Основы проектирования конструкций скважин

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Геологический раздел

1.1 Общая характеристика месторасположения данного месторождения

1.2 Стратиграфо-литологическая характеристика разреза скважины

1.3 Нефтегазоводоносность по разрезу скважины

1.4 Характеристика пород по буримости

1.5 Зоны осложнений по разрезу скважины

1.6 Исследовательские работы

2. Технологический раздел

2.1 Конструкция скважины

2.2 Выбор способа бурения

2.3 Выбор инструмента

2.4 Выбор типа промывочной жидкости

2.5 Разработка режимов бурения

2.6 Выбор бурильной колонны

2.7 Гидравлический расчет циркуляционной системы при бурении скважин

3. Спецвопрос. Конструкция скважины. Факторы, влияющие на выбор конструкции скважины

Список использованных источников

Введение

скважина циркуляционный бурение порода

Среди важнейших видов промышленной продукции, объемы производства которой определяют современное состояние и уровень развития материально - технической базы страны, одно из главных мест отводится производству и потреблению нефтепродуктов и добыче нефти и газа.

Бурное развитие нефтяной промышленности началось в XX веке, когда стали широко применяться двигатели внутреннего сгорания, требующие тяжелого и легкого горючего и разнообразных смазочных масел. Особенно быстро начала развиваться мировая нефтегазовая промышленность. С тех пор, как нефть и газ стали использовать в качестве сырья для химической промышленности. Нефть, газ и продукты их переработки оказывают огромное влияние на развитие экономики страны, на повышение материального благосостояния народа. Поэтому темпам роста нефтяной и газовой промышленности постоянно уделяется большое внимание. Важным фактором в увеличении добычи нефти является бурение скважин.

1. Геологический раздел

1.1 Общая характеристика месторасположения данного месторождения

Скважина Ольховской площади проектируется с целью поиска залежей углеводородов в отложениях терригенного и карбонатного девона. Попутно изучение геологического строения.

Проектный горизонт - мосоловский.

Проектная глубина по вертикали - 3800 м.

На уровне кровли отражающей поверхности воробьевского горизонта выявлены три приподнятые зоны типа горста меридионального простирания в пределах которых отмечается цепочка структурных поднятий небольших размеров, осложненных диъюктивными нарушениями.

На уровне карбонатного девона унаследованность структур, приуроченных к обширному району развития шельфовых биогермов семилукско-рудкинского возраста сравнительно небольших размеров и амплитуд, присутствует только на Чернушинско-Логовском лицензионном участке. В восточной части Кудиновско-Романовского лицензионного участка перспективными на наличие залежей углеводороды могут быть отложения нижнего карбона и отложений среднего девона.

В пределах Ольховской площади ЗАО НП «Заприкаспийгеофизика» было выявлено 13 структур, три из которых подготовлены к глубокому бурению.

В целях оперативного поиска на одной из трех подготовленных структур, на Ольховской площади, была заложена поисково-оценочная скважина со вскрытием отложений мосоловского горизонта.

В процессе бурения при испытании отложений петинского, пашийского и староскольского горизонтов были получены промышленные притоки газоконденсата. Скважина находится в бурении. Остальные структуры будут вводится по мере подготовки их детальными сейсморазведочными работами. Поскольку размеры структур небольшие, то планируется на каждой из них пробурить по одной независимой скважине в сводах поднятий. Бурение последующих ( с целью разведки) по результатам первых.

Температура воздуха, ^оС

Среднегодовая + 6

Наибольшая летняя + 41

Наименьшая зимняя - 38

Среднегодовое количество осадков, мм 350 -400

Максимальная глубина промерзания грунта до 2 м.

Азимут преобладания направления ветра 45^о

Наибольшая скорость ветра 25 м/с.

1.2 Стратиграфо-литологическая характеристика разреза скважины

При составлении разреза использовались материалы группового рабочего проекта на строительство поисково-оценочных скважин Ольховской площади в пределах Кудиновско-Романовского лицензионного участка 2003г. Стратиграфо-литологическая характеристика разреза скважины полностью приводится в таблице 1.1. Описание стратиграфического разреза скважины и литологическая характеристика разреза скважины даны в виде краткой обобщенной характеристики.

Таблица 1.1 Литологостратиграфическая характеристика разреза скважины

1.3 Нефтегазоводоносность по разрезу скважины

Сосредоточенные геолого-разведочные и сейсмокаротажные работы в 1998-99 годах в пределах Романовской приподнятой зоны позволили выявить ряд закономерностей распределения нефтяных, газонефтяных и газовых залежей и водоносных горизонтов на территории Волгоградской области в Иловлинском и Ольховском районах.

При составлении раздела использованы отчетные материалы, руководящие, инструктивные документы а также данные ранее пробуренных скважин. Нефтеносность и газоносность представлены в таблице 1.2., 1.3.

Таблица 1.2 Газоносность по разрезу скважины

Таблица1.3 Нефтеносность по разрезу скважины

Таблица 1.4. Нефтегазоводопроявления

Водоносность по разрезу скважины

Район проектируемых работ находится в пределах западной части Прикаспийского артезианского бассейна и относится к Арчединско-Донской группе Приволжско-Хоперского бассейна пластовых напорных вод. В пределах описываемой территории выделяются слабоводоносный горизонт спорадического распространения верхнечетвертичных элювиально-девювиальных покровных отложений, а также водоносный горизонт современных аллювиальных отложений. Водовмещающими породами являются суглинки с линзами супесей и песков небольшой мощности, мелко-среднезернистые пески, реже супеси и суглинки

Таблица 1.5 Водоносность по разрезу скважины

1.4 Характеристика пород по буримости.

Горная порода представляет собой соединение минералов постоянного состава, связанных силами молекулярного взаимодействия. Основными минералами, участвующими в сложении нефтяных и газовых залежей, являются минералы алюмосиликатной, карбонатной, сульфатной и глинистой групп.

Важными признаками строения осадочных горных пород, имеющими существенное значение при их разрушении, являются их структура и текстура. Основными физико-механическими свойствами горных пород, влияющими на процесс бурения, являются их упругие и пластические свойства, прочность, твердость и абразивная способность.

Температура и давление по разрезу скважины сведены в таблицу 1.6.

Таблица 1.6 Давление и температура по разрезу скважины

1.5 Зоны осложнений по разрезу скважины

Таблица 1.7 Прихватоопасные зоны

В таблице 1.8. приводятся возможные поглощения в разрезе проектируемой скважины, исходя из анализа ранее бурившихся скважин в аналогичных геологических условиях.

Таблица 1.8 Поглощения по разрезу скважины

Таблица 1.9 Осыпи и обвалы стенок скважины

1.6 Исследовательские работы

Настоящим проектом планируется дать оценку продуктивности мосоловского горизонта в пределах Ольховского месторождения. Интервалы и объем отбора керна корректируется геологической службой с учетом фактического разреза данных ПГИ и испытаний в процессе бурения. Интервалы отбора керна приведены в таблице 1.10. Виды и объемы исследовательских работ определяются целевым назначением проектируемых скважин. Они регламентируются инструктивными и документами («Правила геофизических исследований и работ в нефтяных и газовых скважинах», Москва, 1999 г. и «Комплексирование и этапность выполнения геофизических, гидродинамических и геохимических исследований нефтяных и нефтегазовых месторождений» РД 153-39.0-109-01 Москва, 2002 г.

Таблица 1.10 Интервалы отбора керна

2. Технологический раздел

2.1 Конструкция скважины

При проектировании к конструкции скважины предъявляется множество требований: экономичность, минимальная металлоемкость, недопущение геологических осложнений, увеличение коммерческих скоростей бурения и т.п. Для определения интервалов бурения подлежащих перекрытию обсадными колоннами используются графики коэффициентов аномальности и индексов давления поглощения, полученные на основании опыта бурения в данном районе с учетом требований по охране недр и окружающей среды, позволяющая безопасное вскрытие пород всех стратиграфических комплексов с выполнением поставленной геологической задачей.

До вскрытия продуктивных и напорных водоносных горизонтов должен предусматриваться спуск минимум одной технической колонны или кондуктора до глубины, исключающей возможность разрыва пород после полного замещения бурового раствора в скважине пластовым флюидом или смесью флюидов различных горизонтов и герметизации устья скважины.

Для предотвращения гидроразрыва горных пород при креплении скважины и повышения качества вскрытия продуктивных пластов предусмотреть высоту подъема цементного раствора за эксплуатационной колонной до глубины 1700 м с перекрытием на 200 м башмака промежуточной колонны ф 245 мм направления и кондуктор цементируются до устья согласно п.2.7.4.11 {1}.

В нижележащей части стратиграфического разреза цементированию подлежат:

- продуктивные горизонты, кроме запроектированных к эксплуатации открытым забоем;

продуктивные горизонты, не подлежащие эксплуатации, в т. ч. с непромышленными запасами;

- истощенные горизонты;

- водоносные проницаемые горизонты;

- горизонты вторичных (техногенных) залежей нефти и газа;

- интервалы, сложенные пластичными породами, склонными к деформации;

- интервалы, породы которых или продукты их насыщения способны вызывать ускоренную коррозию обсадных труб.

Для выбора количества обсадных колонн и глубины их спуска требуется построить совмещенный график давлений, используя данные таблицы 1.7. «Давление и температура по разрезу скважины».

Из таблицы выбираем величины эквивалентов градиентов давлений пластового k_ПЛ и гидроразрыва горных пород k_ГР. Под эквивалентом градиента давления понимают плотность такой жидкости, столб которой в скважине на глубине Н_ПЛ или Н_ГР создает

давление равное пластовому Р_ПЛ или давлению гидроразрыва Р_ГР.

k_ПЛ = , k_ГР = ;

где g = 9,81 м/с² - ускорение свободного падения;

Н_ПЛ и H_ГР--глубина залегания пластов с давлениями соответственно Р_ПЛ и Р_ГР, м.

График строят в координатах глубина - эквивалент градиента давления. В каждом сечении скважины должно выполняться условие:

р_{ПЛ <} р_ГС< р_ГР

где Р_ГС -- гидростатическое давление столба бурового раствора, которое рассчитывают по формуле:

Заменив величины давлений соответствующими эквивалентами градиентов давлений, получим неравенство в виде неравенства приведет к флюидопроявлению, второй части к поглощению бурового раствора.

Согласно горно-геологическим условиям проектного разреза и на основании анализа литологических особенностей пород (табл. 1.1), анализам материалов бурения ранее пробуренных близлежащих скважин и составленного графика совмещенных давлений предлагается следующая конструкция скважины.

Скважина пробурена с целью изучения геологического строения и поисков залежей УВ в отложениях терригенного и карбонатного девона

Проектная глубина 3800 м по вертикали.

Глубину спуска каждой обсадной колонны определяют с таким расчетом, чтобы ее нижний конец находился в интервале устойчивых монолитных слабопроницаемых пород и она полностью перекрывала интервалы слабых пород, в которых могут произойти гидроразрывы при вскрытии зон с аномально высоким давлением в нижележащем интервале.

Обсадные колонны :

Кондуктор, =426 мм, интервал по стволу скважины 0-645 м. Предназначен для перекрытия четвертичных, неогеновых, меловых, юрских, триасовых и верхнепермских отложений, склонных к интенсивным осыпям и обвалам, изоляция водоносных горизонтов. Создание надежной крепи перед бурением аэрированной водой. А также для установки противовыбросового оборудования и подвески последующих колонн. Для надежного разобщения пластов, придания прочности и устойчивости кондуктор цементируется за ко...