Розрахунок цементування свердловин

Розрахунок цементування свердловини проводиться з метою визначення необхідної кількості цементу, води, рідини, яка продавлює; вибору типу насоса або цементувального агрегату.

Об’єм цементного розчину, необхідний для створення в затрубному просторі цементного кільця висотою H і цементного стовпа всередині колони h (рис. 12), визначається за формулою

V_ц.р=0,785 [(D_с² – d_з²)·k·Н + d_в·²h], м³,

де D_с – діаметр свердловини, м; d_з – зовнішній діаметр обсадних труб, м;

d_в – внутрішній діаметр обсадних труб, м; k = 1,1¸1,3 – коефіцієнт, який враховує втрати цементного розчину через наявність каверн у свердловині; h = 5¸10 м – висота цементного стакану.

Потрібна кількість сухого цементу для приготування цементного розчину

, т

де g_ц – щільність сухого цементу (g_ц = 3,1-3,2 т/м³); g_в – густина води, т/м³; m – водоцементний фактор; k₀ = 1,1¸1,15 – коефіцієнт, який враховує втрати сухого цементу при приготуванні розчину.

V_в=Q_ц·m, м³.

Для продавлювання цементного розчину необхідно закачувати рідину, яка продавлює, в об'ємі

, м³

де L – глибина свердловини; k_р – коефіцієнт, який враховує стиснення рідини (для води k_р = 1, для глинистого розчину k_р = 1,05).

Тиск, необхідний для продавлювання цементного розчину

, МПа

де g_ц.р – густина цементного розчину, т/м³; g_р – густина продавлювальної рідини, т/м³.

.

Час, необхідний на цементування свердловин

, хв.

де t_доп. = 10¸15 хв. – час, який витрачається на допоміжні операції; Q_ц.а. – продуктивність цементувального агрегату, м³/хв.

Тривалість цементування не повинна перевищувати 75 % часу початку схоплювання цементного розчину. Час початку схоплювання цементного розчину можна приблизно приймати як дві години.