Задача 2. Із умови , що об’єм бурового розчину в кінці обробки повинен дорівнювати початковому визначити необхідну кількість матеріалів (глини

Із умови, що об’єм бурового розчину в кінці обробки повинен дорівнювати початковому визначити необхідну кількість матеріалів (глини, води та обважнювача) при обробці всього об’єму розчину двома процентами крохмального реагенту. Буровий розчин, що знаходиться в свердловині та елементах циркуляційної системи має густину 1180 кг/м_­³ обробляється з глибини 3000 м. Обробка здійснюється 10- ти процентним водним розчином крохмального реагенту густиною 1020 кг/м_­³. Визначити об’єм розчину, вилученого під час обробки. Цей об’єм розчину компенсується свіжоприготовленим буровим розчином.

Задачу розв’язати для наступних даних:

- проміжна колона діаметром 219 мм опущена на глибину 2500 м

- експлуатаційна колона проектується до глибини 4000 м

- діаметр долота при бурінні під експлуатаційну колону 190, 5 мм

- коефіцієнт кавернометрії 1, 2

- товщина стінки проміжної колони 10 мм

- густина обважнювача 4000 кг/м³

- об’єм розчину в елементах циркуляційної системи 30 м³

Розв’язок:

1. Визначаємо об’єм розчину, який підлягає обробці із умови, що об’єм в кінці обробки бурового розчину повинен дорівнювати початковому:

(26.10)

V_б.р.ц.с. - об’єм бурового розчину в елементах циркуляційної системи;

V_пр.к. - об’єм проміжної колони;

V_в.с.­ - об’єм внутрішнього ствола свердловини;

d _вн.пр - внутрішній діаметр проміжної колони;

d_д - діаметр долота.

Для зручності приймаємо 125 м³

Таким чином в кінці обробки на свердловині повинно знаходитись 125 м³ обробленого крохмальним реагентом бурового розчину густиною 1180 кг/м³

2. Визначаємо кількість крохмального реагенту на 125 м³ бурового розчину. Оскільки 1% це 10 кг на 1м³ бурового розчину то,

m_кр=2·10·125=2500 кг.

3. При умові, що обробка буде виконуватись 10 % водним розчином крохмального реагенту, об’єм цього розчину становить виходячи із пропорції

10 кг - 100 л 10% водного розчину

2500 кг - V 10 % водного розчину

Відповідно із 125 м³ бурового розчину густиною 1180 кг/м³ необхідно вилучити 50 м³ бурового розчину в амбар, оскільки вилучений об’єм бурового розчину 25 м³ компенсується свіжоприготовленим такого ж об’єму, але з густиною, яка повинна забезпечити у підсумку задану густину бурового розчину 1180 кг/м³.

4. Визначаємо густину свіжоприготовленого бурового розчину, виходячи із умови, що в результаті обробки будемо мати 125 м³ бурового розчину густиною 1180 кг/м³.

, (26.11)

де − початковий об’єм бурового розчину, який підлягає обробці.

, густина цього розчину 1180 кг/м³

− об’єм свіжоприговленого бурового розчину.

. Густина цього розчину визначається на підставі вищенаведеної залежності:

5. Кількість глини для отримання 25 м³ бурового розчину густиною 1100 кг/м³ визначаємо за виразом:

6. Визначаємо кількість води для приготування 25 м³ бурового розчину густиною 1110 кг/м³:

7. Визначаємо к-ть обважнювача на 25 м³ вихідного розчину:

В підсумку отримаємо об’єм –

Коефіцієнт збільшення об’єму за рахунок обважнення складатиме:

Відповідно кінцеві кількості матеріалів бурового розчину густиною 1340 кг/м³ становить:

Виконаємо перевірку розрахунків:

8. Запишемо результати виконання розрахунків:

Об’єм вилученого розчину в амбар – 50м³

Об’єм 10 % водного розчину крохмального реагенту – 25 м³

Об’єм свіжоприготовленого розчину – 25 м³

Кількість глини – 3726, 3 кг (3, 73 т)

Об’єм води – 21, 5 м³

Кількість обважнювача – 8278 кг (8, 3 т)

Виконаємо перевірку розрахунків: у відповідності із положення м матеріального балансу після змішування компонентів ми повинні отримати задану густину 1180 кг/м³

Запропоновану задачу можна розв’язати іншим способом, виконуючи розрахунок на 1 м³ вихідного розчину.

9. Маса крохмального реагенту на 1 м³ становить

m_кр=2·10=20 кг

10. Об’єм 10 % водного розчину крохмального реагенту становить:

11. Об’єм вилученого розчину становить:

V_вил=2·0, 2=0, 4 м³

12. Визначаємо необхідну густину свіжоприготовленого розчину для компенсації вилученого розчину із умови, щоб у підсумку була густина

13. Кількість матеріалів для приготування 0, 2 м³ бурового розчину 1340 кг/м³ буде становити:

Коефіцієнт збільшення об’єму розчину за рахунок обважнення становить:

Таким чином кількість матеріалів на 0, 2 м³ бурового розчину буде дорівнювати:

Перевірка розрахунків:

14. Об’єм вилученого розчину становить:

15. Визначаємо об’єм 10 % водного розчину крохмального реагенту:

V_{10% К.Р.}=V_бр·0, 2=125·0, 2=25 м³

16. Об’єм свіжоприготовленого розчину густиною r=1340 кг/м³ становить:

V_св=V_бр·0, 2=125·0, 2=25 м³

17. Визначаємо кількість матеріалів на 25 м³ бурового розчину густиною 1340 кг/м³ виходячи із того, що в п.13 визначені їх кількості на 0, 2 м³.

Зрівнюючи отримані результати за 2 способом із результатами в п.8 очевидно, що два способи дають правильні розв’язки задач.