Бурение скважини

Размещено на http://www.allbest.ru/

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

1. Геолого-технический наряд на бурение скважины

2. Схема промывки скважины при бурении

3. Приборы для контроля качества промывочных жидкостей

4. Геолого-технический наряд на бурение скважины

5. Противовыбросовое оборудование

6. Коллекторские свойства продуктивных пластов

7. Физические свойства пластовой жидкости

8. Показатели разработки залежи

9. Схема системы ППД

10. Схема БКНС

11. Технологический режим работы фонтанных скважин

12. Технологический режим работы УСШН

13. Технологический режим работы УПЦЭН

14. Конструкция газопесочных якорей

15. Устройства для борьбы с отложениями парафина

16. Схема промывки песчаной пробки

17. Технические средства для исследования скважин перед капитальным ремонтом

18. Схема установки обезвоживания нефти

19. Электродегидратор

20. Системы автоматизации нефтяных скважин

21. Автоматизированные групповые замерные установки

22. Автоматизация ДНС и сепарационных установок

23. Технические средства для оперативного учета добываемой продукции

24. Нефтепромысловые резервуары и их элементы

25. Обеспечение требований охраны труда при обслуживании установок подготовки нефти, газа и воды

26. Организация пожарной охраны на предприятии

27. Организация безопасности жизнедеятельности в организации

ВВЕДЕНИЕ

Вторую производственную практику я проходил в Западно-Сибирском филиале ООО «БК»Евразия». ООО «Буровая компания «Евразия» - крупнейшая независимая буровая компания России по количеству пробуренных метров, занимающаяся строительством, ремонтом и реконструкцией нефтяных и газовых скважин всех назначений на лицензионных участках ОАО «ЛУКОЙЛ», ОАО «НК «Роснефть», ОАО «Газпром нефть», ТНК-ВР и других нефтегазовых компаний. ООО «БКЕ» входит в группу компаний Eurasia Drilling Company Limited (EDC), акции которой котируются на Лондонской фондовой бирже.

Производственные мощности БКЕ сосредоточены в Западно-Сибирском, Волго-Уральском, Тимано-Печорском регионах, также Компания работает в Восточной Сибири и Казахстане. Головной офис БКЕ находится в городе Москва.

Численность сотрудников Компании составляет около 13,5 тысяч человек.

В 2005 году системы менеджмента промышленной и экологической безопасности БКЕ успешно прошли сертификацию на соответствие международным стандартам ISO 14001:2004 «охрана окружающей среды» и OHSAS 18001:1999 «промышленная безопасность и охрана труда».

ООО «Буровая компания «Евразия» - член Международной Ассоциации Буровых Подрядчиков (IADC).

Наряду с буровыми установками российских производителей (ОАО «Уралмаш», Волгоградский завод буровой техники), в парке БКЕ имеются установки зарубежного производства (Le Tourneau Ellis Williams Company Inc., Bentec Drilling & Oilfield Systems, Igdrill-Honghua, China Petrochemical International Co.)

По состоянию на конец марта 2012 года, в парке БКЕ 212 буровых установок грузоподъемностью до 450 тонн, которые позволяют бурить скважины глубиной более 6000 метров, и 45 установок для освоения и капитального ремонта скважин.

В 2011 году Компанией было пробурено 4 247 306 метров горных пород, закончено бурением 1 431 скважина.

Доля БКЕ на рынке буровых услуг в России (по количеству метров проходки в эксплуатационном и разведочном бурении совокупно) за 2011 год составила около 23%.

Приобретая новое буровое оборудование и модернизируя свой мощный технический парк, БКЕ и в дальнейшем намерена сохранять лидирующие позиции на рынке буровых услуг России и осваивать новые регионы деятельности. На работу был направлен на Повховское месторождение на куст «210». Расположено в Ханты-Мансийском автономном округе, в 170 км к северо-востоку от г. Сургут и в 75 км к востоку от Когалыма. Открыто в 1972 году. Освоение началось в 1978 году.

Запасы нефти 0,8 млрд тонн. Плотность нефти составляет 0,843 г/см3 или 36,5° API. Содержание серы составляет 0,70%.

Месторождение относится к Западно-Сибирской провинции.

Оператором месторождения является российская нефтяная компания Лукойл. Добыча нефти на месторождении в 2007 г. -- составила 6,183 млн тонн. Руководством компании буровой бригаде №10 была поставлена следующая задача: передать «Заказчику» 8 скважин эксплуатационного назначения.

Месторождение разрабатывается кустовым бурением горизонтальных скважин с пилотным стволом. В период прохождения практики в составе буровой бригады выполнены следующие основные этапы строительства скважины: добурение первой в группе скважины с дальнейшей сдачей ее в эксплуатацию; передвижка БУ 3000 ЭУК-1М; бурение шурфа, второй в группе скважины; спуск направления, кондуктора, промежуточной колонны.

1. ГЕОЛОГО-ТЕХНИЧЕСКИЙ НАРЯД НА БУРЕНИЕ СКВАЖИНЫ

Бурение скважин осуществляется в соответствии с планом поисково-разведочных работ (поисковые и разведочные) и технологических схем разработки (эксплуатационные).

Основным документом, которым буровая бригада руководствуется в работе, является геолого-технический наряд, в котором указывают: категорию скважины (поисковая, разведочная, эксплуатационная), задачи бурения, проектный геологический разрез, проектную глубину скважины, проектную конструкцию скважины. Геолого-технический наряд имеет две части.

В геологической части рядом с проектным разрезом пород (колонкой) указывают возраст и литологический состав пород с разбивкой по буримости. Приводят данные о предполагаемых зонах поглощения, осыпания пород, нефтегазоводоносности разреза; перечень всех промысловых и геофизических исследований, выполняемых в процессе бурения данной скважины.

В технической части наряда в соответствии с геологическими данными указывают: тип и размер долот, требования, которым должен отвечать буровой раствор, технологический режим бурения, метод испытания, способ вскрытия газонефтяных объектов и методику их опробования. На месторождениях, где предполагаются зоны поглощения, обваливания и пласты с аномально высокими пластовыми давлениями, перечисляют мероприятия по предупреждению осложнений при проходке данных зон.

2. СХЕМА ПРОМЫВКИ СКВАЖИНЫ ПРИ БУРЕНИИ

Промывка скважин -- циркуляция (непрерывная или периодическая) промывочного агента (газа, пены, воды, бурового раствора) при бурении с целью очистки забоя от выбуренной породы (шлама) и транспортирования её на поверхность или к шламосборникам, передачи энергии забойным двигателям, охлаждения и смазки породоразрушающего инструмента. При роторном бурении в мягких и средних породах за счёт действия промывочного агента (при скорости истечения жидкости 200-250 м/с) достигается также гидромониторное разрушение пород на забое.

Различают общую прямую, общую обратную, призабойную (местную) и комбинированную схемы циркуляции. При общей прямой циркуляции буровой раствор подаётся насосами из ёмкости через гибкий шланг, вертлюг и ведущую трубу в бурильную колонну; затем он проходит через гидравлический двигатель и насадки долота, очищает забой и транспортирует шлам вверх по кольцевому каналу между бурильной колонной и стенкой скважины (или обсадной трубы). На поверхности буровой раствор поступает в систему очистки, где последовательно проходит через желоба, вибросита, отстойники, вспомогательные насосы, гидроциклоны и центрифуги. При бурении в твёрдых непроницаемых породах, в верхних и средних интервалах разреза система очистки упрощается -- используется меньшее количество очистных агрегатов.

Общая обратная циркуляция применяется в тех случаях, когда очистка забоя и транспортировка шлама невозможны из-за недостаточной мощности насосов, увеличенного диаметра скважины, а также при бурении шахтных стволов. При общей обратной циркуляции промывочный агент поступает на забой по кольцевому пространству между стенкой скважины (обсадной колонной) ибурильными трубами и обогащённый шламом возвращается по бурильным трубам на поверхность к очистным устройствам и насосу. Высокие скорости восходящего потока обеспечивают гидротранспорт керна и вынос тяжёлого шлама. При герметизированном устье циркуляция обеспечивается буровым насосом, нагнетающим промывочный агент в скважину. Основные недостатки общей обратной промывки скважин: невозможность использования забойных двигателей, забивание каналов породоразрушающим инструментом, необходимость герметизации устья скважины, возможность возникновения гидроразрыва пластов из-за высоких давлений. Для снижения недостатков в большинстве случаев для обратной циркуляции используется эрлифт. Для этого в бурильную колонну через трубы малого диаметра (воздушные трубы) по отдельной магистрали нагнетается сжатый воздух, который аэрирует буровой раствор в кольцевом пространстве между воздушной и бурильной трубами и подаёт его через пульпоотводящий тройник и сливной патрубок в отстойник и далее самотёком снова в скважину. В мелких, главным образом водозаборных, скважинах обратная циркуляция осуществляется с помощью вакуумного насоса. Обратная циркуляция по сравнению с прямой характеризуется более высокой скоростью восходящего потока, возможностью увеличения диаметра скважин при надёжной гидровыдаче крупнокусковой разрушенной породы, лучшей очисткой забоя, повышенным выходом керна и возможностью его непрерывной подачи на поверхность.

При наличии в геологическом разрезе сильно поглощающих пластов используется призабойная (местная) циркуляция. Циркуляция бурового раствора осуществляется с помощью погружного насоса с электрическим или механическим приводом, выбуренная порода скапливается в шламоуловителях, включённых в компоновку бурильной колонны.

Комбинированная циркуляция проводится по различным схемам. Для повышения выхода и качества керна используется энергия нагнетаемого с поверхности по колонне бурильных труб промывочного агента, создающего местную, как правило, обратную циркуляцию. При этом применяют пакерные, эжекторные и эрлифтные устройства, а также различные погружные насосы.

При двойной (совмещённой) комбинированной циркуляции, используемой при бурении шахтных стволов, буровой раствор подаётся в ствол скважины самотёком и одновременно в бурильную колонну буровым насосом. При этом бурильная колонна имеет не менее 3 отдельных каналов, по одному из которых раствор подаётся за забой, по второму подаётся сжатый воздух для эрлифта, по третьему поднимается пульпа. Такая промывка обеспечивает качественную очистку забоя и хорошее охлаждение породоразрушающего инструмента. В схеме совмещённой циркуляции в качестве обратного канала может использоваться нижняя часть опережающей скважины малого диаметра, пробуренной на проектную глубину и сбитой у забоя со специальной эрлифтовой скважиной. Для расширения верхней части опережающей скважины применяют турбобуры, работу которых обеспечивает прямая циркуляция промывочного агента. Крупный шлам оседает в забое опережающей скважины, а остальной выносится через эрлифтную скважину. При значительном диаметре форшахты скорость восходящего потока прямой циркуляции в ней резко падает и крупные фракции породы, поднявшиеся с забоя опережающей скважины до форшахты, далее на поверхность подняться не могут. Для их подъёма в форшахте монтируется эрлифт, не совмещённый с колоннами бурильных и обсадных труб опережающей скважины.

3. ПРИБОРЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПРОМЫВОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ

Параметры буровых растворов и методы их измерения

Буровой раствор не может в одинаковой мере выполнять все функции. И главное не всегда это необходимо. Поэтому для конкретных условий бурения определяется набор основных функций бурового раствора и те свойства, которые обеспечат их выполнение. Задаче получения заданных свойств должны быть подчинены все работы по подбору рецептур (состава) раствора и их регулированию. При этом необходимо сохранить на приемлемом уровне остальные параметры промывочного агента.

Заданные свойства жидкости получают, подбирая состав и вид компонентов. Наибольшую сложность представляет получение дисперсных буровых растворов, так как здесь очень важное значение имеет степень дисперсности твердой фазы и характер ее взаимодействия с остальными компонентами. Изменяя степень дисперсности, можно при одном и том же составе бурового раствора в широких пределах варьировать некоторыми и в первую очередь реологическими свойствами промывочного агента.

В процессе бурения буровой раствор взаимодействует с разбуриваемыми породами, пластовыми водами, подвергается воздействию механических нагрузок, температуры, давления, атмосферного воздуха, осадков. В нем происходят внутренние процессы, связанные с ослаблением электрических зарядов на частицах и старением составляющих компонентов. Все это приводит к ухудшению свойств раствора, он теряет способность выполнять необходимые функции. Поэтому в процессе бурения требуется восстанавливать и поддерживать его необходимые свойства.

Нередко чередование пород в геологическом разрезе вызывает необходимость в изменении некоторых функций бурового раствора. Поэтому, если можно не заменять раствор, его свойства регулируют в процессе бурения на подходе к соответствующему интервалу.

Таким образом, необходимость в регулировании свойств бурового раствора возникает в следующих случаях:

1) при приготовлении - для получения раствора с заданными свойствами;

2) в процессе бурения - для поддержания требуемых функций;

3) в процессе бурения - для изменения параметров применительно к изменяющимся геологическим условиям.

Свойства бурового раствора регулируют:

- химической обработкой (путем введения специальных веществ - реагентов);

- физическими методами (разбавление, концентрирование, диспергация, утяжеление, введение наполнителей);

- физико-химическими методами (комбинация перечисленных методов).

Таким образом, чтобы буровые растворы в процессе бурения скважины выполняли требуемые функции, необходимо выбирать основные материалы для их приготовления, специально обрабатывать с помощью химических реагентов, вводить вещества, предназначенные для регулирования их свойств, и т. д.

Условия бурения скважин (глубина, диаметр, температура, порядок расположения и свойства разбуриваемых пород) весьма различны не только для разных месторождений, но и для отдельных участков одного месторождения. Поэтому буровые растворы также должны обладать различными свойствами не только на разных участках бурения, но и по мере углубления данной скважины. Чем лучше способность бурового раствора выполнять в данной скважине определенные функции, тем выше ее качество. Однако самый высококачественный для данной скважины буровой раствор для другой скважины в других условия буренияможет оказаться не только низкокачественным, но и непригодным. Это обстоятельство объясняет необходимость определения параметров бурового раствора на этапе проектирования.

В процессе бурении на буровой раствор влияет выбуренная порода: частично путем распускания в жидкости, частично путем химического воздействия.

Буровой раствор могут разбавлять пластовые воды.

На нее воздействует высокая пластовая температура.

В процессе всех этих воздействий в буровом растворе происходят сложные физико-химические процессы, изменяющие ее свойства. В связи с этим необходимо контролировать способность раствора осуществлять необходимые функции путем измерения ее параметров в процессе бурения скважины и при необходимости восстанавливать их соответствующими способами.

Требования к методам измерения свойств буровых растворов:

1. Измеряемые параметры должны быть общепринятыми, обязательными для всех организаций и предприятий бурения, иначе невозможно создать рекомендации по регулированию параметров в разных районах. бурение скважина нефтепромысловый

2. Методы измерения параметров долины быть едиными, в противном случае невозможно сравнивать характеристики буровых растворов, используемых в различных районах.

3. Методы измерения должны быть доступными для применения непосредственно у бурящихся скважин, так как может быть нарушена оперативность регулирования их, а следовательно, и технология бурения.

4. Принятые методы должны быть оперативными: продолжительность измерения параметров должна быть меньшей, чем время, в течение которого может измениться состояние бурящейся скважины, иначе в скважине могут возникнуть осложнения раньше, чем будет отмечено несоответствие параметров требованиям.

5. В принятых методах необходимо предусматривать такие способы отбора проб циркулирующего раствора и такие способы измерения, которые обеспечат получение характеристик, соответствующих характеристикам жидкости, циркулирующей в скважине и осуществляющей необходимые функции; наиболее правильно измерять их при тех же температуре и давлении, которые соответствуют данной глубине скважины; строгое соответствие осуществить практически невозможно, поэтому процессы измерения параметров, отображающих отдельные функции или группы функций бурового раствора, условно моделируют поведение бурового раствора в скважине. Чем ближе эти модели к оригиналу, т. е. К условиям, в которых находится раствор в скважине, тем правильнее характеризуются его свойства.

Промысловые испытания бурового раствора

Часть свойств бурового раствора могут измеряться буровой бригадой, обычно это плотность бурового раствора, условная вязкость, и водоотдача. Кроме того, бригадой могут измеряться содержание песка, а также концентрацию солей и щелочность раствора.

Однако для качественного управления свойствами бурового раствора, позволяющего обеспечивать эффективное выполнение им заданных функций, такого набора параметров явно недостаточно.

Рис.1 Прибор АБР-1

Удельный вес и плотность бурового раствора

Удельный вес - вес 1 см3 промывочной жидкости - обозначается Y и выражается в г/см3. Под плотностью понимают величину, определяемую отношением массы тела к его объему. Обозначается она r и выражается в г/см3.

Удельный вес характеризует способность промывочной жидкости осуществлять в скважине гидродинамические и гидростатические функции:

1) удерживать во взвешенном состоянии и выносить из скважины частицы породы наибольшего размера;

2) создавать гидростатическое давление на стенки скважины, рассчитанное, исходя из необходимости предотвращения поступления в ствол скважины нефти, газа или воды из пласта и сохранения целостности стенок скважины;

3) обеспечивать снижение веса колонны бурильных и обсадных труб, в связи с чем уменьшается нагрузка на талевую систему буровой.

Плотность промывочной жидкости, содержащей газ, называют кажущейся, а плотность жидкости, не содержащей газа, истинной. Процесс измерения плотности основан на определении гидростатического давления на дно измерительного сосуда. Перед измерением промывочную жидкость пропускают через сетку вискозиметра ВБР-1.

Прибор АБР-1. В комплект входит собственно ареометр и удлиненный металлический футляр в виде ведерка с крышкой, служащей пробоотборником для раствора (рис. 1.).

Прибор состоит из мерного стакана, донышка, поплавка, стержня и съемного калибровочного груза.

Кроме ареометра поплавкого типа для определения плотности бурового раствора может быть использован рычажный плотномер (рис 2.).

Рис.2. Рычажной плотномер

Стабильность и суточный отстой

Эти параметры используются в качестве технологических показателей

Рис. 3 Прибор ЦС-2

устойчивости промывочной жидкости как дисперсной системы.

Показатель стабильности С измеряется с помощью прибора ЦС-2 (рис.3.), представляющего собой металлический цилиндр объемом 800 см3 со сливным отверстием в середине. При измерении отверстие перекрывают резиновой пробкой, цилиндр заливают испытываем раствором, закрывают стеклом и оставляют в покое на 24 ч. По истечении этого срока отверстие открывают и верхнюю половину раствора сливают в отдельную емкость. Ареометром определяют плотность верхней и нижней частей раствора. За меру стабильности принимают разность плотностей раствора в нижней и верхней частях цилиндра.

Чем меньше значение С, тем стабильность раствора выше.

Рис.4 Прибор для определения суточного отстоя

Суточный отстой измеряют с помощью стеклянного мерного цилиндра объемом 100 см3, обозначают буквой 0 (рис. 6.5.).

Испытываемую жидкость осторожно наливают в мерный цилиндр до отметки 100 см3, закрывают стеклом и оставляют в покое на 24 ч, после чего визуально определяют величину слоя прозрачной воды, выделившейся в верхней части цилиндра. Отстой выражают в процентах выделившейся жидкости от объема пробы. Чем меньше суточный отстой, тем устойчивее, стабильнее промывочная жидкость.

Эти параметры следует измерять при температурах, соответствующих температуре раствора в скважине.

Стабильным считается раствор, у которого С = 0,02-0,03 г/см3, 0 = 3-4%.

Реологические свойства бурового раствора

Наиболее широко используемые в настоящее время буровые растворы представляют собой жидкости, содержащие дисперсную фазу. Как и обычные жидкости, они обладают подвижностью, т.е. способностью течь. При этом первоначальное расположение частиц жидкости изменяется, происходит деформация. Наука о деформации и течении тел называется реологией, а свойства тел, связанные с течением и деформацией, называются реологическими. Они характеризуются определенными величинами, не зависящими от условий их измерения и конструкции измерительных приборов. Такие величины называют реологическими константами.

Реологические свойства буровых растворов оказывают превалирующее влияние:

- на степень очистки забоя скважины от шлама и охлаждения породоразрушающего инструмента

- транспортирующую способность потока

- величину гидравлических сопротивлений во всех звеньях циркуляционной системы скважины

- величину гидродинамического давления на ее стенки и забой в процессе бурения

- амплитуду колебаний давления при пуске и остановке насосов, выполнении СПО и проработке скважины с расхаживанием бурильной колонны

- интенсивность обогащения бурового раствора шламом

- скорость эрозии стенок скважин и др.

Условная вязкость

Стандартные полевые измерения вязкости бурового глинистого раствора проводятся с помощью вискозиметра буровых растворов ВБР-1 или воронкой Марша.

Вискозиметр ВБР-1, служащий для измерения условной вязкости, состоит из воронки, герметично соединенной трубки, сетки и мерной кружки.

Порядок определения. Взяв в руку воронку, устанавливают сетку на выступы, зажимают нижнее отверстие пальцем правой руки и заливают через сетку испытуемую жидкость до верхней кромки вискозиметра. Подставив мерную кружку под трубку вискозиметра, убирают палец и одновременно левой рукой включают секундомер. Воронку необходимо держать вертикально (допускается отклонение не более 100). Когда мерная кружка наполнится до края, останавливают секундомер, а отверстие воронки вновь закрывают пробкой.

Рис. 5 Воронка Марша

Условная вязкость определяется временем истечения 500 см3 раствора через трубку из воронки вискозиметра, заполненной 700 см3 раствора.

За исходный результат принимают среднее значение результатов трех измерений, отличающиеся между собой не более чем на 2 с.

4. ЭЛЕМЕНТЫ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ

Элементы оснастки обсадных колонн представляют комплекс устройств, применяемый для успешного спуска обсадных колонн и качественного цементирования скважин, надежного разобщения пластов и нормальной последующей эксплуатации скважин.

Башмак с направляющей насадкой

-предназначен для оборудования нижней части обсадной колонны с целью повышения ее проходимости по стволу скважины и предупреждения повреждения нижней трубы при посадках. Башмаки присоединяют к нижней части обсадной колонны на резьбе или сварке. Направляющие насадки в основном изготовляют из чугуна или бетона. В промежуточных колоннах при последующем углублении ствола их разбуривают. Для обсадных колонн диаметром 351 мм и более в ряде случаев применяют башмаки с фаской без металлических направляющих насадок с целью исключения работ по разбуриванию металла на забое.

Рисунок 6. Башмак колонный БКМ-146

Обратный клапан предназначен для предотвращения перетока бурового или тампонажного раствора из заколонного пространства в обсадную колонну в процессе крепления скважины. Его монтируют в башмаке обсадной колонны или на 10-20 м выше него. Обратные клапаны изготовляют корпусными и бескорпусными. По виду запорного элемента они делятся на тарельчатые, шаровые и имеющие шарнирную заслонку.

По принципу действия различают три группы обратных клапанов:

а) исключающие перемещение жидкости из заколонного пространства в обсадную колонну при ее спуске в скважину;

б) обеспечивающие самозаполнение спускаемой обсадной колонны буровым раствором при определенном (задаваемом) перепаде давлений над клапаном и в заколонном пространстве, но исключающие возможность обратной циркуляции раствора;

в) обеспечивающие постоянное самозаполнение обсадной колонны раствором при спуске в скважину и позволяющие ее промывку методом обратной циркуляции, они включаются в работу после доставки запорного элемента клапана с поверхности в его корпус.

Если возможны газонефтеводопроявления, но отсутствуют поглощения, то при креплении вертикальных и наклонно направленных скважин следует применять обратные клапаны соответственно первой и второй групп. При возможности поглощения и отсутствии проявления пластов целесообразно использовать клапаны третьей группы при креплении вертикальных и наклонно направленных скважин.

Рисунок 7. Клапан обратный дроссельный для горизонтальных скважин КОДГ

1-корпус; 2-кольцо нажимное; 3-кольцо; 4-диафрагма; 5,6-набор разрезных шайб; 7-ограничитель; 8-пята; 9-дроссель; 10-пружина; 11-втулка; 12-упор; 13-кольцо уплотнительное; 14-шар.



Рисунок 8. Клапан обратный дроссельный модернизированный ЦКОДМ

1-корпус;2-кольцо нажимное; 3-диафрагма; 4,5- набор разрезных шайб; 6-кольцо; 7-шар; 8-ограничитель; 9-пята; 10-пружина; 11-втулка; 12-упор.

Головка цементировочная универсальная предназначена для обвязки устья при цементировании нефтяных и газовых скважин в одну и более ступеней с одновременным расхаживанием обсадных колонн, а также в случаях манжетного цементирования.

Рисунок 9. Головка цементировочная.

Упорное кольцо (кольцо "стоп")

- предназначено для получения четкого сигнала об окончании процесса продавливания тампонажного раствора при цементировании скважины. Его изготовляют из серого чугуна и устанавливают в муфте обсадной колонны на расстояния 10-30 м от башмака.

Центраторы применяют для центрирования обсадной колонны в стволе скважины с целью равномерного заполнения кольцевого пространства тампонажным раствором/и качественного разобщения пластов. Кроме того, они облегчают процесс спуска обсадной колонны, уменьшая силу трения между обсадными трубами и стенками скважины, увеличивают степень вытеснения бурового раствора тампонажным вследствие образования локальных завихрений восходящего потока раствора в зонах центраторов, а также облегчают работу по подвеске хвостовиков и стыковке секций обсадных колонн в результате центрирования их верхних концов.

Центраторы по конструкции делятся на разъемные и неразъемные, пружинные и жесткие, а по характеру закрепления пружинных планок - на сварные и разборные. Их обычно устанавливают в средней части каждой обсадной трубы, т.е. в местах наибольшего изгиба.

При креплении наклонно направленных скважин применение центраторов обязательно.

Рисунок 10. Центратор типа ЦЦ

Скребки используют для разрушения корки бурового раствора на стенках скважины при спуске обсадной колонны в процессе ее цементирования для образования прочного цементного кольца за обсадной колонной. Проволочные скребки корончатого типа комплектуют упорным кольцом "стоп" с витым клином и устанавливают на обсадной колонне рядом с центратором, выше и ниже каждого из них. Допускаемая осевая нагрузка на ограничительное кольцо СК 1,18 тс.



Рисунок 11. Скребок корончатый типа СК.

1-корпус; 2-штифт; 3-скребущие элементы; 4-накладки; 5-стопорные кольца; 6-клинья; 7-обсадная труба.

Турбулизаторы

- предназначены для завихрения восходящего потока тампонажного раствора в затрубном пространстве при цементировании скважины. Их устанавливают на обсадной колонне в зонах расширения ствола скважины на расстоянии не более 3 м друг от друга. Лопасти турбулизаторовмогут быть металлическими или резиновыми (резина покрывается двумя слоями кордной хлопчатобумажной ткани). Угол наклона лопастей турбулизатора типа ЦТ к его вертикальной оси 3⁰; допустимая осевая нагрузка на корпус 1,18 тс.

Рисунок 12 Центраторы-турбулизаторы с упругими (ЦТ) и жесткими (ЦТГ) лопастями; 1-накладки; 2-упругие лопасти; 3-корпус; 4-винтовой клин.

Муфты ступенчатого цементирования

- применяют для крепления скважин в тех случаях, когда возникает необходимость подъема тампонажного раствора на большую высоту (до 3000 м и более). При оснащении обсадных колонн указанными муфтами становится возможным цементирование скважин в две ступени как с разрывом во времени между ступенями, так и без него. В стволе скважин их рекомендуется устанавливать в интервалах устойчивых непроницаемых пород и на участках, где отсутствуют уширения, каверны или желобообразования, а в наклонно направленных скважинах -также в вертикальной части ствола.

Рисунок 13 Пакер проходной гидравлический универсальный заколонный типа ППГУ.

1-присоеденительный переводник; 2- стальная обойма; 3-рукав; 4-корпус уплотнительного узла; 5-стальная обойма; 6-клапан пакеровки-допакеровки; 7-уравнительный клапан; 8-предохранительныцй клапан; 9-корпус-патрубок; 10-втулка; 11-седло радиально-разжимное; 12-пробка полая срезная; 13-верхний присоединительный переводник



Рисунок 14 Пакер двухступенчатого и манжетного цементирования типа ПДМ.

1-корпус уплотнительного элемента; 2-уплотнительный элемент рукавного типа; 3-обжимные кольца; 4-корпус клапанного узла; 5-нижняя втулка; 6-кольцо; 7-уплотнительные кольца; 8-срезные винты; 9-втулка; 10-уплотнительные кольца; 11-срезные штифты; 12-верхняя втулка; 13-уплотнительное кольцо; 14-пружинный разрезной фиксатор; 15-штифты; 16-кольцо; 17-гильза.

Рисунок 15 а- пробка ПДМ.050.; б- пробка ПДМ.060; в- пробка ПДМ.070; г- пробка дополнительная ПДМ.070-01; д- пробка дополнительная ПДМ.070-02;е- пробка проточная ПДМ.090-01; ж- патрубок ПДМ.080.

Разъединители хвостовиков и секций обсадных колонн

- предназначены для безопасного спуска на бурильных трубах и для цементирования потайных колонн (хвостовиков) или секций обсадных колонн и последующего отсоединения от них бурильных труб. Разъединители делятся на резьбовые (левая резьба) и безрезьбовые, к которым относятся кулачковые, замковые и штифтовые разъединители. Разъединители оснащены внутренним пакерующим узлом для обеспечения циркуляции жидкости через башмак потайной колонны или секции обсадной колонны после отсоединения обсадных труб от бурильных в разъединителе и цементирования их. Наличие секционной разъединительной пробки в разъединителях позволяет в процессе цементирования потайных колонн и секций обсадных колонн разобщать тампонажный раствор и продавочную жидкость. Подвесные устройства применяют для подвешивания хвостовиков или секции обсадных колонн в стволе скважины с целью предотвращения их изгиба от действия собственного веса. Глубинную подвеску потайных колонн и секций обсадных колонн при креплении скважин производят тремя способами: на цементном камне, клиньях и опорной поверхности. Потайные колонны и секции обсадных колонн можно подвешивать на цементном камне в обсаженной и необсаженной частях ствола без ограничений их длины, глубины скважины и кольцевых зазоров, но при обязательном подъеме тампонажного раствора на всю длину цементируемой колонны.

Комплекс технических средств для спуска, подвески и герметизации хвостовиков 114 мм без их цементирования ПХН 114 / 168

ПХН 114 /168 комплекс технических средств для спуска и подвески хвостовика диаметром 114 мм с установкой заколонных проходных пакеров между скважинными фильтрами и герметизацией межтрубного пространства при установке хвостовика в колонне 168 мм. В комплекс технических средств ПХН 114 /168 входят: модуль разъединителя подвески; модуль пакера подвески ; модуль якоря подвески; фильтр типа ФГС ; дроссельный клапан ; обратный клапан ; башмак ; центратор. При использовании комплекса технических средств осуществляется следующая совокупность технологических операций:

спуск комплекса технических средств в составе хвостовика 114 мм на транспортировочной колонне труб;

проведение промывок скважины, и при создании определенного расхода жидкости (5 -6 л/сек) , приведение в действие дроссельно-запорного клапана и создания внутреннего давления для приведения в действие технических средств;

приведение в действие заколонных проходных пакеров, установленных между скважинными фильтрами;

приведение в действие модульных узлов подвески хвостовика

проведение промывки и подъем транспортировочной колонны.

Приведение в действие технических средств обеспечивается последовательно от забоя к устью скважины поэтапным повышением внутреннего избыточного давления в хвостовике, соединенном с транспортировочной колонной. Повышение внутреннего избыточного давления осуществляется в заданном режиме с предварительной настройкой каждого технического средства на поверхности.

При использовании комплекса технических средств осуществляется следующая совокупность технологических операций:

спуск комплекса технических средств в составе хвостовика 114 мм на равнопроходной транспортировочной колонне труб с внутренним диаметром не менее 55 мм;

проведение прямого цементирования хвостовика с пуском поролоновой пробки перед закачкой цементного раствора и пуском верхней цементировочной пробки для разделения цементного раствора от продавочной жидкости;

стыковка верхней цементировочной пробки с полой цементировочной пробкой, установленной в подвеске хвостовика;

продавливание цементного раствора в затрубное пространство хвостовика и получение сигнала (стоп) при давлении Рз - 10,0 МПа;

приведение в действие модульных узлов подвески хвостовика

проведение промывки и подъём транспортировочной колонны.

Приведение в действие технических средств обеспечивается последовательно от забоя к устью скважины за несколько приемов повышения внутреннего избыточного давления в хвостовике, соединенном с транспортировочной колонной. Повышение внутреннего избыточного давления осуществляется в заданном режиме с предварительной настройкой каждого технического средства на поверхности.

Комплекс КРР 146 предназначен для:

герметичного разобщения горизонтальной части ствола скважины заколонными проходными гидравлическими пакерами, заполняемыми твердеющим материалом;

размещения между пакерами механически управляемых - открываемых и закрываемых - колонных фильтров и клапанов;

проведения операций пакеровки скважины и регулирования колонных фильтров и клапанов с помощью многофункционального внутриколонного управляющего инструмента, спускаемого на насосно-компрессорных трубах (НКТ) и приводимого в действие гидравлическими и механическими операциями.

Разделительные цементировочные пробки

используют для разобщения тампонажного раствора от бурового и продавочной жидкости при цементировании обсадных колонн, а также получения сигнала об окончании процесса продавливания тампонажного раствора. Они делятся на нижние и верхние. Нижнюю пробку вводят в обсадную колонну непосредственно перед закачкой тампонажного раствора для предотвращения его смешивания с буровым раствором. Верхнюю пробку вводят в обсадную колонну после закачки тампонажного раствора и перед закачкой продавочной жидкости. При цементировании потайных колонн и секций обсадных колонн используют верхние двухсекционные пробки, состоящие из двух частей: нижней части, подвешиваемой на средних калиброванных штифтах в обсадной трубе, соединенной с бурильной колонной, и верхней части, продавливаемой по бурильным трубам.



Рисунок 16 Комплект разделительных пробок с фиксатором КРПФ 140-146.

I-пробка верхняя ПРВФ; II-пробка нижняя ПРНФ; III- кольцо-стоп; 1-корпус; 2-наконечник; 3- манжета; 4-диафрагма; 5-уплотнительное кольцо; 6-штифт; 7- кольцо разрезное (фиксатор); 8- воронка; 9- место маркировки.

5. ПРОТИВОВЫБРОСОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Противовыбросовое оборудование (ПВО) используется для герметизации устья скважины в процессе сооружения скважины, и при испытании продуктивных пластов. Комплект противовыбросового оборудования включает:

- плашечный, универсальный, вращающийся превенторы;

- систему ручного и дистанционного управления превенторами,

- систему обвязки с задвижками высокого давления, которые имеют дистанционное управление.

Плашечный превентор состоит из корпуса, двух подвижных плашек и двух гидроцилиндров. Каждая плашка соединена со штоком гидроцилиндра двойного действия. Гидроцилиндры закреплены на боковых крышках, подвешенных на корпусе с помощью шарниров. Управление гидроцилиндрами осуществляется с пульта. Рабочая жидкость к гидроцилиндрам подводится по трубкам от гидропривода, который установлен вдали от превентора. Боковые крышки закреплены на корпусе при помощи винтов. Для обогрева превентора в его корпусе имеются каналы для подачи тепла. Герметичность соединения боковых крышек с корпусом обеспечивается за счет уплотнительных колец, которые при монтаже смазываются уплотнительной смазкой.

Управление превентором осуществляется от специального пульта дистанционно, с помощью гидропривода. В случае выхода дистанционного пульта из строя, превентор закрывается ручным вращением штурвалов, которые вынесены за пределы буровой. Для осуществления ручного закрытия плашек, и удержания их в закрытом положении, внутри штока каждого гидроцилиндра имеются цилиндрическая втулка с резьбой и валик. Валик выведен наружу, и заканчивается вилкой под карданное соединение с тягой, через которые он соединяется со штурвалами ручного управления.

Плашки перемещаются в корпусе превентора при помощи штока и гидроцилиндров. Они могут открывать, либо закрывать проходное отверстие в нем. Плашки могут быть вырезными - с вырезом в виде полукруга, облицованным специальной резиной, либо глухими - без выреза, с резиновой облицовкой. В любом случае, поверхности касания плашек друг с другом должны быть облицованы резиной.

Превентор с вырезными плашками герметизирует устье при спущенной колонне бурильных труб; радиус выреза полукруга на них равен радиусу бурильных труб. Превентор с глухими плашками полностью герметизирует устье в случае отсутствия в скважине инструмента. Поэтому, следует устанавливать не менее двух плашечных превенторов: с вырезными плашками, и с глухими.

Маркировка плашечного превентора ППГ 230х320: первое число в маркировке «230» означает диаметр проходного отверстия в миллиметрах, второе «320» рабочее давление кгс/см2.

Универсальный превентор герметизирует устье скважины при нахождении в нем бурильной трубы, замка или ведущей трубы. Он состоит из корпуса, который сверху закрыт крышкой, плунжера с уплотнительными манжетами, резинового уплотнения, верхней запорной камеры и нижней запорной камеры. К запорным камерам от гидропривода по трубкам подводится рабочая жидкость. Управление универсальным превентором осуществляется дистанционно, от того же пульта, что и плашечными.

Закрытие превентора. Под давлением жидкости, которая подается в нижнюю запорную камеру, плунжер перемещается вверх. При перемещении вверх, плунжер наклонной поверхностью нажимает на уплотнитель. Уплотнитель деформируется к центру превентора, и плотно прижимается к поверхности бурильного инструмента. В случае отсутствия инструмента в превенторе, уплотнитель полностью перекрывает проходное отверстие.

Открытие превентора. При подаче жидкости в верхнюю запорную камеру, плунжер опускается вниз. При этом уплотнитель возвращается в исходное положение, и освобождает бурильный инструмент.

Вращающийся превентор используется только лишь при роторном бурении, и служит для герметизации устья, при нахождении в нем ведущей трубы. Основные части превентора: корпус, патрон, уплотнитель и пульт управления. Патрон зафиксирован в корпусе за счет кольцевого паза и двух кулачков. В корпусе смонтирован вращающийся ствол, с армированным резиновым уплотнением, присоединенным к нему в нижней части. Ствол фиксируется одним упорным и двумя радиальными подшипниками. С помощью верхнего вкладыша, на ствол передается вращение от ведущей трубы.

Корпус патрона герметизирован посредством манжет в корпусе превентора. Ствол герметизирован манжетами в корпусе патрона. Вращающийся ствол фиксируется в корпусе патрона посредством шинно-пневматической муфты. Патрон, удерживается в корпусе от проворачивания при помощи запорного устройства. Управление запорным устройством может осуществляться как вручную, так и дистанционно (при помощи пневматического цилиндра).



6. КОЛЛЕКТОРСКИЕ СВОЙСТВА ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ

Пласт	Пористость, доли единиц	Проницаемость, мкм2	Нефтенасыщенность, доли единиц
АВ1-2АВ1	0,23	189х10-3	0,358
АВ2-3AB1	0,225	61х10-3	0,64
АВ3	0,265	518х10-3	0,269
AB4-5	0,277	825х10-3	0,258
АВ6-7	0,282	449х10-3	ѕ
БВ1	0,240	215х10-3	0,358

Благоприятными условиями для накопления и сохранения нефти и газа в горных породах являются наличие пустот в породе, которые могут занимать нефть и газ, и залегание пород в виде геологических структур, препятствующих рассеиванию нефти и газа.

Проницаемостью горных пород называют их способность пропускать жидкость или газ под действием перепада давления. Наибольшая проницаемость по плату АВ_4-5 наименьшая по пласту АВ_1-3.

Содержание в пустотах горных пород нефти, газа и воды называют насыщенностью. Коэффициент нефтенасыщенности - это доля объема пустот в горной породе, заполненных нефтью. Наибольшая нефтенасыщенность по пласту АВ₁ составляет 0,64.

Горизонт AB₁ отличается от других горизонтов продуктивной толщи Самотлорского месторождения сложным взаимоотношением песчаников, алевролитов и глин и разделяется на два пласта: верхний AB₁и нижний AB₁

Верхний пласт разделяется на глинистую и песчаную части, а в нижней части выделяются монолитные песчаники, тонкое чередование песчано-глинистых пород и глинистые песчаники.

Горизонт АВ_2-3 отличается высокой степенью литологической неоднородности, обусловленной частым чередованием глинистых и песчано-алевролитовых слоев.

Горизонт АВ_4-5 отличается сравнительно однородным строением. В этом горизонте преобладает песчаный тип разреза (монолиты), на долю которых приходится около 95%.

Горизонт БВ₃ является основным объектом разработки на большей части месторождений Нижневартовского свода, в том числе на Самотлорском месторождении.

Пласт ЮB₁ Самотлорского месторождения представлено алевролитами и песчаниками.

В целом по коллекторским свойствам пород продуктивных пластов Самотлорского месторождения можно сделать выводы:

Существенное различие коллекторских свойств изученных горизонтов обусловлено литологическими особенностями пород этих объектов.

На нефтенасыщенность пород в стабилизированных зонах залежи основное влияние оказывают литолого-коллекторские свойства, а в недонасыщенных - значительное влияние приобретает расстояние исследуемого прослоя от ВНК.

7. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЛАСТОВОЙ ЖИДКОСТИ (НЕФТИ, ГАЗА, ВОДЫ)

Пласт	Рпл, МПа	Рнас, МПа	Г,м3/м3	G,м3/м3	mв, Мпа х с	rн, кг/м3	Мн, Мпа х с	rг, кг/м3	Мг, Мпа х с х 103
АВ11-2	15,6	9,7	60	68,8	1,14	812	1,3	1,239	1,012
AВ13	16,7	11,3	60	90,9	1,254	700	1,61	1,239	1.012
АВ2-3	16,2	10,8	61	79,8	1,234	755	1Д5	1,27	1,016
АВ4-5	17,1	13,4	60	72,9	1,208	779	2,39	1,275	1,016
АВ6-7	17,2	8,4	70	71,6	1,14	813	1,28	-	-
БB1	18,8	11,9	71	99,7	1,276	746	1,28	1,108	1,017
БВ80	19,6	10,5	70	95,5	1,27	745	1,09	-	-
БВ 81-2	19,1	10,8	71	97,4	1,267	730	1,21	-	-
БВ83	20,5	10.5	72	98,9	1,284	736	1,13	1,5	1,016
ЮВ1	22,4	11,2	84	93,7	1,206	775	0,93	1,007	1,023

Нефть и газ, заполняя пустоты продуктивного пласта, залегающего на больших глубинах в земной коре, находятся под действием пластовых давлений и температур. Из таблицы видно, что максимальное пластовое давление характерно по пласту ЮВ₁.

Количество растворенного в нефти газа характеризуют газосодержанием нефти. Наибольшее газосодержание, в пласте БB1 и наименьшее в пласте АВ₁^1-2.

Одним из основных показателей товарного качества нефти является плотность нефти. Нефть Самотлорского месторождения имеет плотность до 880 кг/м³ и относится к легкой нефти.

Важнейшей характеристикой жидкостей и газов, показывающих их способность оказывать сопротивление перемещению одних частиц или слоев относительно других является динамическая вязкость m. Вязкость нефти месторождения больше 1.

8. ПОКАЗАТЕЛИ РАЗРАБОТКИ ЗАЛЕЖИ (ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА)

Разработка каждого нефтяного месторождения характеризуется определенными технологическими показателями. Рассмотрим общие показатели, присущие всем технологиям разработки. К ним можно отнести следующие:

Добыча нефти Q_н-- основной показатель, суммарный по всем добывающим скважинам, пробуренным на объект в единицу времени, и среднесуточная добыча q_нприходящаяся на одну скважину.

Характер изменения во времени этих показателей зависит не только от свойств пласта и насыщающих его жидкостей, но и от технологических операций, осуществляемых на месторождении на различных этапах разработки.

Добыча жидкости Q_ж -- суммарная добыча нефти и воды в единицу времени (год, месяц). Из скважин в чисто нефтеносной части залежи в течение какого-то времени безводного периода эксплуатации скважин добывают чистую нефть. По большинству месторождений рано или поздно продукция их начинает обводняться. С этого момента времени добыча жидкости превышает добычу нефти.

В нашей стране добыча нефти и жидкости измеряется в весовых единицах - тоннах. За рубежом - в объемных -- m³. В США, Великобритании и в Канаде и ряде других стран - в баррелях, 1 баррель = 159 литрам, в 1 м³ = 6,29 баррелей.

Дебит нефти, воды и жидкости q_н, q_в, q_ж- соответственно отношение добычи нефти, воды или жидкости ко времени работы скважины за месяц или за год. Рассчитывается, как на отработанное время, так и на календарное. Единица измерения - т/сут*скв.

Обводненность - это отношение добываемой воды к общему количеству добытой жидкости за период (год, месяц). Измеряется в долях ед. и %:

Водонефтяной фактор - отношение добытой воды к нефти. Текущий и накопленный

Добыча газа Q_г. Этот показатель зависит от содержания газа в пластовой нефти, подвижности его относительно подвижности нефти в пласте, отношения пластового давления к давлению насыщения, наличия газовой шапки и системы разработки месторождения. Добычу газа характеризуют с помощью газового фактора, т.е. отношения объема добываемого из скважины за единицу времени газа, приведенного к стандартным условиям, к добыче за ту же единицу времени дегазированной нефти. Средний газовый фактор, как технологический показатель разработки, определяют по отношению текущей добычи газа к текущей добыче нефти.

При разработке месторождения с поддержанием пластового давления выше давления насыщения газовый фактор остается неизменным и поэтому характер изменения добычи газа повторяет динамику добычи нефти. Если же в процессе разработки пластовое давление будет ниже давления насыщения, то газовый фактор изменяется следующим образом. Во время разработки на режиме растворенного газа средний газовый фактор вначале увеличивается, достигает максимума, а затем уменьшается и стремится к нулю при пластовом давлении, равном атмосферному. В этот момент режим растворенного газа переходит в режим гравитационный.

Расход нагнетаемых в пласт агентов (Q_з)и их извлечение вместе с нефтью (и газом). При осуществлении различных технологических процессов извлечения нефти и газа из недр (в том числе для поддержания пластового давления) в пласт закачивается вода, вода с добавками химреагентов, газ и другие вещества.

Основной показатель, характеризующий процесс закачки - компенсация отбора жидкости закачкой воды: текущая и накопленная. Измеряется в долях ед. и %.

При составлении проектов разработки величина принимается равной 115% для обеспечения потерь по пути следования закачиваемой воды и потерь на трение.

Рассмотренные показатели отражают динамическую характеристику процесса извлечения нефти, воды и газа. Для характеристики процесса разработки за весь прошедший период времени используют интегральный показатель -- накопленную добычу (?Q_н, ?Q_ж). Накопленная добыча нефти и жидкости отражает количество добытое по объекту за определенный период времени с начала разработки, т.е. с момента пуска первой добывающей скважины.

В отличие от динамических показателей накопленная добыча может только увеличиваться. Со снижением текущей добычи темп увеличения соответствующего накопленного показателя уменьшается. Если текущая добыча равна нулю, то рост накопленного показателя прекращается, и он остается постоянным.

Фонд скважин. Скважины представляют собой основную составляющую системы разработки нефтяных месторождений, из них добывается нефть и попутные компоненты, они служат для получения всей информации о залежи, для управления процессом разработки. Скважины по своему назначению подразделяются на следующие основные группы: добывающие, нагнетательные, специальные и вспомогательные.

Добывающие скважины составляют наибольшую часть фонда скважин. Предназначены для добычи нефти, газа и попутных компонентов.

Нагнетательные скважины предназначены для закачки в пласт различных агентов (воды, газа, пара) с целью обеспечения эффективной разработки залежей нефти.

Специальные скважины предназначены для проведения различного рода исследования с целью изучения параметров и состояния разработки залежей месторождений. Среди них выделяют две подгруппы - оценочные и контрольные. Первые бурят для оценки нефтегазонасыщенности пластов. Вторые подразделяются на пьезометрические и наблюдательные.

Вспомогательные скважины подразделяют на водозаборные и поглощающие.

Фонд скважин каждого эксплуатационного объекта находится в постоянном движении. Изменяется общее количество добывающих скважин: на I, II стадиях - растет, на III, IV - уменьшается.

Количество нагнетательных скважин увеличивается по мере развития системы заводнения. Скважины могут переходить из одной группы в другую.

Помимо рассмотренных абсолютных показателей, выражающих количественно добычу нефти, воды и газа, используют и относительные, характеризующие процесс извлечения продуктов пласта в долях от запасов нефти. Темп отбора от НИЗ. Из курса геологии вам известно такое понятие, как начальные извлекаемые запасы нефти (НИЗ). При анализе разработки любого объекта используются такие показатели, как темп отбора от НИЗ и степень выработки НИЗ. Темп разработки Z(t), изменяющийся во времени t, равен отношению текущей добычи нефти Q_H(t) к извлекаемым запасам месторождения

...