Разобщение пластов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Муниципальное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

Муравленковский многопрофильный колледж

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к практическому занятию на тему «Разобщение пластов»

по дисциплине «Бурение нефтяных и газовых скважин»

для специальности

0906 Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

АХУНДОВА Л.А.



Практическое занятие. Выбор рациональной конструкции скважины

1. Общие сведения

Под конструкцией скважины понимается количество спущенных в скважину обсадных колонн, их размеры - длина и диаметр, диаметры долот под каждую обсадную колонну и высота подъёма цемента за каждой из колонн.

Рис. 1.1. Конструкция скважины

Исходными данными для проектирования конструкции скважины являются

- назначение и глубина скважины;

- геологический разрез;

- особенности бурения в данном районе;

- интервалы залегания продуктивных пластов;

- характеристика проницаемых горизонтов и продуктивной залежи.

К конструкции скважины предъявляются следующие требования, т.е. она должна обеспечить:

- долговечность скважины как технического сооружения;

- надёжную изоляцию всех проницаемых горизонтов;

- сохранность запасов жидких и газообразных полезных ископаемых;

- минимум затрат на единицу добываемой продукции;

- возможность бурения до проектной глубины без опасности возникновения серьёзных осложнений.

Выбор и расчёт конструкции скважины заключается в определении:

- конструкции призабойного участка скважины;

- вида обсадных колонн (кондуктор, промежуточная, эксплуатационная);

- числа обсадных колонн;

- глубины их спуска;

- диаметра эксплуатационной колонны;

- диаметра обсадных труб;

- типа резьбовых соединений обсадных труб;

- диаметра долот, которыми бурят под каждую обсадную колонну;

- высоты подъёма тампонажного цементного раствора в затрубном пространстве.

2. Цели работы

Основная цель: научить выбирать конструкцию скважины расчетным путем и по номограмме

Вспомогательные цели:

- научить правильно вычерчивать технический разрез скважины;

- научить определять рациональность конструкции скважины.



3. Методика решения задачи

Выбор количества обсадных колонн и глубины их спуска

При проектировании конструкции скважины в первую очередь выбирается число обсадных колонн и глубины их спуска, исходя из совместимых условий бурения отдельных интервалов ствола.

Под несовместимостью условий бурения понимается такое их сочетание, когда заданные параметры технологических процессов бурения нижележащего интервала скважины вызовут осложнения в пробуренном вышележащем интервале, если последний не закреплён обсадной колонной, а проведение дополнительных технологических мероприятий по предотвращению этих осложнений невозможно или экономически невыгодно.

Выбор количества обсадных колонн и глубины их спуска проводится в следующем порядке:

1. Глубина спуска направления устанавливается, исходя из геокриологической характеристики верхней части геологического разреза (обычно 0-200 м).

2. Глубина спуска кондуктора определяется в соответствии с требованиями крепления верхних неустойчивых отложений и изоляции верхних водоносных или поглощающих горизонтов (обычно до 800 м).

3. Для выбора количества промежуточных колонн и глубины их спуска строится график совмещённых давлений, характеризующий изменение давлений пластового(порового), гидроразрыва пород и плотности бурового раствора с ростом глубины скважины в координатах глубина-эквивалент градиента давления. График совмещённых давлений приведён на рисунке 3.1.



Рис. 3.1. График совмещенных давлений

Зоны совместимых условий бурения представляют собой зоны крепления скважин обсадными колоннами. Число зон определяют число обсадных колонн. Глубина спуска обсадной колонны принимается на 10-20 м выше окончания зоны крепления (зоны совместимых условий бурения), но не выше глубины начала следующей зоны совместимых условий.

В задании к практическому занятию приведены зоны совместимых условий бурения.

4. Глубина спуска эксплуатационной колонны определяется местоположением продуктивных пластов, способами заканчивания и эксплуатации скважины, а также конструкцией забоя скважины.

В задании даётся глубина скважины, которая и является глубиной спуска эксплуатационной колонны.

Определение диаметров обсадных колонн и долот под каждую колонну

Диаметр эксплуатационной колонны выбирается в зависимости от назначения скважины и возможного суммарного дебита продуктивного пласта, а также цели бурения и способа эксплуатации скважины в последний период её жизни и определяется заказчиком на буровые работы.

Диаметр долота под эксплуатационную колонну определяется для разведки и добычи отдельно, т.к. для разведки применяется роторный способ бурения, а для добычи - бурение забойным двигателем.

Для разведки диаметр долота под эксплуатационную колонну определяется по формуле

Dэд = dм + 2н, (3.1.)

где Dд- диаметр долота, мм

dм - диаметр муфты эксплуатационной колонны, мм(см.рис.1.2.)

н - диаметральный зазор между стенкой скважины и муфтой обсадной трубы (см.рис.3.2.).

Для обсадной трубы диаметром 146 мм диаметр муфты=166 мм, а диаметральный зазор=25, т.к. при разведке он должен быть максимальным.

Тогда

Dэд=166+2*25=216 мм

По ГОСТ 20692-75 (см. рис.3.2.) выбирается ближайший диаметр долота Dд=215,9 мм.

Для добычи используется турбинный способ бурения. Для данной задачи выбирается турбобур З ТСШ-195ТЛ, у которого наружный диаметр Dт/б=195 мм,

Тогда

Dэд = Dт/б+2н, (3.2.)

где Dт/б - диаметр турбобура,

н - диаметральный зазор между стенкой скважины и турбобуром,

н=10 мм.

Dэд=195+2*10=215 мм.

Диаметры промежуточных колонн и кондукторов, а также диаметры долот для бурения стволов под каждую из обсадных колонн находятся расчётным путём или по номограмме 3.2, в соответствии с радиальным зазором между долотом и внутренней поверхностью той колонны, через которую оно должно проходить при бурении скважины - в (в?3-5 мм). Диаметры долот определены по формулам (3.1.) и (3.2.), а внутренний диаметр предыдущей обсадной колонны, в которую должно пройти долото определяется по формуле(3.3.).

dпред=Dд+2в (3.3.)

Наружный диаметр - по формуле (3.4.)

Dнпред= dпред+2&, (3.4.)

где & - наибольшая возможная толщина стенки труб данной обсадной колонны.

Полученные результаты сравниваются с номенклатурой труб (см. рис.3.2.).



Рис. 3.2. Номограмма для выбора диаметра обсадных колонн и долот

Высота подъёма цементного раствора за обсадными колоннами (интервал цементирования) выбирается с учётом ЕТП («Единые технические правила при ведении буровых работ»).

- за кондуктором - до устья скважины;

- за промежуточными колоннами нефтяных скважин, проектная глубина которых до 3000 м,- с учётом геологических условий, но не менее 500 м от башмака колонны;

-за промежуточными колоннами разведочных, поисковых, параметрических, опорных, газовых и нефтяных (вне зависимости от глубины спуска промежуточных колонн) скважин проектной глубиной более 3000 м- до устья скважины;

-за эксплуатационными колоннами нефтяных скважин - с учётом перекрытия башмака предыдущей колонны не менее 100 м, это условие сохраняется для газовых и разведочных скважин при обеспечении герметичности соединений.

Во всех остальных случаях тампонажный раствор должен подниматься до устья скважины.

Результаты заносятся в таблицу 3.1 и строится технический разрез скважины (рис.3.3.).

Таблица 3.1

Элементы конструкции скважины	Интервал зоны совместимых условий бурения	Диаметр обсадной колонны, мм	Тип резьбового соединения	Диаметральный зазор, мм	Диаметр долота, мм	Глубина спуска колонны, м	Интервал цементирования, м
Кондуктор	0-400	324	Норм.	21	393,7	380	0-380
Промежуточная колонна	400-820	245	ОТТМ	25	295,3	800	280-800
Эксплуатационная колонна	820-1700	146	ОТТМ	25(10)	215,9	1700	700-1700

Глубина, м	Интервалы совместимых условий бурения	Элементы конструкции скважины 324 245 146
200 400 600 800	0		280
		380	700
	400-820
		800
1000 1200 1400 1600	820-1700	1700
1800

Рис. 3.3. Технический разрез скважины

4. Пример решения задачи

скважина конструкция вычерчивание глубина

Условие задачи: Выбрать конструкцию вертикальной нефтяной скважины: количество, глубины спуска, диаметры обсадных колонн, диаметры долот, высоты подъёма цементного раствора за обсадными колоннами.

Исходные данные:

Глубина скважины Н=1700 м.

Цель бурения - разведка на нефть.

Диаметр эксплуатационной колонны Дн=146 мм.

Зоны совместимых условий бурения:

Интервал Н1 - 0 - 400 м.;

интервал Н2 - 400 - 820 м.;

интервал Н3 - 820 - 1700 м.

Для разведки Дэд определяется по формуле (3.1)

Дэд= 166+2*25=216 мм.

Дэд=215,9 мм.

Внутренний диаметр промежуточной колонны определяется по формуле (3.3)

dпред=Дэд+2в

dпред=215,9+2*5226 мм.

Наружный диаметр промежуточной колонны определяется по формуле (3.4)

Дн пред=226+2*9=244 мм.

По номенклатуре обсадных труб определяются для промежуточной колонны трубы диаметром245 мм. с толщиной стенки 9 мм. Диаметр долота под промежуточную колонну

Дпрд=270+2*13=296 мм.

По ГОСТу принимается долото диаметром

Дпрд295,3 мм.

Определяется внутренний диаметр кондуктора

dк= Дпрд+2*в

dк=295,3+2*5=305,3 мм.

Наружный диаметр кондуктора

Днк=305,3+2*9,5=324,3 мм.

По номенклатуре обсадных труб принимаются трубы с наружным диаметром 324 мм. и с толщиной стенки =9,5 мм.

Результаты заносятся в таблицу.

Затем конструкция скважины выбирается по номограмме (3.2) и результаты сравниваются.

Если они совпадают, как в данном примере, то конструкция скважины считается рациональной.

Если полученные результаты не совпадают, то за рациональную принимается та конструкция скважины, в которой получены наименьшие диаметры долот.

По окончательным результатам строится технический разрез скважины и определяются интервалы цементирования:

- за кондуктором до устья 0-380 м.;

- за промежуточной колонной 280 - 800 м.;

- за эксплуатационной колонной 700-1700 м.

5. Задание по вариантам

В данной практической работе необходимо решить следующую задачу:

Задача. Выбрать конструкцию вертикальной нефтяной скважины: количество, глубины спуска, диаметры обсадных колонн, диаметры долот, высоты подъёма цементного раствора за обсадными колоннами.

Цель бурения и диаметр эксплуатационной колонны:

- для нечётных вариантов - разведка на нефть и Dн=146 мм;

- для чётных - добыча нефти и Dн=168 мм.

Остальные исходные данные берутся из таблицы 5.1 по вариантам. Номер варианта определяется по списку в классном журнале.

Таблица 5.1 - Исходные данные к задаче

		Характеристика зон совместимых условий бурения
		зона 1	зона 2	зона 3
Варианты	Глубина скважины	Интервал Н1, м	Максимальное плстовое давление Рпл, МПа	Минимальное давле-ние гидроразрыва Ргр, МПа	Интервал Н2, м	Максимальное пластовое давление Рпл, МПа	Минимальное давле-ние гидроразрыва Ргр, МПа	Интервал Н3, м	Максимальное пластовое давление Рпл, МПа	Минимальное давле-ние гидроразрыва Ргр, МПа
1,2 3,4 5,6 7,8 9,10 11,12 13,14 15,16 17,18 19,20 21,22 23,24 25,26 27,28 29,30	1800 2450 1900 2500 2000 2550 2050 2600 2100 2650 2150 2700 2200 2750 2300	0-300 0-400 0-350 0-450 0-400 0-500 0-450 0-550 0-500 0-600 0-550 0-650 0-600 0-700 0-650	3,8 4,7 4,1 5,3 4,6 5,9 5,2 6,2 5,36 6,9 6,4 7,5 6,7 7,9 7,2	4,5 6 4,8 7,2 5,5 7,5 7,6 8,1 7,5 9 7,9 9,2 9,1 9,5 9,4	300-1800 400-1200 350-1900 450-1300 400-2000 500-1400 450-2050 550-1450 500-2100 500-1500 550-2150 650-1550 600-2200 700-1600 650-2300	20,8 13,6 22,4 14,7 23,1 16,8 24,6 18,2 24,6 18,3 26,3 18,6 28,6 18,9 29,4	26,8 16 27,3 17,7 28,4 20,8 28,7 21,2 30,8 22,3 31,4 22,8 32,1 23,3 33,3	1200-2450 1300-2500 1400-2550 1450-2600 1500-2650 1550-2700 1600-2750	28,2 28,9 31,8 32,5 32,8 32,4 33,1	30,4 32,4 36,4 37,1 38,4 38,7 39,4

6. Отчет о проделанной работе

Отчет о работе представляется в виде решенной задачи по варианту, с последующим построением технического разреза скважины



7. Контрольные вопросы

Какие факторы определяют диаметральный зазор между стенками скважины и обсадной колонной?

На какую высоту поднимается цементный раствор за кондуктором?

Какой документ определяет окончательный диаметр долота?

Что понимается под несовместимыми условиями бурения?

Что определяет количество спускаемых в скважину обсадных колонн?



Литература

1. Басарыгин Ю.М. и др. Заканчивание скважин. - М.: Недра, 2000.

2. Вадецкий Ю.В. Бурение нефтяных и газовых скважин. М.: Недра, 1993.

3. Ганджумян Р.А. и др. Инженерные расчеты при бурении глубоких скважин. - М.: Недра, 2000.

4. Емельянов В.Н. и др. Дипломное и курсовое проектирование по бурению нефтяных и газовых скважин. - М.: Недра, 1993.

5. Элияшевский И.В. и др. Типовые задачи и расчеты в бурении. - М.: Недра, 1982.

Размещено на Allbest.ru

...