Особенности расчета обсадных колонн в наклонно-направленных скважинах.

• Расчетные схемы.

• Определение наружных давлений.

• Определение максимальных внутренних давлений:

- Для колонн оборудуемых ПВО рассчитывается устьевое давление, затем давление опрессовки (условия замещения бурового раствора …).

- Для колонн не оборудуемых ПВО (гидростатическое давление утяжеленного бурового или тампонажного раствора).

• Определение минимальных внутренних давлений:

- При возможном поглощении [ Н= (0,3-0,4)L ].

- При возможном нефтегазопроявлении при открытом устье.

- При бурении под следующую колонну газом или пеной.

Расчет обсадных колонн для наклонно направленных скважин производят согласно [11] с учетом планируемого профиля на стадии проектирования или по фактическим данным профилеметрии ствола скважины.

Расчет наружного и внутреннего избыточного давлений производят по формулам, приведенным в разделах 6.1 - 6.3. При этом расчетные глубины определяют как проекции глубин по стволу скважины на вертикальную плоскость. Расчетные глубины допускается определять графическим методом по проекции на вертикальную плоскость проектного или фактического профиля скважины.

При общем удлинении колонны не более чем на 50 м допускается расчет давлений производить так же, как для вертикальных скважин.

Допускаемые растягивающие нагрузки для резьбовых соединений определяют согласно п. 6.4. Влияние изгиба учитывается увеличением запаса прочности в зависимости от интенсивности искривления, размера и прочности соединения.

Интенсивность искривления ствола скважины (искривление на длине 10м в градусах) на стадии проектирования определяют по формуле

a_о = 573/ R,(6.26)

где R – проектный радиус искривления, м.

Коэффициент запаса прочности на растяжение для обсадных труб с треугольной резьбой на изогнутом участке ствола определяют по формуле:

(6.28)

где n₃ – коэффициент запаса прочности на растяжение, принимаемый для вертикальной колонны;

l - коэффициент, учитывающий влияние размеров соединения и его прочностные характеристики (приложение 21 [11]);

a_{о -} интенсивность искривления.

Допустимую нагрузку рассчитывают по выражению

[P] = Pcт / n₃^`,

 

Аварии с обсадными колоннами при действии наружного и внутреннего избыточного давлений.

Разрушения ОК под действием внутренних избыточных давлений. Возможно при продавке ЦР, при опрессовке ОК, в результате экзотермической реакции гидротации цемента, при ГРП или при ликвидации нефтепроявлений. Часто это нарушение происходит с эксплуатационными колоннами, реже с кондукторами.

Причины:

-заводской брак

Если обратный клапан не герметичен, то ОК во время ОЗЦ остаётся под давлением, поэтому при затвердевании цемента на устье должно сохраниться давление, т.е. колонна под давлением на 1-1,5 МПа превышающая давление стоп.

Аварии ОК под действием наружных избыточных давлений:

Как правило, встречается с колоннами большого диаметра при их спуске или при углублении. Во время спуска причиной может быть превышение над давлением смятия ОК. В интервалах пластичных пород это действие горных давлений, повреждение ОК на клиновых захватах или муфтовом соединении.

Признаки нарушения- это смятие ОК. Профилактика- контроль труб, шаблонировка, правильная укладка на мостки, повышение вытеснения глинистого раствора цементным.