Расчёты при регулировании свойств тампонажных материалов

1. Объём раствора (V1), который можно получить из 1 тонны смеси цемента с каким либо компонентом рассчитывается по формуле:

Расчёты при регулировании свойств тампонажных материалов - №1 - открытая онлайн библиотека (1)

Где Ц - масса цемента, т

А – водоцементное отношение;

Б – отношение компонента, входящего в состав смеси, к цементу;

Расчёты при регулировании свойств тампонажных материалов - №2 - открытая онлайн библиотека – плотность цемента, т/м3;

Расчёты при регулировании свойств тампонажных материалов - №3 - открытая онлайн библиотека - плотность компонента, входящего в состав смеси, т/м3

Объём раствора (V2), который можно получить из 1 тонны цемента рассчитывается по формуле:

Расчёты при регулировании свойств тампонажных материалов - №4 - открытая онлайн библиотека (2)

Пример

Рассчитать выход раствора из 1 т цементно-песчаной смеси и 1 т цемента, если:

В/С = 0,44; содержание песка в смеси – 30%; плотность цемента – 3,2 г/см3; плотность песка 3,1 г/см3

Решение

Расчёты при регулировании свойств тампонажных материалов - №5 - открытая онлайн библиотека

Расчёты при регулировании свойств тампонажных материалов - №6 - открытая онлайн библиотека

2. Плотностьцементного раствора является функцией плотностей сухого порошка, жидкости затворения (воды, раствора солей и т. д.) и водосодержания и может быть определена по формуле:

Расчёты при регулировании свойств тампонажных материалов - №7 - открытая онлайн библиотека (3)

Пример 1

Рассчитать плотность раствора из смеси цемента с микросферами (МС), если:

В/С = 0,7; содержание МС в смеси – 20%; плотность цемента – 3,2 г/см3; плотность МС - 0,400 г/см3

Решение

Расчёты при регулировании свойств тампонажных материалов - №8 - открытая онлайн библиотека

Пример 2

Рассчитать плотность раствора из цемента, если:

В/С = 0,5; плотность цемента – 3,2 г/см3

Решение

Расчёты при регулировании свойств тампонажных материалов - №9 - открытая онлайн библиотека

3. Объём тампонажного раствора, необходимый для крепления обсадной колонны, рассчитывается по формуле:

Vp = 0,785 (КD2 – d2) х Lр + Vст (4)

Где D, d – номинальный диаметр скважины и наружный диаметр обсадной

колонны, м

К - коэффициент кавернозности – отношение фактического объёма скважины к номинальному (выдаётся геологической службой)

Lр - длина участка затрубного пространства, заполняемого

тампонажным раствором, м

Vст - объём цементного стакана, оставляемого в обсадной колонне, м3

4. Количество воды для приготовления 1 м3 тампонажного раствора рассчитывается по формуле:

Vв = АЦ (5)

Где Vв - объём воды затворения, м3

Ц - масса цемента, т

А – водоцементное отношение

5. Потребность сухого тампонажного материала (смеси) для приготовления 1 м3 тампонажного раствора заданной плотности рассчитывается по формуле:

Расчёты при регулировании свойств тампонажных материалов - №10 - открытая онлайн библиотека (6)

Где Расчёты при регулировании свойств тампонажных материалов - №11 - открытая онлайн библиотека , Расчёты при регулировании свойств тампонажных материалов - №12 - открытая онлайн библиотека , Расчёты при регулировании свойств тампонажных материалов - №13 - открытая онлайн библиотека , – плотность смеси, тампонажного раствора и жидкости затворения, кг/м3 ;

Пример

Рассчитать объём тампонажного раствора, количество портландцемента, облегчённого цемента и воды для крепления обсадной колонны, если:

D – 0,216 м;

d – 0,168 м;

К - 1,2;

L - 3000 м (интервал 0-2500 м цементируется облегчённым цементом плотностью 2,4 г/см3 , интервал 2500 – 3000 м цементируется цементом нормальной плотности – 3,0 г/см3 );

Vст - 10 м3;

В/С = 0,8 (для облегчённого цемента);

В/С = 0,5 ( для цемента нормальной плотности).

Решение

Необходимый объём облегчённого цементного раствора:

Vоб.p = 0,785 (1,2 х 0,2162 – 0,1682) х 2500 = 54,25 м3

Необходимый объём цементного раствора нормальной плотности с учётом объёма цементного стакана:

Vн.p = 0,785 (1,2 х 0,2162 – 0,1682) х 500 + 10 = 20,85 м3

Потребность облегчённого тампонажного материала:

Расчёты при регулировании свойств тампонажных материалов - №14 - открытая онлайн библиотека

Потребность тампонажного материала нормальной плотности:

Расчёты при регулировании свойств тампонажных материалов - №15 - открытая онлайн библиотека

Количество воды для приготовления облегчённого тампонажного раствора:

Vв.1 = 0,8 х 46,5 = 37,2 м3

Количество воды для приготовления тампонажного раствора нормальной плотности:

Vв.2 = 0,5 х 26,6 = 13,3 м3