ПРИЛОЖЕНИЕ 9

РАСЧЕТЫ ПРИ СОСТАВЛЕНИИ ПРОЕКТА ЛИКВИДАЦИОННОГО ТАМПОНИРОВАНИЯ

1. Расчет объема тампонирующей смеси

V = 0,785 (d12 k12 α1 + d22 k22 α2 + ... dn2 kn2 αn), (11)

где d1; d2; ... dn– диаметр скважины, м; k1; k2....

kn – коэффициент разработки ствола скважины; α1; α2...

αn – высота интервала тампонирования, м.

2. Потребное количество исходных компонентов для приготовления 1 м3 смеси

М1 = (ρсм х1) / ( х1 + х2+ ...хn), (12)

где М1 - масса одного из компонентов, кг; ρсм – плотность тампонирующей смеси, кг/м3; х1 ; х2 ...хn – значение весовой части компонента.

3. Расчет объема продавочной жидкости

Vпр= 0,785d2(α – l) + Vm, (13)

где d– внутренний диаметр заливочных труб, м; α – длина колонны заливочных труб, м: l– длина заливочных труб, в которых остается тампонирующая смесь ( 10-15 м); Vm- объем продавочной жидкости, помещающийся в обвязке бурового насоса, м3.

4. Расчет давления насоса в конце продавки

Рн=Р1+Р2 , (14)

где Р1 – давление, обусловленное разностью плотностей тампонирующей смеси и продавочной жидкости, кгс/см2.

Р1= 1/10[(α - l) (ρст - ρж) ], (15)

α – высота интервала тампонирования, м; l– высота тампонирующей смеси, остающейся в бурильных трубах, м; ρст – плотность тампонирующей смеси, г/см3; ρж – плотность продавочной жидкости, г/см3.

Р2 – давление, необходимое для преодоления гидравлических сопротивлений, кгс/см2, определяется:

а) для скважин глубиной до 1000м

Р2 = 0,01 Н+8, (16)

Н – глубина скважины, м;

б) для скважин глубиной свыше 1000 м

Р2 = 0,01 Н+16. (17)

Давление, развиваемое насосом при продавке глиноцементного раствора, определяется:

РН = 4НРм/d0, (18)

Рм – пластическая прочность структуры глиноцементного раствора к моменту закачки продавочной жидкости, кгс/см2 ; d0– внутренний диаметр бурильных труб, м.

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

ПОТРЕБНОЕ КОЛИЧЕСТВО МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ 1 м3 ГЛИНИСТОГО РАСТВОРА

Плотность глинистого раствора, кг/м3 Материал, м3 Плотность исходного глинистого сырья, кг/м3
1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500 2600 2700 2800
1180 глина 0,225 0,200 0,180 0,164 0,150 0,138 0,129 0,120 0,112 0,106 0,100
вода 0,850 0,880 0,900 0,920 0,940 0,950 0,960 0,970 0,980 0,980 0,990
1200 глина 0,250 0,222 0,200 0,182 0,167 0,154 0,143 0,133 0,125 0,116 0,111
вода 0,830 0,860 0,880 0,900 0,920 0,930 0,940 0,950 0,960 0,970 0,980
1220 глина 0,275 0,244 0,220 0,200 0,183 0,169 0,157 0,147 0,137 0,129 0,122
вода 0,800 0,830 0,860 0,880 0,900 0,910 0,930 0,940 0,950 0,960 0,970
1240 глина 0,300 0,267 0,240 0,218 0,200 0,185 0,171 0,160 0,150 0,141 0,133
вода 0,770 0,810 0,840 0,860 0,880 0,900 0,910 0,920 0,940 0,940 0,960
1260 глина 0,325 0,289 0,260 0,236 0,217 0,198 0,186 0,173 0,162 0,153 0,144
вода 0,740 0,780 0,810 0,840 0,860 0,880 0,900 0,910 0,920 0,930 0,940
1280 глина 0,350 0,311 0,280 0,254 0,233 0,215 0,200 0,187 0,175 0,165 0,156
вода 0,720 0,760 0,790 0,820 0,840 0,860 0,880 0,900 0,910 0,920 0,930
1300 глина 0,375 0,333 0,300 0,272 0,250 0,231 0,221 0,200 0,187 0,176 0,167
вода 0,690 0,730 0,770 0,800 0,830 0,840 0,860 0,880 0,900 0,910 0,920

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

ОБЪЕМ СКВАЖИНЫ, м3

Глубина, м Диаметр породоразрушающего инструмента, мм
59 76 93 112 132 152
10 0,027 0,045 0,068 0,098 0,137 0,181
20 0,054 0,090 0,136 0,197 0,274 0,363
30 0,081 0,135 0,204 0,295 0,410 0,544
40 0,109 0,180 0,271 0,393 0,547 0,725
50 0,137 0,225 0,339 0,492 0,684 0,907
100 0,273 0,450 0,679 0,985 1,379 1,817
200 0,546 0,900 1,358 1,969 2,758 3,627
300 0,819 1,350 2,037 2,954 4,137 5,441
400 1,092 1,800 2,716 3,939 5,479 7,256
500 1,365 2,250 3,395 4,924 6,846 9,070
600 1,638 2,700 4,074 5,908 8,207 10,844
700 1,911 3,150 4,753 6,893 9,574 12,698
800 2,184 3,600 5,432 7,971 11,170 14,512
900 2,457 4,050 6,111 8,862 12,566 16,326
1000 2,730 4,500 6,789 9,847 13,799 18,140

ПРИЛОЖЕНИЕ 12

ВНУТРЕННИЙ ОБЪЕМ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ, м3

Длина, м Тип и диаметр бурильных труб, мм
42 50 ССК-59 ССК-76 КССК-76
10 0,008 0,012 0,016 0,029 0,028
100 0,080 0,119 0,161 0,286 0,282
200 0,160 0,238 0,322 0,572 0,564
300 0,240 0,358 0,483 0,858 0,846
400 0,320 0,477 0,644 1,144 1,128
500 0,402 0,596 0,805 1,430 1,410
1000 0,803 1,192 1,610 2,860 2,820

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

РЕКОМЕНДУЕМЫЕ СХЕМЫ ТАМПОНИРОВАНИЯ С УСТАНОВКОЙ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫХ ПРОБОК

а) – на границах коренных и рыхлых отложений, б) – в зоне горной выработки,

в) – в случае обожженных пластов полезного ископаемого, г) – в соляной толще,

д) – в зоне водоносного горизонта;

1 – разделительная пробка, 2 – глина, 3 – тампонирующая смесь, 4 – магнезиальный цемент, 5 – обезвоженная соль, 6- песок

ПРИЛОЖЕНИЕ 14

ПРИМЕР РАСЧЕТОВ ПРИ СОСТАВЛЕНИИ ПРОЕКТА ЛИКВИДАЦИОННОГО ТАМПОНИРОВАНИЯ

На угольном месторождении (рис.8 а)

Исходные данные: глубина скважины – 550м, диаметр -76мм, на глубине 300 м перебурен угольный пласт мощностью 0,6м и на глубине 535 м и угольный пласт нерабочей мощности. Коэффициент, учитывающий разработку ствола скважины, составляет по данным кавернометрии 1,1.

Интервал скважины от 550 до 307 м тампонируется составом 1 (прил.3), используется тампонажный цемент марки «500». Объем тампонирующей смеси, закачиваемой через колонну бурильных труб, определяется по формуле (11):

V1= 0,785 (76 · 10-3)2 1,1 · 243 = 1,21 м3.

Потребное количество цемент на 1 м3 смеси.

Мц = 1670,1/(1+1+0,8) = 600 кг.

Потребное количество компонентов для приготовления 1,21 м3 тампонирующей смеси, кг:

Цемент ...............................................................276

Суглинок ............................................................726

Са Сl2(4% от массы цемента) ...................................29

Объем продавочной жидкости определяется по формуле (13):

Vпр = 0,785 (39 · 10-3)2 (550-10) +0,2 =0,85 м3.

Давление насоса Р, кгс/см2 при закачке продавочной жидкости определяется по формулам (14) – (16):

Рн = Р1+Р2 = 11+13,5 = 24,5,

Р1 = 1/10 (243-20) (1,57-1,2) = 11,

Р2 = 0,01 · 550 + 8 =13,5

Интервал скважины между разделительными пробками заполняется глиной с порейсовым требованием. Высота интервала определяется предполагаемой мощностью зоны обрушения. В данном случае она должна быть не менее 44- кратной мощности угольного пласта, что составляет 26,4 м над кровлей угольного пласта. Расход глины – 315 кг.

Рис. 8 Схема ликвидационного тампонирования:

а) на угольном месторождении, б) на месторождении соли;

1 – почвенный слой, 2 – репер (бетонная плита), 3 - тампонирующая смесь (состав 1),

4 – разделительная пробка, 5 – глина, 6 – тампонирующая смесь (состав 1), 7 - репер (механическая заглушка),

8 – песок, 9 – тампонирующая смесь (состав 10), 10 – место отбора пробы тампонажного камня

Интервал скважины от глубины 272 м до устья тампонируется составом 1. Объем тампонирующей смеси равен:

V2=0,785 (76 · 10-3)2 · 1,1 · 272=1,35 м3.

Потребное количество компонентов для приготовления 1,35 м3 тампонирующей смеси, кг:

Цемент............................................................810

Суглинок.........................................................810

Объем продавочной жидкости

Vпр = 0,785 (39 · 10-3)2(272-10)+0,2=0,5м3.

На месторождении соли (рис. 8б)

Исходные данные: глубина скважины – 550м, диаметр бурения – 93мм, до глубины 220 м скважина обсажена трубами диаметром 108 мм при диаметре бурения 112 мм. В интервале глубин 250-260 м имеется водоносный горизонт, в интервале 470-500 м перебурена залежь калийной соли. Коэффициент разработки ствола скважины составляет 1,1 по данным кавернометрии, а в интервале залежи калийной соли – 1,5.

Интервал скважины от 550 до 510 м тампонируется составом 1.

Объем тампонирующей смеси

V1= 0,785(93 · 10-3)21,1 · 40=0,3 м3.

Потребное количество компонентов, кг:

Цемент............................................................180

Суглинок.........................................................180

CaCl2.................................................................7

Объем продавочной жидкости

Vпр= 0,785(39 · 10-3)2(550-10)+0,2=0,85м3.

Давление насоса Р, кгс/см2 при закачке продавочной жидкости:

Рн= 1,5+13,5 =15,

Р1= 1/10 (40-10) (1,67-1,2) = 1,5

Р2=0,01 · 550 +8 =13,5

Интервал скважины от 500 до 465 м тампонируется составом 10.

Объем тампонирующей смеси

V2= 0,785 (95 · 10-3)21,5 · 35=0,35 м3.

Потребное количество компонентов, кг:

Каустические магнезитовый

порошок................................................260

Песок ...................................................130

Глина .....................................................26

Насыщенный раствор MgCl.......................200 л

Объем продавочной жидкости

Vпр= 0,785(39 · 10-3)2(500-10)+0,2=0,8 м3.

Интервал скважины от 455 до 270 м тампонируется составом 1.

Объем тампонирующей смеси

V3= 0,785 (93 · 10-3)21,1 · 185=1,38 м3.

Потребное количество компонентов, кг:

Цемент............................................................830

Суглинок.........................................................830

CaCl2.................................................................33

Объем продавочной жидкости

Vпр= 0,785(39 · 10-3)2(455-10)+0,2=0,75 м3.

После схватывания проб, отобранных на поверхности из этой порции тампонирующей смеси, проводится отбор пробы тампонажного камня из скважины в интервале глубин 270-271 м.

Интервал скважины от 260 до 230 м тампонируется песком.

Расход песка 650 кг.

Интервал скважины от 210 м до устья (в обсадных трубах) тампонируется составом 3. Объем тампонирующей смеси

V4= 0,785 (99 · 10-3)2210=1,6 м3.

Потребное количество компонентов, кг:

Цемент............................................................250

Суглинок.........................................................750

Объем продавочной жидкости

Vпр= 0,785(39 · 10-3)2(210-10)+0,2=0,45 м3.

Временная инструкция по проведению ликвидационного тампонирования геологоразведочных скважин на твердые полезные ископаемые

Редактор О.Г. Курчашова

Подписано к печати 6.06.93. Формат 60 х 90 1/16

Уч. – изд. л. 2,8. Тираж 3000 экз. Заказ №238

ВИТР, 199106, С.- Петербург, ул. Весельная, 6

Ротапринт ВИТРа