Файл: Выпускная квалификационная работа на тему " Технология бурения эксплуатационной скважины глубиной 4800 метров в условиях поглощения бурового раствора на месторождении Южный Небитдаг (Республика Туркменистан) " Выпускную квалификационную.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 02.05.2024
Просмотров: 155
Скачиваний: 0
СОДЕРЖАНИЕ
1. основные сведения о районе буровых работ
1.1. Состояние и изученности месторождения и анализ ранее проведенных работ
1.2. Целевое назначение скважины
1.3. Методика и объем ранее выполненных работ
2. Описание геологического месторождения
Рисунок 2.1. Структурная карта месторождения Юж.Небитдаг
2.5. Коллекторские свойства пород
2.6. Геотермическая характеристика месторождения
2.7. Возможные осложнения и авария при проводке
2.7.1. Поглощение бурового раствора
2.7.2. Нефтегазоводопроявления
2.7.3. Прочие возможные осложнения
2.8. Физико-механические свойства горных пород по разрезу скважины
2.9. Геофизические исследования при проводке
3.2. Выбор конструкции скважины
Рисунок 3.2. Буровая установка Уралмаш-3Д
3.5. Выбор породоразрушающего инструмента
3.6. Расчёт параметров режима бурения
3.7. Выбор вида и промывочной жидкости по слоям горных пород
3.8. Выбор бурильной колонны, компоновки ее низа, расчет бурильной колонны
3.9. Выбор аппаратуры для контроля процесса бурения, средств механизации и автоматизации
3.11. Выбор способа и расчет цементирования скважины
3.11.1. Технология цементирования
3.11.2. Расчёт одноступенчатого цементирования
3.13. Освоение и испытание скважины
3.14. Заканчивание и обоснование конструкции забоя
Предупреждение и борьба с поглощениями бурового раствора при бурении скважин
4.1. Причины поглощения промывочной жидкости
4.2. Методы исследования поглощающих зон в скважинах
4.3. Методы предупреждения и ликвидации поглощений.
4.4. Изоляция поглощающих горизонтов глиноцементными растворами
4.5. Тампонажные устройства для изоляции поглощающих зон
5. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН
5.1. Техника безопасности при бурении скважин
6. ЭКОНОМИКА И ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ
6.1. Геолого-экономическое обоснование необходимости строительства эксплуатационной скважины
От качества спроектированной конструкции скважины, ее соответствия геологическим условиям в значительной степени зависят надежность, технологичность, долговечность, производительность и стоимость строительства скважины.
При проектировании конструкции скважины для снижения риска и удешевления ее строительства стараются в полной мере использовать последние достижения и накопленный опыт строительства скважин в данном районе работ и в других районах, близких по геологическим условиям
В разделе проекта по вопросу крепления скважины решаются следующие задачи;
обоснование способа вскрытия продуктивного пласта и конструкции призабойной части скважины, обоснование конструкции скважины;
расчет обсадных колонн на прочность и выбор обсадных труб для комплектования;
установление интервалов цементирования обсадных колонн в соответствии с Правилами безопасности в нефтяной и газовой промышленности;
расчет цементирования обсадных колонн;
Из перечисленных задач здесь пока мы остановимся на задаче обоснования конструкции скважины. В свою очередь, она распадается на две части:
определение необходимого количества обсадных колонн для крепления ствола скважины и глубины спуска каждой колонны; согласование диаметров обсадных колонн и долот.
Исходные данные для проектирования конструкции скважины поступают от заказчика. Они включают следующие сведения, назначение и глубина скважины, проектный горизонт и характеристика породы-коллектора, геологический разрез в месте заложения скважины с выделением юн возможных осложнений и указанием пластовых давлений и давлений гидроразрыва пород по интервалам;
диаметр эксплуатационной колонны или конечный диаметр скважины, если спуск эксплуатационной колонны не предусмотрен.
Согласно совмещенного графика (рис.3.1) построенного с использованием прогнозных данных (пластовых давлений и давлений гидроразрыва пород слагающих разрез скважины) проектируется следующая конструкция скважины:
1. Спуск удлиненного направления Ø 530 мм в водонапорные горизонты на глубину 30 м, необходим для перекрытия верхней неустойчивой части разреза,
представленной рыхлыми песками плывунами, изоляции ствола скважины от гидростатический связанных с поверхностью вод и установки противовыбросового оборудования.
2. Спуск удлиненного направления Ø 430 мм в водонапорные горизонты на глубину 30 м, необходим для перекрытия верхней неустойчивой части разреза, представленной рыхлыми песками плывунами, изоляции ствола скважины от гидростатический связанных с поверхностью вод и установки противовыбросового оборудования.
3. Спуск кондуктора диаметром Ø 426 мм в водонапорные горизонты на глубину 400 м, необходим для перекрытия верхней неустойчивой части разреза, представленной рыхлыми песками плывунами, изоляции ствола скважины от гидростатический связанных с поверхностью вод и установки противовыбросового оборудования.
4. Спуск первой промежуточной колонны диаметром Ø 323,9 мм проектируется на глубину 1200 м, в пределах верхней зоны совместимых условий бурения, для перекрытия верхней неустойчивой части разреза скважины представленной песками и глинами, гидроизоляция ствола скважины от пластовых вод и эффективного управления скважиной при возможных ГНВП с помощью противовыбросового оборудования в процессе бурения под промежуточную колонну.
Высота подъема цемента за кондуктором – до устья.
Давление опрессовки кондуктора на воде – 100 кг/см2.
4. Ø 244,5 мм вторая промежуточная колонна проектируется спустить на глубину 3500 м в пределах зоны совместимых условий бурения для предотвращения поглощений бурового раствора плотностью 1,64 г/см3 при бурении под эксплуатационную колонну и эффективного управления скважиной при возможных ГНВП с помощью противовыбросового оборудования.
Высота подъема цемента за колонной – до устья.
Давление опрессовки второй промежуточной колонны на воде - 345 кг/см2.
6. Ø 139,7 мм эксплуатационная колонна спускается на проектную глубину 4800 м. с целью обеспечения необходимых условий заканчивания скважины и при испытании (опробовании) продуктивного горизонта.
Высота подъема цемента за колонной – до устья.
Давление опрессовки эксплуатационной колонны на воде – 525 кг/см2.
В соответствии с данными совмещенного графика давлений, определена и выбрана нижеследующая конструкция скважины:
№№ п/п | Наименование колонны | Диаметр колонны, мм | Глубина, интервал спуска колонны, м | Высота подъема цементного раствора, м |
1 | Шахтное направление | 630 | 5 | 5 |
2 | Удлиненное направление | 530 | 30 | 30 |
3 | Кондуктор | 426 | 400 | 400 |
4 | 1-ая промежуточная колонна | 323,9 | 1500 | 1500 |
5 | 2-ая промежуточная колонна | 244,5 | 3500 | 3500 |
6 | Эксплуатационная колонна | 139,7 | 4800 | 4800 |
Рис. 3.1. Совмещённый график давлений
3.3. Выбор профиля скважины
Для проектируемой скважины выбран вертикальный профиль скважины.
Выбор вертикального профиля в данном случае объясняется большим опытом и эффективным условиями добычи нефти при горизонтальном залегании полезного ископаемого, что обуславливает геологические условия месторождения.
3.4. Выбор буровой установки
Основным параметром буровой установки является грузоподъемность, определяющая конструкции и характеристики бурового и энергетического оборудования, входящего в нее. Потребная грузоподъемность буровой установки зависит от конструкции скважины, которая определяет нагрузки, возникающие при спуске и подъеме бурильной и обсадной колонн. Так как вес бурильной колонны, как правило, больше веса обсадной колонны, спускаемой после завершения бурения определенного интервала, грузоподъемность буровой установки должна соответствовать весу бурильной колонны. Однако не исключены случаи, когда вес обсадной колонны может превысить вес бурильной и когда в связи с затяжками и прихватами последней грузоподъемность буровой установки должна быть больше веса бурильной колонны.
Поэтому буровые установки должны характеризоваться номинальной грузоподъемностью, при которой осуществляется длительная эксплуатация оборудования, и максимальной грузоподъемностью, определяемой кратковременными перегрузками оборудования. Естественно, что разница между номинальной и максимальной грузоподъемностью должна увеличиваться с ростом глубины скважины, так как возможности кратковременной перегрузки оборудования при бурении глубоких скважин значительно больше, чем при бурении мелких скважин.
Начнем подбор буровой установки:
При глубине бурении скважины 4800 метров наибольший вес у первой промежуточной колонны: Q = 146300 кг, удельный вес бурового раствора
Хб.р = 1,34 г/см3
Плотность материала трубы X
м = 7,85 г/ см3.
Нагрузка на крючке
K- коэффициент, учитывающий растяжения, трение колонны; K=1,25.
Тогда
В качестве базовой примем буровую установку «Уралмаш 3Д–76» грузоподъемностью крюка 225т. Эта буровая установка относится к 6 классу. Относится к типу БУ-4000.Характеристики установки приведены в таблице 3.4.1.
Таблица 3.4.1. Характеристики буровой установки Уралмаш-3Д
Характеристики | Показатели |
Высота вышки | 53 м |
Грузоподъемность | 3200 кН |
Номинальная глубина бурения (буровая колонна 4 ½’’) | 3600-5000 м |
Максимальная нагрузка на крюк | 2250-3200 кН |
Номинальная мощность буровой лебедки | 1200 кВт |
Оснастка талевой системы | 6х7 |
Диаметр троса | 32 мм |
Мощность буровых насосов | 600 кВт |
Максимальная нагрузка на насос | 25 МПа |
Предельно возможная подача | 51,9 л/с |
Диаметр проходного отверстия ротора | 700 мм |
Мощность привода ротора | 350 кВт |