подаче насосов.
v_a = Q / (π/4 · (D² − d²))Число ходов насоса и время прокачки внутреннего объёма колонны и затрубного пространства: когда раствор дойдёт до долота, когда забойная пачка (шлам, газ) выйдет на устье и сколько длится полный цикл циркуляции.
n_sb = V_s / q; t_sb = n_sb / NБурильная колонна и объёмы
Внутренний объём трубы на метр и на всю колонну, вытеснение металлом (открытый конец) и с закрытым концом — для контроля долива при подъёме и вытеснения при спуске.
C = π/4 · d²Объём кольцевого пространства между стенкой скважины (или обсадной колонной) и трубами на метр и на интервал.
C_a = π/4 · (D² − d²)Вес колонны в воздухе и в растворе с учётом выталкивающей силы (коэффициент облегчения) для одной или двух секций труб и нагрузка на крюк вместе с талевым блоком и верхним приводом.
k_b = 1 − ρ / ρ_sНатяжение ходового и неподвижного концов талевого каната, нагрузка на вышку и требуемое разрывное усилие каната при подъёме колонны на n струнах с учётом КПД талевой системы.
F_f = W / (n · E); F_d = W / nЦементирование
Объём тампонажного раствора для одноступенчатого цементирования: затрубье в открытом стволе с запасом на каверны, перекрытие с предыдущей колонной, цементный стакан и ствол ниже башмака, а также объём продавочной жидкости до стоп-кольца.
V_oh = π/4 · (D_b² − D_c²) · (H_s − max(H_c, H_p)) · (1 + k)Плотность и выход цементного раствора по водоцементному отношению, масса сухого цемента и объём воды затворения для заданного объёма раствора.
Y = 1/ρ_c + m/ρ_wОбъём цементного раствора для моста заданной высоты, высота раствора при трубах в скважине, объём буфера за цементом для уравновешивания столбов и объём продавочной жидкости.
V_c = π/4 · D² · L · (1 + k)Траектория
Экономика бурения
Другие направления
Давление гидроразрыва пласта по методу Итона: минимальное горизонтальное напряжение из горного и пластового давлений через коэффициент Пуассона. Градиент — в кПа/м или в эквивалентной плотности.
P_frac = ν / (1 − ν) · (σ_v − P_p) + P_pИз раздела «Разработка пластов и интенсификация»Длина свободной (неприхваченной) части колонны по удлинению труб при увеличении натяжки — оценка глубины прихвата НКТ или бурильных труб.
L = E · A · ΔL / ΔFИз раздела «Капитальный и подземный ремонт скважин»Объём жидкости ванны (нефтяной, водяной, кислотной), перекрывающей зону прихвата в затрубном пространстве, с запасом в трубах, объём продавки и снижение давления на забой за счёт более лёгкой жидкости ванны.
V_a = π/4 · (D² − d_o²) · h · (1 + k)Из раздела «Капитальный и подземный ремонт скважин»Результаты — инженерные оценки по стандартным формулам; для проектных решений сверяйте их с нормативами, проектной документацией и расчётами специалистов. Формулы, перенесённые из исходного набора расчётов, оставлены без изменений, а их ошибки описаны в примечаниях.