Cimentarea coloanelor

Cimentarea coloanelor

Notiuni generale

Prin cimentare se intelege plasarea unei paste liante in spatiul inelar al coloanelor de burlane.

Prin cimentarea spatiului inelar, se impiedica circulatia nedorita a fluidelor din spatele coloanelor, dintr-un strat in altul ,spre suprafata sau in interiorul lor, prin perforaturi ori pe la siu.

Prin intermediul cimentului , burlanele sunt solidarizate de peretii gaurii de sonda.ca urmare , coloanele tubate sunt capabile sa preia sarcinile axiale create de greutatea proprie, de greutatea lainerelor si a coloanelor agatate de ele, de presiunea exercitata in prevenitoare sau in capul de eruptie. Se mareste capacitatea portanta a coloanelor la presiune exterioara sau interioara.

Prin etansarea spatiului inelar, burlanele sunt protejate in exterior de actiunea agresiva a apelor subterane mineralizate.

Acestea sunt indeplinite  in totalitate doar daca noroiul aflat in spatiul inelar ce urmeaza a fi cimentat este complet inlocuit si se formeaza un inel de ciment uniform, rezistent si impermeabil , aderent atat la burlane cat si la rocile din jur.

Cimentarea coloanelor de burlane se considera reusita atunci cand pasta s-a ridicat pana la inaltimea dorita si cand nu exista viituri de fluide din stratele izolate, pe la siul lor ori prin spatiul inelar in exterior.

La reusita unei operatii de cimentare contribuie si o serie de factori geologici, tehnici sau tehnologici care influenteaza in diverse procente procesul de cimentare.

Cimentarea coloanei de ancoraj

1. Adancimea de cimentare

2. Proprietatile pastei de ciment

a. densitatea.

b. proprietati reologice.

3. Volumul de pasta de ciment.

4. Cantitati de materiale

a. unitare

b. totale

5. volumul noroiului de refulare

6. volumul interior al coloanei

7. numarul de autocontainere

Cimentarea coloanei intermediare

1. Adancimea de cimentare

2. Proprietatile pastei de ciment

a. densitatea

b. proprietati reologice

3.Volumul de pasta de ciment

unde:

4. Cantitati de materiale

a. Unitare

b. totale

5. Volumul fluidelor de refulare

6. Volumul interior al coloanei

7. Numarul de autocontainere

Cimentarea lainerului

1. Adancimea de cimentare

2. Proprietatile pastei de ciment

a. densitatea

b. Proprietati reologice

3. Volumul pastei de ciment

4. Cantitati de materiale

a. unitare

b. Totale

5. Volumul noroiului de refulare

6. Volumul interior al coloanei

7. Numarul de autocontainere

Cimentarea coloanei de exploatare

1. Adancimea de cimentare

2. Proprietatile pastei de ciment

a. Densitatea

b. Folosim ciment S2 cu urmatoarele proprietati reologice:

3. Volumul de pasta de ciment:

Diametrul gaurii de sonda netubate.

Diametrul interior al coloanei intermediare pe intervalul (2200-2800)

Aria exterioara netubata

Aria exterioara tubata in dreptul coloanei intermediare.

Aria exterioara tubata in dreptul lainerului.

Volumul noroiului separator si proprietatile lui.

Diametrul interior mediu al coloanei de 5in.

unde:

Diametrul interior mediu al coloanei de 5^1/2in.

Aria interioara medie a coloanei de 5in

Aria interioara medie a coloanei de 5^1/2in

Aria interioara medie

Volumul de pasta necesar.

4.cantitati de materiale.

a. unitare

Volumul de ciment folosit pentru un m³ de pasta.

Volumul de apa folosit pentru a prepara un m³ de pasta.

Cantitatea unitara de ciment

Cantitati totale.

5. Volumul fluidelor de refulare

6. Volumul interior al coloanei

7. Numarul de autocontainere

Alegem agregatul de cimentare.

Vom folosi ACF-700 cu caracteristicile.

- diametrul plungerelor

- randamentul volumic

Debitul real al agregatului este:

Numarul de autocontainere necesare unui agregat va fi:

Debitul de pompare al noroiului se poate stabili astfel incat miscarea pastei de ciment in spatiul inelar sa fie turbulenta. In acest caz, numarul Hedstrom pentru miscarea pastei in spatiul inelar netubat va fi:

Viteza critica.

Debitul critic

Se admite ca:

Debitul de pompare a fluidului separator

Debitul de pompare a pastei de ciment.

Debitul de noroi de refulare.

Caderile de presiune pe lungimea l sunt calculate cu formula lui Darcy-Weissbach.

unde:

si

Viteza de curgere a pastei in spatiul inelar

Viteza de curgere a fluidului separator.

Viteza de curgere a noroiului de refulare

Aria exterioara medie.

Diametru exterior mediu

Viteza de curgere a pastei in exteriorul coloanei.

Viteza de curgere a fluidului separator in exteriorul coloanei

Viteza de curgere a noroiului de refulare in exteriorul coloanei

Presiunea la manifold se calculeaza cu formula

Debitul insa se imparte la 2 deoarece sunt doua conducte colectoare pana la capul de cimentare

Presiunea pastei de ciment la manifoldul de pompare

Presiunea fluidului separator la manifoldul de pompare

Presiunea noroiului de refulare la manifoldul de pompare

Diametrul exterior mediu

Diametrul echivalent

Calculam numerele Reynolds si Bingam

Determinam λ din grafic si valorile gasite le punem in urmatorul tabel:

Incepe cimentarea

Lungimea fluidului separator in interior

Lungimea pastei de ciment in interiorul coloanei

Lungimea noroiului de refulare in interiorul coloanei

Pasta ajunge la siul coloanei de 5in

Inaltimea coloanei de pasta de ciment in exteriorul coloanei

Luam inaltimea fluidului separator de 200m

Sfarsitul operatiei de cimentare

1. Incepe pomparea fluidului separator

Presiunea la capul coloanei va fi:

2. Sfarsitul pomparii fluidului separator

3. Incepe pomparea pastei de ciment

4. Sfarsitul pompari pastei de ciment.

In acest caz vom considera presiunea de pompare egala cu presiunea de la manifoldul de pompare.

Vom considera presiunea in capul coloanei de 0 bar

5. Incepe pomparea noroiului de refulare

Vom considera presiunea de pompare egala cu cea de la manifoldul de pompare

Consideram.

6. Pasta de ciment ajunge la siu.

Vom considera presiunea de pompare egala cu presiunea de la manifoldul de pompare

7. Sfarsitul operatiei de cimentare

Durata operatiei de cimentare .