Основные требования к конструкции скважины на воду: получение высокой коммерческой скорости бурения, минимальная металлоемкость и экономичность. Особенности выбора компоновок бурильного инструмента. Анализ видов деятельности ОАО «Мегионнефтегаз».
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.10.2012 |
| Размер файла | 1,6 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
скважина конструкция бурильный
В данное время Россия занимает одно из лидирующих мест в добыче нефти и газа, что приносит большие прибыли нефтегазодобывающим компаниям в период стабильно высоких цен на углеводородсодержащее сырье.
Метод наклонно-направленного бурения. Технология строительства
Применение новых технологий в добыче нефти предъявляет более жесткие условия к бурящимся скважинам. Необходимость решения большого комплекса задач, связанных с процессом строительства скважин требует изменения технологии бурения скважин.
Тенденции развития технологии в последнее время направлены на минимизацию вредного воздействия на продуктивный пласт во время бурения, качественное крепление и цементирование, использование новых технологий для оптимизации профиля ствола скважин, уменьшение вредного воздействия на окружающую среду во время бурения.
Данный дипломный проект составлен по материалам преддипломной практики, проведенной на Покамасовском месторождении, находящимся на территории Нижневартовского района Тюменской области. Разбуривание данного месторождения ведет Мегионское укрупненное управление буровых работ (МУУБР) ОАО «Мегионнефтегаз».
МУУБР ведет эксплуатационное и разведочное бурение на Мегионском, Северо-Ореховском, Аганском, Ватинском, Ново-Покурском, Северо-Покурском и Покамасовском месторождениях, которые расположены в 20 — 100 км от г. Мегион.
В МУУБР бурение ведется преимущественно кустовым методом, с глубиной скважин до 3300 метров. Количество скважин в кусте 12 — 20. Бурение ведется буровыми установками БУ — 3000ЭУК, БУ — 3000ЭУК — 1М, БУ — 3000ЭУЦК1НБОК, БУ — 3200200 — 2М, БУ — 2500ЭУК. В районе работают 10 буровых бригад.
Настоящий дипломный проект представлен геолого-геофизической, технологической, специальной, экономической частями и разделами посвященными охране труда, недр и окружающей среды и организации и планированию работ при строительстве скважин.
В проекте представлена технология строительства наклонно-направленой скважины. Специальная часть посвящена анализу методик расчета бурильной колонны.
Геолого-геофизическая часть. Орогидрография
Территория Покамасовского месторождения представляет собой лесистую, полого-волнистую равнину. Пониженные участки заболоченны, покрыты кустарником или изрезаны сетью долин малых рек и их притоков. Остальная часть покрыта смешанными лесами. Категория грунта — 1: торфяно-болотный, пески, суглинки, глины.
Климат района резко-континентальный, с продолжительной, холодной зимой и коротким летом. Среднегодовая температура -3°C, причем наибольшая летняя +35°С, а наименьшая зимняя — 52°С. Продолжительность отопительного периода 237 суток. Среднегодовое количество осадков 240 — 250 мм.
Мощность снежного покрова колеблется от 0,8 до 1,5 м. Реки в конце октября покрываются льдом, а вскрываются в конце мая. Преобладающие направления ветров зимой — с севера, северо-востока; летом — с запада, юго-запада. Наибольшая скорость ветра 22 м/сек. Многолетнемерзлые породы отсутствуют.
Гидрографическая сеть месторождения представлена рекой Обь и ее притоками и многочисленными озерами.
Основная часть нефтяных залежей находящихся в эксплуатации, залегает в интервале 2270 — 2920 м. Разрез сложен породами различными по физико-механическим свойствам (см. таблицу 1.1). Давление и температура по разрезу скважины представлены в таблице 1.1. В разрезе большое количество глинистых пород, склонных к набуханию и кавернообразованию.
Стратиграфия и литология
Проектируемой скважиной на Покамасовском месторождении вскрывается разрез, стратиграфия и литология которого представлены в таблицах 1.1, 1.2.
Таблица 1.1. Стратиграфический разрез скважины, элементы залегания и коэффициент кавернозности
Интервал залегания, м
Углы падения пластов (по подошве)
Коэф. Кавернозности интервала
Таблица 1.2. Литологическая характеристика разреза скважины
Индекс стратиграфического подразделения
Озерные, болотные отложения
Глины, диатомовые опоки
Глины, диатомовые опоки
Пески, песчаники, алевролиты
Глины, песчаники, аргиллиты
В тектоническом отношении в Западно-Сибирской репрессии выделяются три крупных тектонических элемента: внешний пояс, центральная и северная тектонические области.
Скважины в основном вскрывают обломочные осадочные и глинистые горные породы, лишенные палеонтологических остатков.
Покамасовское нефтяное месторождение относится к центральной тектонической области. В пределах этой области площадь положительных структур, представленных сводами, валами, куполовидными поднятиями, составляет 40% от территории области, значительная часть которой представлена отрицательными структурами типа впадин и перегибов.
Покамасовское месторождение находится в центре Нижневартовского свода, который имеет площадь около 20 тыс. км 2 . Амплитуда свода достигает 600 м, постепенно снижаясь вверх по разрезу, и нередко достигает по отложениям палеогена 60 м.
В истории геологического развития Нижневартовского свода выделяют несколько этапов. В юрские времена на месте свода была моноклиналь, наклоненная на юго-запад. На новом этапе формирования, в позднем олеоцене, свод приобрел современную морфологию. В пределах Нижневартовского свода выделяют ряд крупных поднятий, различных по своей морфологии: Покачевский, Черногорский, Мегионский и другие валы.
Покамасовское месторождение связано с обширным поднятием округлой формы, осложненным пологими бранхианклинальными складками. Альтитуда поднятия 90 — 110 м. Углы падения не превышают 2°.
Водонефтеносность, пластовые давления и температуры
При бурении наблюдаются водонефтепроявления различной интенсивности, данные о которых приведены в таблицах 1.3, 1.4.
Пластовые давления и температуры по разрезу скважины приводятся в таблице 1.6.
В таблице 1.5 приведены также физико-механические свойства горных пород по разрезу скважин.
Таблица 1.3. Водоносность по разрезу скважины
Интервал залегания, м
Плотность, кг/м 3
Химический состав воды
Таблица 1.4. Нефтеносность по разрезу скважины
Интервал залегания, м
Динам. уровень в
экспл.. колонне, м
Относительная плот. газа по воздуху
Рекомендуемые в МПа
Таблица 1.5. Физико-механические свойства горных пород по разрезу скважины
Плотность, кг/м 3
Проницаемость, мкм 2
Таблица 1.6.. Давления и температуры по разрезу скважины
Индекс стратиграфического подразделения
Условия бурения. Осложнения при бурении
Проводка скважины, в силу технологических и геологических условий неизбежно сопровождается какими-либо осложнениями. При проводке скважины в проектном районе возможны следующие осложнения: нефтеводопроявления, осыпи и обвалы стенок скважины, затяжки и прихваты инструмента, поглощения бурового раствора, сужение ствола скважины, а также разжижение глинистого раствора.
Возможные интервалы осложнений представлены в таблице 1.7.
Таблица 1.7 Возможные осложнения по разрезу скважины
Поглощения бурового раствора
Максимальная интенсивность до 5 м 3 /ч
Отклонение параметров бурового раствора от проектных (увеличение )
Осыпи и обвалы стенок скважины
Интенсивные обвалы. Устойчивость пород с момента вскрытия до начала осложнения — 3 суток
Отклонение параметров бурового раствора от проектных (увеличение ПФ, уменьшение )
Осыпи и обвалы стенок скважины
Интенсивные обвалы. Устойчивость пород с момента вскрытия до начала осложнения — 3 суток
Отклонение параметров бурового раствора от проектных (увеличение ПФ, уменьшение )
При длительном нарушении технологии бурения, и неприятии скорейших мер к ликвидации, осложнения — очень тяжелые
Нарушение технологии бурения, плохая очистка бурового раствора от шлама, длительное оставление колонны без движения
При СПО, снижение гидростатического давления в скважине, низкое качество бурового раствора
Сужение ствола скважины
Отклонение параметров бурового раствора от проектных (увеличение ПФ)
Свободный газ отсутствует
Пренебрежение к доливу скважины во время подъема инструмента, снижение гидростатического давления, низкое качество бурового раствора
Обоснование комплекса геофизических исследований в скважине
От правильности выбора комплекса геофизических исследований зависит успех бурения скважины. Выбор этого комплекса зависит от конструкции скважины, ее глубины и геологических условий.
Исходя из опыта бурения, на Покамасовском месторождении предлагаются следующие промыслово-геофизические исследования, которые представлены в таблице 1.8.
Таблица 1.8. Комплекс геофизических исследований
1. В открытом стволе:
— стандартный каротаж АМ-0,5 и ПС
— индукционный и боковой каротажи
— цементомер эксплуатационной колонны:
Замеры через 20 м, после бурения каждых 50 м
Замеры через 50 м, после бурения каждых 200 м
Замеры через 30 м, после бурения каждых 200 м
Стандартный каротаж (РК и ПС) применяются для литологического расчленения разреза скважины, выделения коллекторов и оценки их пористости, определения минерализации пластовой воды.
Микробоковой каротаж — для выделения коллекторов, уточнения границ пластов, оценки удельного сопротивления пластов.
Боковой каротаж применяется для детального расчленения разреза скважины, определения пористости и проницаемости пород.
Кавернометрия используется для определения фактического диаметра скважины, определения объема затрубного пространства, участков для пакерования.
Инклинометрия — для определения направления ствола скважины, его положения в пространстве.
Гамма — гамма — цементометрия (ГГЦ) показывает степень замещения бурового раствора цементным раствором, характер заполнения кольцевого пространства.
АКЦ показывает сцепление цементного камня с обсадной колонной и частично — со стенкой скважины.
Для проведения геофизических работ в открытом стволе, скважину следует специальным образом подготовить: провести проработку ствола скважины и промывку в несколько циклов, до полного соответствия параметров бурового раствора ГТН, подготовить площадку под технику, обеспечить электропитание станции.
Технология строительства скважины. Проектирование конструкции скважины
Конструкция скважины должна удовлетворять следующим основным требованиям:
· успешное доведение скважины до проектной глубины;
· надежное разобщение всех проницаемых пород, вскрытых при бурении;
· недопущение геологических осложнений;
· получение высокой коммерческой скорости бурения;
· минимальная металлоемкость и экономичность;
· соблюдение требований об охране недр и защите окружающей среды.
Спроектировать конструкцию скважины — это значит:
1) определить необходимое количество обсадных колонн и глубин их спуска;
2) определить диаметры этих колонн и диаметры долот для бурения ствола под каждую колонну;
3) определить положение верхней и нижней границ интервалов цементирования;
4) выбрать тип конструкции забоя.
Определение количества обсадных колонн
Для определения необходимого количества обсадных колонн и глубины их спуска построим график совмещенных индексов давлений по данным промысловых исследований, приведенных в таблице 1.6. Профиль приведен на рисунке 2.2.
Рисунок 2.1 — График совмещенных давлений для определения количества и глубин спуска обсадных колонн
Как видно из графика, по разрезу скважины несовместимых интервалов бурения нет. Поэтому, выбирая конструкцию скважины, нужно исходить из других условий, в данном случае из возможных осложнений по разрезу скважины (таблице 1.7) и сложности ее профиля (рисунке 2.2). Для того чтобы перекрыть прихвато- и обвалоопасные интервалы, используем кондуктор, башмак которого необходимо устанавливать в прочных, устойчивых породах, а также руководствуясь опытом накопленным за время бурения на данной площади, спускаем кондуктор на глубину 630 м.
Итак, мы выбираем для нашей скважины две колонны:
1) кондуктор — спускаем на глубину 630 м по вертикали с целью укрепления стенок скважины и предотвращения осложнений, а также для установки на этой колонне противовыбросового оборудования;
2) эксплуатационную колонну — спускаем на глубину 2750 м по вертикали с целью создания герметичного канала для транспортировки нефти и газа на поверхность, укрепления стенок скважины, изоляции водоносных горизонтов и недопущения геологических осложнений.
Определение диаметров обсадных колонн
Условный диаметр эксплуатационной колонны, который задан заказчиком (НГДУ), — 146 мм. Определение диаметров колонн и диаметров долот для бурения ствола под данные колонны проводим при помощи формул 2.1, 2.2 и 2.3:
где диаметр долота для бурения ствола под обсадную колонну;
наибольший наружный диаметр обсадной колонны (диаметр ее муфты);
радиальный зазор между муфтой обсадной колонны и стенкой ствола скважины;
где внутренний диаметр предыдущей обсадной колонны;
радиальный зазор между долотом и внутренней поверхностью той спущенной колонны, через которую оно должно проходить при дальнейшем бурении скважины ;
где наружный диаметр предыдущей обсадной колонны;
наибольшая возможная толщина стенки труб данной колонны.
Определяем диаметр долота для бурения ствола под эксплуатационную колонну:
По ГОСТу 20692 — 75 [24] выбираем диаметр долота, равный 215,9 мм.
Определяем диаметр кондуктора и диаметр долота для бурения ствола под кондуктор:
По ГОСТу 632 — 80 выбираем наружный диаметр кондуктора, равный 245 мм.
По ГОСТу 20692 — 75 [24] выбираем диаметр долота для бурения ствола под кондуктор, равный 295,3 мм.
Определение положения верхней и нижней границ интервалов цементирования
Определение положения верхней и нижней границ интервалов цементирования. Согласно требованиям направление и кондуктор будем цементировать до устья.
А интервал цементирования эксплуатационных колонн в нефтяных скважинах разрешается ограничивать участком от башмака до сечения, расположенного не менее чем на 100 м выше башмака предыдущей обсадной колонны. Результаты расчетов сводим в таблицу 2.1.
Таблица 2.1. Результаты расчетов конструкции скважины
Название обсадной колонны
Интервал спуска, м
Условный диаметр обсадной колонны, мм
Диаметр долота для бурения под данную обсадную колонну, мм
Интервал цементирования обсадной колонны, м
При расчетах использовались данные об отечественных обсадных трубах типа ОТТГ и ОТТМ [24].
Выбор способа бурения
Одним из ответственных этапов при проектировании технологии проводки скважины — выбор способа бурения, так как он определяет многие технические решения — режимы бурения, бурильный инструмент, гидравлическую программу, тип буровой установки и, как следствие, технологию крепления скважины.
Выбор способа бурения во многом обусловлен региональными условиями (парк буровых установок, бурильных труб, забойных двигателей и т.д.)
В Российской Федерации распространены следующие способы вращательного бурения:
бурение гидравлическими забойными двигателями;
Каждый способ бурения в определенных горно-геологических, технико-экономических и материально-технических условиях имеет свои преимущества.
Целесообразность применения различных способов бурения определяется геологическими и технологическими факторами, а также экономической целесообразностью. Большое распространение в России, и частности в проектном районе получило турбинное бурение и бурение винтовыми забойными двигателями.
Главным преимуществом этого способа бурения является отсутствие вращения колонны бурильных труб в процессе бурения скважины и возможность подвода к забою значительной мощности при высоких нагрузках на долото, что дает высокие механические скорости бурения.
При роторном способе бурения степень форсирования режима ограничивается опасностью возникновения аварий с бурильными трубами, а также с ростом потерь мощности на трение колонны бурильных труб о стенки скважины. Свободный от этих недостатков способ бурения гидравлическими забойными двигателями позволяет: получить более высокие показатели отработки долот, упростить схему передачи мощности с поверхности на забой. В настоящее время, когда при бурении скважин гидравлическими забойными двигателями используются телеметрические системы (с проводным и беспроводным каналом связи), появилась возможность особо точной проводки скважин со сложными профилями. Низкая динамичность работы бурильной колонны дает возможность применять алюминиевые бурильные трубы (ЛБТ).
Исходными данными для выбора способа бурения являются: глубина бурения, профиль ствола скважины, а также типоразмер применяемого долота.
В данном районе ведется кустовое бурение наклонно-направленных скважин. При этом необходимо учитывать, что будут использоваться отклонители.
На основе изложенного выберем способ бурения гидравлическими забойными двигателями(3ТСШ1-195, Д2-195), а вертикальный участок под направление (0 — 50 м) пробурим гидромонитором.
Проектирование профиля скважины
Выбор рационального профиля скважины позволяет сократить до минимума работу с отклонителем, обеспечивает необходимое смещение забоя и допустимую интенсивность искривления, а также свободное прохождение по стволу компоновки низа бурильной колонны. Профиль скважины должен позволять эксплуатировать скважину различными типами глубинных насосов. Следовательно, профиль наклонно-направленной скважины нам необходимо выбрать таким, чтобы при минимальных затратах времени и средств довести ее до проектной глубины без каких-либо осложнений, обеспечить надлежащее качество ее длительной и безаварийной эксплуатации.
Указанным требованиям соответствуют трех- и четырехинтервальный профили. Однако бурение наклонно-прямолинейного ствола требует применения жестких компоновок, что на больших глубинах увеличивает опасность осложнений и аварий. Кроме того, в наклонном стволе, особенно с большим зенитным углом, затруднено центрирование обсадной колонны, что снижает качество ее крепления. По мнению ряда исследователей [18], трехинтервальный профиль является предпочтительным на месторождениях с карбонатным коллектором, а четырехинтервальный на месторождениях с терригенным коллектором.
На Покамасовской площади используется четырехинтервальный профиль.
Учитывая все это, принимаем четырехинтервальный профиль, с участками: вертикальный, набора, стабилизации и спада зенитного угла.
Проектный профиль приведен на рис. 2.2.
Исходные данные для проектирования профиля:
— глубина скважины по вертикали, H=2750 м;
— длина вертикального участка, hву=70 м;
— смещение забоя, А=830м;
— продуктивный пласт ЮВ3 (Юрский проектный горизонт);
— глубина залегания продуктивного пласта по вертикали:
— подошвы — 2750 м;
— угол вхождения в продуктивный пласт бпр п=5° ;
— радиус круга допуска Rдоп=75 м;
— глубина спуска кондуктора (по вертикали) Hк=630 м.
Расчет профиля скважины произведем по методике приведенной в [1].
Построение профиля будем вести графоаналитическим способом.
Определим вспомогательный угол:
Очевидно, что максимальный зенитный угол будет больше , примем его равным
Так как способ бурения — турбинный, при угле перекоса кривого переводника радиус R1=630 м.
Из табл. 10 [1], для угла находим .
Для зенитного угла R3 (из этой же таблицы) составит 2600 м. Находим радиус R2:
Сосчитаем максимальный зенитный угол:
Расчет участников профиля скважины производим по формулам, приведенным в таблице 2.2.
Таблица 2.2. Расчет четырехинтервального профиля скважины
Горизонтальная проекция аi, м
Вертикальная проекция hi, м
Длина по стволу li, м
2 — Набора зенитного угла
4 — Снижение зенитного угла
Вскрытие продуктивных пластов
Под вскрытием продуктивного пласта понимается комплекс работ по разбуриванию пород, оборудованию скважины в интервале продуктивного пласта и перфорации обсадной колонны.
Самой важной задачей, как при первичном, так и при вторичном вскрытии пласта является его наименьшее загрязнение, проницаемость должна остаться как можно ближе к природной.
Основным источником загрязнения продуктивного пласта при его первичном вскрытии является буровой раствор, т. е. его твердая и жидкая фазы, и цементный раствор. Степень загрязнения пласта цементным раствором от части зависит от типа конструкции забоя скважины.
Для предупреждения загрязнения пласта буровым раствором необходимо пользоваться раствором с минимальной плотностью, минимальным показателем фильтрации.
На Покамасовской площади коллектор представлен терригенными отложениями толщиной 30 — 40 метров и имеет пластовое давление около 28 МПа.
Горная порода представляет собой переслаивание слабосцементированных песчаников, алевролитов и аргиллитов.
«Деррик — Альфа» производства США.
Далее выбираем конструкцию забоя скважины.
В связи с тем, что коллектор представлен относительно неустойчивыми породами, залежь многопластовая, и время бурения оказывает большое влияние на прочность слагаемых пород, а также исходя из достигнутого уровня техники и технологии строительства скважин на Покамасовском месторождении, мы принимаем следующую конструкцию забоя скважины, приведенную на рисунке 2.3. Основными ее достоинствами являются:
1) непрерывность процесса бурения;
2) возможность применения на многопластовых залежах;
3) простота конструкции;
4) возможность использования в неустойчивых коллекторах.
Рисунок 2.3 — Конструкция забоя скважины
1 — обсадная (эксплуатационная) колонна;
2 — перфорационные отверстия;
3 — продуктивный пласт.
Следующий этап — это выбор способа перфорации
Перфорацию нужно проводить примерно через двое суток после ОЗЦ, когда цементный камень приобрел начальную прочность, но еще имеет способность к саморегенерации, т. е. «залечивать» трещины, так как это позволит уменьшить ущерб от перфорации.
В настоящее время для вторичного вскрытия применяют: кумулятивные, пулевые, торпедные, сверлящие и гидропескоструйные перфораторы.
Основное преимущество сверлящих и гидропескоструйных перфораторов над другими в том, что они не наносят урона цементному камню в призабойной зоне, повышая тем самым качество крепления скважины. Но как сверлящие, так и гидропескоструйные перфораторы не получили широкого распространения из-за того, что сверлящие перфораторы делают отверстия только в обсадной колонне, а применение гидропескоструйных перфораторов связано с высокой трудоемкостью работ, и стоимость как тех, так и других гораздо выше по сравнению с остальными перфораторами. Поэтому применяются они только при особо сложных геолого-технических условиях (если необходимо образовать большие перфорационные каналы при высокой прочности материала обсадных колонн и пластовых пород).
Торпедные перфораторы применяют для вскрытия платов с целью резкого увеличения проницаемости призабойной зоны пласта. Этот способ, в виду его очень большого воздействия на крепь скважины, применяют лишь в исключительных случаях, когда другие способы сообщения скважины с пластом не дают положительных результатов.
Кумулятивные перфораторы по всем основным показателям превосходят пулевые. Эти перфораторы характеризуются большей плотностью и глубиной вскрытия пласта, имеют более высокие предельные температуры и давления, позволяют вскрывать за один спуск большие интервалы. Кроме того, заусенцы, образуемые на внутренней поверхности перфорируемой колонны, при кумулятивной перфорации значительно меньшего размера, чем при пулевой, что позволяет без особых затруднений использовать глубинные приборы и оборудование (пакеры).
Кумулятивные перфораторы в свою очередь делятся на корпусные и безкорпусные.
Безкорпусные кумулятивные перфораторы применяют для вскрытия больших интервалов. Они имеют несколько меньшую термобаростойкость по сравнению с корпусными кумулятивными перфораторами. Но на глубине 2 — 3 тысячи метров они обладают более высокой производительностью и лучшей пробивной способностью, чем другие перфораторы. И при использовании этих перфораторов практически исключается засорение скважины осколками.
Итак, исходя из приведенной выше информации, и при помощи следующих данных (заданных заказчиком — НГДУ):
1) условный диаметр обсадной колонны — 146 мм;
2) предельная температура ;
3) конструкция скважины — одноколонная;
4) прочность пород — 10 — 120 МПа;
5) проницаемость пласта — 0,05 мкм 2 ;
и табл. 4.58 и 4.59, выбираем перфоратор кумулятивный безкорпусный ленточный ПКС — 80Т, основными техническими характеристиками которого являются:
1) допустимая плотность перфорации 10 отв/м;
2) максимальный интервал перфорации за один спуск — 30 м;
4) диаметр канала:
а) в трубе — 8 мм;
Исходя, из опыта вскрытия продуктивных пластов и достигнутого уровня техники и технологии на Покамасовском площади предлагается следующее:
2. Использовать тип конструкции забоя скважины, который приведен на рис. 2.3;
3. Для вторичного вскрытия продуктивного пласта использовать перфоратор кумулятивный безкорпусный ленточный ПКС — 80Т.
Выбор буровых растворов и их химическая обработка по интервалам бурения
Тип бурового раствора выбираем из условия обеспечения устойчивости стенок скважины и обеспечения необходимого противодавления на флюидонасыщенные пласты, которые определяются физико-механическими свойствами горных пород, слагающих разрез скважины (таблице 1.5) и пластовыми давлениями (таблице 1.6). При выборе растворов следует руководствоваться опытом, накопленным при бурении в проектном районе. Выбор типов и параметров промывочной жидкости производим согласно регламента по буровым растворам, принятом на данном предприятии.
При бурении под кондуктор используется наработанный при бурении или приготовленный из глинопорошка глинистый раствор.
Бурение под эксплуатационную колонну будем вести на полимерглинистом растворе, который получим из раствора, оставшегося после бурения под кондуктор, путем его дополнительной обработки.
Материалы и реагенты для приготовления и химической обработки буровых растворов
Приведем характеристику реагентов, которые будем использовать:
КМЦ — 600 — карбоксиметилцеллюлоза (число обозначает степень полимеризации) по ГОСТ 6-05-368-80. Чем выше степень полимеризации, тем выше солестойкость и термостойкость реагента, и что на важно — стабилизирующее действие на буровой раствор. Поэтому наиболее эффективны реагенты марки КМЦ-600 и КМЦ-700. Применяется для регулирования фильтрационных свойств бурового раствора.
Относится к 4-му классу опасности. ПДК для водоемов рыбохозяйственного пользования — 20 мг/л.
ГКЖ — 10 (ГКЖ — 11) — гидрофобизирующая кремнийорганическая жидкость. Представляет собой водно-спиртовой раствор этил — (ГКЖ — 10) или метил (ГКЖ — 11) силиконата натрия (ТУ-6-02-696-76). Жидкость светло-желтого цвета плотностью 1170 — 1190 кг/м 3 . Щелочность в пересчете на NaOH 13 — 17%, поэтому наряду с флоккулирующим действием возможна и стабилизация, пептизация глин.
Применяется для регулирования вязкостных и противоприхватных свойств бурового раствора. Относится к 2-му классу опасности. ПДК для водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового пользования — 6,4 мг/л.
Сиб-ЭСТ — продукт, получаемый омылением отходов рыбопереработки.
Совместим с реагентами, применяемыми для обработки бурового раствора. Выпускается в соответствии с ТУ 15/1 ЭССР 38-87. Применяем для улучшения смазочных свойств бурового раствора. Относится к 4-му классу опасности. ПДК для водоемов рыбохозяйственного пользования — 0,4 мг/л.
Сульфонол НП-1 — натрия алкилбензосульфонат на основе тетрамеров пропилена, представляет собой ПАВ анионного типа. Хорошо растворяется в воде и нефти. Применяется для улучшения свойств буферной жидкости, улучшения смазочных свойств раствора, для аэрирования цементного раствора.
Во избежание вспенивания запрещается добавлять сульфонол непосредственно в циркуляционную систему. Выпускается в соответствии с ТУ 6-01-1816-75. Относится к 3 классу опасности.
НТФ — нитрометиленфосфоновая кислота, выпускается в соответствии с ТУ 6-09-5283-86, представляет собой бесцветный кристаллический порошок. Хорошо растворяется в воде, является эффективным разокислителем бурового раствора при температурах до . Относится к 3-му классу опасности. Не взрывоопасен, не горюч, но пожароопасен. ПДК для водоемов рыбохозяйственного пользования — 0,05 мл/л.
CYDRILL — 4000 — высокомолекулярный синтетический акриловый полимер. Намного эффективнее отечественных полимеров. Применяется для регулирования вязкости и показателя фильтрации, снижения коэффициента трения, улучшения очистки забоя. Имеет степень гидролиза 30 — 35%. Производится в Японии (фирма DKS) и в странах Европы.
Класс опасности не определен, но по данным фирмы — производителя не токсичен. ПДК для водоемов рыбохозяйственного пользования — 0,001 мг/л. Хорошо совместим со всеми реагентами.
CYPAN — отличается от предыдущего реагента лишь степенью гидролиза — 70% и ПДК — 0,0001 мг/л. Хорошо растворяется в воде. Производится в США и странах Европы. О всем остальном можно сказать то же самое, что и о предыдущем реагенте.
Поинтервальный расчет плотности буровых растворов
Для расчета плотности бурового раствора необходимо разбить разрез скважины на интервалы, учитывая конструкцию скважины и возможные осложнения по разрезу скважины. Разобьем разрез следующим образом:
1) 0 — 630 (0 — 660) м — интервал бурения под кондуктор;
2) 630 — 1700 (660 — 1805) м — интервал бурения до отложений Алымской свиты;
3) 1700 — 2750 (1805 — 2888) м — интервал с момента вскрытия отложений Алымской свиты до проектной глубины. В этом интервале буровой раствор должен иметь повышенные структурно-механические свойства, минимальный показатель фильтрации, так как в этом интервале наблюдается разбухание глин (сужение ствола скважины, прихваты).
Определяем плотность промывочной жидкости из условий недопущения ее поглощения и проявления:
где К — коэффициент превышения давления столба промывочной жидкости над пластовым, учитывающий уменьшение давления в скважине при подъеме инструмента(К=1,1 при Н1200 — К=1,05); Рпл — пластовое давление на глубине H; Рпогл — давление поглощения на глубине H.
Но для ограничения величины дифференциального давления, желательно иметь:
где — максимально допустимая репрессия на пласт (выбирается в зависимости от глубины кровли пласта).
В интервале 0 — 630 м:
Для предотвращения осыпей и обвалов, при бурении в интервале 0 — 630 м (см. таблицу 1.7), а также полагаясь на опыт бурения в проектном районе, принимаем
Для обеспечения повышенных структурно механических свойств в интервале 630 — 2750 м, примем
Далее предоставлены основные принципы выбора других параметров буровых растворов.
Выбирая вязкость, необходимо учитывать, что ее большая величина во многих случаях оказывает отрицательное влияние на процесс бурения, поэтому нужно стремиться к ее минимальному значению (в данном случае для второго и третьего интервалов примем ее равной 22 — 25 сек). Минимизация вязкости позволяет увеличить механическую скорость бурения, поддерживать высокую скорость восходящего потока в скважине (в затрубном пространстве), то есть обеспечивать качественную очистку забоя и ствола скважины.
Показатель фильтрации, при бурении в продуктивных горизонтах принимается не более 4 — 6 см 3 /30 мин. по прибору ВМ — 6, во избежание загрязнения пласта фильтратом промывочной жидкости, что в дальнейшем затрудняет их освоение и эксплуатацию, из-за, почти необратимого ухудшения коллекторских свойств пласта. В непродуктивных горизонтах допускаются несколько большие значения показателя фильтрации.
Способность промывочной жидкости выносить выбуренную породу на дневную поверхность и удерживать ее, после прекращения циркуляции определяется статическим напряжением сдвига (СНС). Значения СНС для выполнения этой задачи должны быть не менее 10 — 15 дПа.
Содержание абразивной фазы (песка) в буровом растворе, в цельях уменьшения изнашивания инструмента и оборудования допускается не более 1%.
Источник: otherreferats.allbest.ru
Наклонно-направленные скважины
Бурение скважин представляет собой очень сложный и трудоемкий процесс, требующий специальной техники, а также определенных знаний и умений. Несмотря на свой опыт и профессионализм, люди, осуществляющие бурение, периодически сталкиваются со множеством трудностей.
Например, при бурении скважины подвергаются естественному искривлению, в связи с чем могут не выйти на необходимые слои, содержащие залежи нефти или газа. Это является проблемой, поскольку в данном случае скважина не выполняет своих прямых назначений – она не становится инструментом для добычи полезных ископаемых. Однако, на протяжении многих лет, люди изучали данную проблему, в результате чего накопили определенный опыт, который позволяет сегодня проходить скважины в строго направленном направлении. Таким образом, создается искусственное отклонение скважины, т.е. ствол скважины во время бурения направляется согласно определенному плану, в результате чего он доводится до заданной точки.
В настоящее время существует несколько видов искусственно искривленных скважин, среди которых:
- наклонно-направленные скважины;
- горизонтальные скважины;
- многозабойные скважины;
- многоствольные скважины (куст скважин).
Наклонно-направленными скважинами называются такие скважины, которые имеют специальное направление в любую точку, находящуюся на определенном расстоянии от вертикальной проекции ее устья. К таким видам скважины относятся в том случае, если их отклонение по вертикали составляет:
- более 20 при вращательном бурении;
- более 60 во время глубокого бурения.
Бурением наклонно-направленных скважин называется такой метод строительства скважин, во время которого скважины характеризуются сложным пространственным профилем, который включает в себя вертикальный верхний интервал, с дальнейшими участками, имеющими заданные отклонения от вертикали. Такой вид скважин зачастую формируется во время как разведки, так и добычи нефти и газа, особенно, при многоствольном бурении.
Строительство наклонно-направленных скважин впервые начали практиковать, начиная с середины ХХ века. Авторство данной технологии принадлежит американским нефтяникам Джону Истману, Роману Хайнсу, а также Джорджу Фейлингу. Именно они впервые использовали этот метод с целью добычи нефти из Техасского месторождения Конро в 1934 году. Спустя семь лет данная технология была применена в СССР для добычи полезных ископаемых на суше, а еще через некоторое время е также применили во время разработки месторождения в Каспийском море.
Развитие технологии контролируемого бурения происходило постепенно. Чтобы осуществить отклонение компоновки нижней части бурильной колонны от вертикали во время строительства наклонно-направленных скважин использовались клиновые отклонители. После этого бурение происходило роторными компоновками, как и обычно. Но такая технология формирования необходимых скважин зачастую не давала необходимых результатов, так как отклонения от целевых азимутов были значительно больше.
Начиная со второй половины ХХ века при строительстве данного вида скважин стали активно использовать компоновки, имеющие кривой переходник и забойный двигатель. Изначально угол кривых переходников был фиксированным и составлял от 0,5 до 1 градуса. Спустя некоторое время появились переходники, в которых стало возможно изменять уровень изгиба от 0 до 4 градусов.
При этом не было необходимости поднимать компоновку на поверхность для изменения изгиба. Такие компоновки использовались совместно с забойным двигателем, формируя управляемы двигатель, способный работать в двух режимах – вращательном и скользящем. При работе в первом режиме роторный стол или верхний привод создает усилие, которое вращает бур. Во время второго режима бурильная колонна остается неподвижной, а забойный двигатель приводит в движение долото. При этом поворот колонны задает азимутальный угол отклонения, а изгиб управляемого переходника задает зенитный угол.
Конец ХХ века ознаменовался началом развития роторных управляемых систем – РУС. Благодаря появлению таких систем становится возможным управление наклоном скважины непосредственно при роторном бурении, при этом не прибегая к периодам скольжения. Сначала такие системы применялись исключительно с целью бурения скважин, имеющих большие отклонения от вертикали. Однако, спустя некоторое время РУС стали использоваться для строительства скважин любых профилей.
Наклонно-направленные скважины формируются для:
- разведки, а также эксплуатации нефтегазовых месторождений, которые находятся под масштабными объектами промышленности, а также в гористой или заболоченной местности, в водоемах;
- увеличения поверхности фильтрации продуктивного слоя в отдельных скважина или во время многозабойного вскрытия пласта;
- экономии плодородных земель и лесных массивов;
- глушения фонтанов и тушения пожаров, возникших в других скважинах;
- погружения второго ствола на определенной глубине для того, чтобы обойти инструмент, который был оставлен в скважине;
- вскрытия пластов, если есть сброс, а также в стратиграфических ловушках и во время обходя соляных куполов.
Наклонно-направленное бурение скважин имеет как свои преимущества, так и определенные недостатки. К преимуществам можно отнести следующие моменты:
- большая часть скважины проходит по продуктивному пласту в том случае, если наклон конечного участка четко совпадает с наклоном пласта;
- есть возможность сформировать скважину в залежах, к которым трудно или невозможно подобраться вертикально. К таким залежам относятся те, которые находятся под городами, озерами и т.д.;
- возможность осуществлять кустовое бурение, когда группирование устья скважин осуществляется на относительно маленькой площадке и они могут буриться одной буровой установкой с незначительным изменением ее местоположения. Отличным примером такого бурения является морская буровая платформа, на которой может находится около 40 скважин;
- благодаря использованию наклонного бурения становится возможным формировать глушащие скважины во время ликвидации аварий (например, с целью остановки фонтанирующей скважины). Начало формирования такой скважины осуществляется на расстоянии, считающимся безопасным, после чего постепенно она направляется в аварийную скважину с целью закачивания глушильного раствора.
Недостатками наклонно-направленного бурения являются:
- если углы большие и присутствуют горизонтальные участки, то во время бурения необходимо применять более сложные конструкции;
- при больших углах профилактика подачи песка в скважину существенно усложняется.
Таким образом, бурение подобных скважин является популярным явлением во время добычи нефти и газа на территории Западной Сибири, севере европейской части, в Северном Кавказе, Татарстане, Башкортостане, Самарской области, а также многих других регионах.
На территории России наклонно-направленные скважины формируются, в большей степени, с применением роторного способа, а забойные двигатели, как правило, применяются исключительно на участках, где набирается кривизна в западном направлении. По мнению как отечественных, так и зарубежных специалистов, винтовые забойные двигатели имеют существенное преимущество во время набора кривизны в западном направлении.
Источник: news-mining.ru
Наклонно-направленное бурение
Наклонно-направленное бурение — бурение скважин c отклонением от вертикали по заранее заданному направлению.
А Neftegaz.RU.
- более 2º при колонковом бурении,
- более 6º — при глубоком бурении скважин.
- естественное — обусловливается рядом причин (геологических, технических, технологических), зная которые, можно управлять положением скважины в пространстве,
- искусственное — любое принудительное их искривление.
Наклонные скважины, направление которых в процессе бурения строго контролируется, называют наклонно-направленными.
Наклонно-направленное бурение (ННБ) эффективно применяется при бурении скважин на нефть и природный газ:
- при разработке месторождений:
- в акваториях,
- в болотистых или сильно пересеченных местностях,
- когда строительство буровых установок (БУ) может нарушить условия охраны окружающей среды.
- профили скважин могут изменяться,
- при этом верхний интервал ствола наклонной скважины должен быть вертикальным, c последующим отклонением в запроектированном азимуте.
- прерывистый процесс проводки скважин c использованием роторного бурения:
- с забояскважины долотом меньшего диаметра, чем Ø ствола скважин, забуривается углубление под углом к оси скважины на длину бурильной трубы c помощью съемного или несъемного клинового либо шарнирного устройства,
- направление углубляется и расширяется,
- дальнейшее бурение ведется долотом нормального Ø c сохранением направления c помощью компоновки низа бурильной колонны, оснащенной стабилизаторами.
- непрерывный процесс проводки скважины с использованием турбобура (или другого забойного двигателя):
- для набора искривления используется такая компоновка низа бурильной колонны, при которой на долото в процессе бурения действует сила, перпендикулярная его оси (отклоняющая сила),
- техпроцесс ННБ сводится к управлению отклоняющей силой в нужном азимуте с использованием над турбобуром переводника c перекошенными резьбами, либо искривленную бурильную трубу.
При геолого-разведочных работах (ГРР) на твердые полезные ископаемые ННБ осуществляется шпиндельными буровыми станками c земной поверхности или из подземных горных выработок.
Бурение таких скважин отличается тем, что вначале они имеют прямолинейное направление, заданное шпинделем бурового станка, a затем в силу анизотропии разбуриваемых пород отклоняются от прямолинейного направления.
Рост объемов ННБ скважин с углами отклонения ствола скважин от вертикали более 50° обусловили ограничения по применению традиционных методов исследований с помощью аппаратуры, спускаемой в скважину на кабеле, и вызвали необходимость разработки специальных технологий доставки скважинных приборов в интервал исследований.
Решение этой проблемы возможно с помощью бескабельных измерительных систем, доставляемых на забой с помощью бурового инструмента.
Горизонтально направленное бурение является частным случаем наклонного бурения.
Наклонно направленные скважины подразделяют на одно- и многозабойные.
При многозабойном бурении из основного, вертикального или наклонного ствола проходится дополнительно один или несколько стволов.
Искусственное отклонение скважин широко применяется при бурении скважин на нефть и газ.
Искусственное отклонение скважин делится на:
- наклонное, горизонтальное бурение,
- многозабойное (разветвленно-наклонное, разветвленно-горизонтальное)
- многоствольное (кустовое) бурение.
- ускоряет освоение новых нефтяных и газовых месторождений, у
- величивает нефтегазоотдачу пластов,
- снижает капиталовложения,
- уменьшает затраты дорогостоящих материалов.
Искусственное отклонение вплоть до горизонтального применяется в следующих случаях:
1) при вскрытии нефтяных и газовых пластов, залегающих под пологим сбросом или между 2 я параллельными сбросами;
2) при отклонении ствола от сбросовой зоны (зоны разрыва) в направлении продуктивного горизонта;
3) при проходке стволов на нефтеносные горизонты, залегающие под соляными куполами, в связи с трудностью бурения через них;
4) при необходимости обхода зон обвалов и катастрофических поглощений промывочной жидкости;
5) горизонтальное бурение незаменимо при вскрытии продуктивных пластов, залегающих под дном океанов, морей, рек, озер, каналов и болот, под жилыми или промышленными застройками, в пределах территории населенных пунктов
6) при проходке нескольких скважин на продуктивные пласты с отдельных буровых оснований и эстакад, расположенных в море или озере;
7) при проходке скважин на продуктивные пласты, расположенные под участками земли с сильно пересеченным рельефом местности (овраги, холмы, горы);
8) при необходимости ухода в сторону новым стволом, если невозможно ликвидировать аварию в скважине;
9) при забуривании 2 го ствола для взятия керна из продуктивного горизонта;
10) при необходимости бурения стволов в процессе тушения горящих фонтанов и ликвидации открытых выбросов;
11) при необходимости перебуривания нижней части ствола в эксплуатационной скважине;
12) при необходимости вскрытия продуктивного пласта под определенным углом для увеличения поверхности дренажа, а также в процессе многозабойного вскрытия пластов;
13) при кустовом бурении на равнинных площадях с целью снижения капитальных затрат на обустройство промысла и уменьшения сроков разбуривания месторождения;
14) при бурении с целью дегазификации строго по угольному пласту, с целью подземного выщелачивания, например, калийных солей и др.
Искусственное отклонение скважин в нефтяном бурении в основном осуществляют забойными двигателями (турбобуром, винтовым двигателем и реже электробуром) и при роторном бурении.
Основные способы искусственного отклонения скважин.
-Использование закономерностей естественного искривления на данном месторождении (способ типовых трасс).
В этом случае бурение проектируют и осуществляют на основе типовых трасс (профилей), построенных по фактическим данным естественного искривления уже пробуренных скважин.
Способ типовых трасс применим только на хорошо изученных месторождениях, при этом кривизной скважин не управляют, а лишь приспосабливаются к их естественному искривлению.
Недостаток указанного способа — удорожание стоимости скважин вследствие увеличения объема бурения.
Необходимо также для каждого месторождения по ранее пробуренным скважинам определять зоны повышенной интенсивности искривления и учитывать это при составлении проектного профиля.
— Управление отклонением скважин посредством применения различных компоновок бурильного инструмента.
В этом случае, изменяя режим бурения и применяя различные компоновки бурильного инструмента, можно, с известным приближением, управлять направлением ствола скважины.
Этот способ позволяет проходить скважины в заданном направлении, не прибегая к специальным отклонителям, но в то же время значительно ограничивает возможности форсированных режимов бурения.
— Направленное отклонение скважин, основанное на применении искусственных отклонителей: кривых переводников, эксцентричных ниппелей, отклоняющих клиньев и специальных устройств.
Перечисленные отклоняющие приспособления используются в зависимости от конкретных условий месторождения и технико-технологических условий.
К наклонным скважинам при турбинном и роторном бурении на нефть и газ относятся в основном скважины, забуриваемые с поверхности вертикально с последующим отклонением в требуемом направлении, вплоть до горизонтального, т.е. под углом в 90 градусов.
Получив широкое распространение, одноствольное наклонное бурение не исчерпало своих резервов.
Возможность горизонтального смещения забоя относительно вертикали (проекции устья скважины на пласт) позволила создать вначале кустовой, а затем многозабойные методы бурения.
Техническое усовершенствование наклонного бурения явилось базой для расширения многозабойного и кустового бурения.
Под кустовым бурением понимается способ, при котором устья скважин группируются на общей площадке, а конечные забои находятся в точках, соответствующих проектам разработки месторождения.
Горизонтальное и разветвленное горизонтальное бурение применяются для увеличения нефте- и газоотдачи продуктивных горизонтов при первичном освоении месторождений с плохими коллекторами и при восстановлении малодебитного и бездействующего фонда скважин.
Если при бурении наклонной скважины главным является достижение заданной области продуктивного пласта и его поперечное пересечение под углом, величина которого, как правило, жестко не устанавливается, то основная цель бурения горизонтальной скважины — пересечение продуктивного пласта в продольном направлении.
При этом протяженность завершающего участка скважины, расположенного в продуктивном пласте (горизонтального участка), может превышать 1000 м.
К разновидностям кустового бурения можно отнести 2-ствольное последовательное, 2-ствольное параллельное и 3-ствольное бурение.
Кусты скважин приближенно можно представить в виде конуса или пирамиды, вершинами которых являются кустовые площадки, а основаниями — окружность или многоугольник, размеры которых определяются величиной сетки разработки и возможностью смещения забоев от вертикали при бурении наклонных скважин.
Двуствольное бурение — технология кустового бурения, при котором одновременно (иногда поочередно) бурятся 2 наклонные скважины, устья которых расположены рядом, около 1 5 м друг от друга, а конечные забои запроектированы на существенном расстоянии — в интервале 100 — 400 м и более.
Преимущества параллельного 2-ствольного бурения скважин:
— возможность совмещения отдельных операций: подъем бурильного инструмента из одной скважины со спуском его в другую;
— промывка, выравнивание раствора и механическое бурение в одной скважине с геофизическим исследованием в другой.
— с одним комплектом бурильных труб и с одного подвышечного постамента осуществляют одновременную проходку 2 х наклонных или 1 й вертикальной и 2 й наклонной скважин.
При этом вместо обычного ротора применяют спаренные роторы типа РМБ-560, перемещающийся крон-блок типа К.
Один из прогрессивных методов повышения технико-экономической эффективности проходки скважин — многозабойное бурение. Сущность этого способа бурения состоит в том, что из основного ствола скважины с некоторой глубины проводят один или несколько стволов, т.е. основной ствол используется многократно. Полезная же протяженность скважин в продуктивном пласте и, следовательно, зона дренирования (поверхность фильтрации) возрастают, поэтому значительно сокращается объем бурения по верхним непродуктивным горизонтам.
Источник: neftegaz.ru
Как происходит наклонное бурение нефтяных скважин?
Наклонно-направленным бурением называют формирование так называемых буровых стаканов, отклоняющихся от вертикальной оси на определенное количество градусов, в зависимости от способа их создания.
Блок: 1/13 | Кол-во символов: 195
Источник: https://promzn.ru/burenie-skvazhin/naklonno-napravlennoe.html
Основные этапы бурения
Основные этапы бурения (или как их еще называют ключевые этапы бурения) делится следующим образом:
- Доставка специальной техники на участок, где будет выполнятся работа. В зависимости от места расположения участка, техника может доставляться на место проведения работ или своим ходом, или по “зимнику” и даже вертолетам;
- Непосредственно бурение скважины включает в себя несколько работ. Одна из которых – углубление ствола;
- Для предотвращения разрушения ствола скважины и для предотвращения “засора”, пласты породы укрепляют. Для решения этой задачи в образовавшееся на очередном этапе бурения пространство закладывают специальную колонну из соединенных между собой труб. Пустоты между трубой и породой закрепляют цементным раствором: название этой работы — тампонирование;
- Заключительный этап — освоение. Вскрывается последний пласт породы, формируется призабойная зона, проводится перфорация шахты и отток жидкости.
Блок: 2/9 | Кол-во символов: 971
Источник: http://oilgasinform.ru/articles/burenie_neftyanykh_i_gazovykh_skvazhin/
Скважины с искривленной конструкцией
Для бурения наклонных и горизонтальных скважин необходимо, чтобы направление движения бура отклонялось на два градуса и более при вращательном способе, и более чем на шесть градусов при глубоком бурении.
Отклонение от вертикальной оси скважины может быть спровоцировано естественными или искусственными факторами.
Естественное отклонение может быть вызвано погодными, геологическими и сейсмическими условиями. Искусственное отклонение от вертикали является принудительным. Если во время бурения есть возможность контролировать угол движения бура, такое строение скважины считается наклонным.
Направленное бурение скважин может быть многозабойным и однозабойным. В первом случае выполняют главный ствол, затем от него вертикально или под наклоном делают несколько дополнительных забоев, во втором же – с помощью оборудования изначально задается необходимый угол скважины, и бурение выполняется в один заход под необходимым наклоном.
Блок: 2/13 | Кол-во символов: 964
Источник: https://promzn.ru/burenie-skvazhin/naklonno-napravlennoe.html
Наклонно направленные скважины
Вертикальное отклонение скважин может быть вызвано природными условиями или искусственно.
Природное отклонение может быть обусловлено разными причинами. Если определить причины, получится контролировать размещение скважин.
Под искусственным отклонением подразумевается принудительное искривление. Скважина под наклоном, направление которой во время бурения может контролироваться, называется наклонно направленной.
Типы профилей наклонно-направленных скважин: 1 — наклонный участок; 2 — участок набора угла наклона ствола; 3 — прямолинейный наклонный участок; 4 — участок снижения угла наклона ствола.
Наклонное бурение скважин производится при помощи использования профилей. Подобные конструкции могут отличаться, но верхняя часть ствола должна располагаться вертикально. В процессе исследовательских работ на твердые ископаемые бурение производится шпиндельными устройствами для бурения с поверхности земли.
Бурение подобных конструкций отличается тем, что сначала они будут иметь прямое направление, которое задается шпинделем станка для бурения, после чего в силу анизотропии разбуриваемого основания они будут отклоняться от подобного направления.
Объемы наклонного бурения с углами вертикального отклонения ствола конструкций более 50° растут, что обусловливается ограничениями по использованию стандартных способов исследований при помощи устройств, погружаемых в скважину на кабеле.
Поэтому появилась необходимость в разработке особых технологий доставки необходимых устройств в промежуток исследований. Данную проблему можно с легкостью решить при помощи систем для измерения без кабеля, которые доставляются на забой при помощи инструмента для бурения.
Наклонно направленные скважины подобного типа разделяются на одно- и многозабойные. В случае многозабойного бурения из главного, вертикального или ствола под наклоном будут проходить еще несколько вспомогательных стволов.
Блок: 2/4 | Кол-во символов: 1917
Источник: https://www.vseoburenii.ru/process/naklonnoe-burenie-skvazhin.html
Подготовительные мероприятия
Их можно разделить на 2 этапа – подготовка и оформление необходимой документации, и подготовительные работы непосредственно на участке бурения.
- Составление плана работ;
- Проведение разметки участка и его зонирование;
- Вырубка деревьев;
- Подготовка и создание поселка для размещения рабочих;
- Подготовка основания для буровой установки;
- Строительство фундаментов для установки на него цистерн с горючими материалами, буровым раствором и пр…;
- Обустройство складского хозяйства;
- Отладка оборудования вспомогательного технологического оборудования;
- Сборка монтаж проверка техники;
- Подводка линий электропередач для энергоснабжения оборудования и технических средств;
- Монтаж основания для буровой вышки и установки вспомогательных элементов;
- Установка буровой вышки и подъём ее на нужную высоту;
- Отладка всего комплекса оборудования.
По времени, работы по подготовке непосредственно на участке, могут занимать от 1 до 5 месяцев.
После окончания работ по подготовке оборудования для бурения нефтяных скважин (оборудование полностью готово к эксплуатации), необходимо заключение специальной комиссии.
Комиссия выдаёт заключение, в котором указано, что техника находится в исправном состоянии, полностью готова к эксплуатации, персонал обладает всеми необходимыми знаниями в области правил безопасности на производстве подобного рода.
При проверке, комиссией также уточняется правильность конструкции осветительных приборов (осветительные приборы должны иметь взрывозащищенный кожух).
Если выявляются недочеты, они оформляются в виде замечаний, и они должны приняты во внимание заранее, до начала процесса работ по бурению.
До начала работ по бурению, на скважину необходимо также завезти:
- трубы для укрепления бурового ствола (обсадные трубы);
- долото;
- различную мелкую спецтехнику для проведения вспомогательных работ;
- измерительные приборы, для осуществления измерений непосредственно в ходе бурения.
а также обеспечить водоснабжение и решить ряд других вопросов.
Буровая площадка в обязательном порядке должна содержать:
- Объекты для проживания персонала (бытовки, соответствующие погодным условиям)
- Технические помещения
- Лабораторные помещения для анализа проб грунта и полученных в ходе исследований результатов
- Складские помещения, для хранения инвентаря и мелкого инструмента
- Средства медицинской помощи и средства безопасности.
Блок: 3/9 | Кол-во символов: 2496
Источник: http://oilgasinform.ru/articles/burenie_neftyanykh_i_gazovykh_skvazhin/
Преимущества
- При наклоне конечного участка, совпадающим с наклоном пласта, большая часть скважины проходит по продуктивному пласту
- Возможно бурение в залежи, вертикальный доступ к которым затруднен или невозможен (залежи под городами, озёрами, бурение оффшорных залежей с берега)
- Возможность кустового бурения, когда устья скважин группируются на небольшой площадке и они могут буриться одной буровой при незначительном её передвижении. К примеру, морская буровая платформа может подготовить порядка 40 скважин с одной площадки.
- Наклонное бурение позволяет создавать глушащие скважины (relief well) при предотвращении аварий, например, для остановки фонтанирующей скважины. Глушащую скважину начинают бурить с безопасного расстояния, затем направляя её точно в аварийную для закачки глушильного раствора.
Блок: 3/8 | Кол-во символов: 804
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%B0%D0%BA%D0%BB%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D0%BE-%D0%BD%D0%B0%D0%BF%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%B1%D1%83%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5
Нефтяная скважина — особенности бурения
Если для бурения скважин на воду может использоваться среднее и легкое оборудование, то спецтехника для бурения нефтяной скважины может использоваться только “тяжелая”. Процесс бурения может осуществляться только при помощи специального оборудования.
Переоснащение талевой системы: В процессе этих работ монтируется оборудование и апробируются малые механизмы.
Установка буровой мачты начинает процесс забуривания в грунт, при этом направление не должно разойтись с осевым центром буровой вышки.
После завершения процесса центровки, осуществляется создание скважины под направление. Под этим процессом понимают установку трубы для усиления ствола, а также заливку начальной части специальным цементным раствором.
После установки направления центровка между вышкой и роторной осью регулируется еще раз.
Шурф – неглубокая скважина, которая сооружается рядом с ротором и ее предназначение – для опускания ведущей трубы во время наращивания бурильных труб в момент, когда не бурят.
Бурение под шурф производится в центре ствола, и в период работы делается обсадка при помощи труб.
Под шурф бурят турбобуром или ротором. Для забуривания под шурф турбобуром над устьем скважины предварительно собирают долото, турбобур и ведущую трубу.
Для того, чтобы регулировать скорости вращения необходимо удерживать его посредством каната, который фиксируется на самой вышке.
За несколько дней до запуска буровой установки, после прохождения всех подготовительных мероприятий, необходимо проведение совещания, на котором обязательно присутствуют технологи, геологи, инженеры, бурильщики, на котором обсуждаются ряд ключевых вопросов:
- Схема залегания пластов на нефтяном месторождении: слой глины, слой песчаника с водоносами, слой нефтяных залежей;
- Конструктивные особенности скважины;
- Состав горной породы в точке исследований и разработок;
- Учет возможных трудностей, а также иных различных факторов осложняющих работу, которые могут появиться при бурении нефтяной скважины в конкретном случае;
- Рассмотрение и анализ карты нормативов.
Блок: 4/9 | Кол-во символов: 2165
Источник: http://oilgasinform.ru/articles/burenie_neftyanykh_i_gazovykh_skvazhin/
Недостатки
Ранние попытки наклонно-направленного и горизонтального бурения были значительно более медленными, чем вертикальные проекты из-за необходимости частых остановок и исследований профиля скважины, а также из-за более медленного бурения породы. Затем, с развитием забойных двигателей и измерительных средств возросла скорость бурения и упростилось измерение.
Для наклонных скважин, зенитный угол в которых не превышает 40 градусов возможно применение традиционных измерительных средств, опускаемых в скважину на кабеле. При больших углах и наличии горизонтальных участков, требуется применять более сложные средства.
Для скважин с большими углами также усложняется профилактика поступления песка в скважину.
Блок: 4/8 | Кол-во символов: 716
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%B0%D0%BA%D0%BB%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D0%BE-%D0%BD%D0%B0%D0%BF%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%B1%D1%83%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5
Документы и оборудование. Основные требования
Непосредственно процесс бурения скважины, может начаться только, после оформления ряда документов, перечень которых мы хотим здесь привести:
- Разрешение о начале эксплуатации буровой площадки;
- Нормативная карта (или карта нормативов);
- Журнал – растворы для бурения;
- Журнал – охрана труда;
- Журнал учета функционирования дизельных агрегатов;
- Вахтовый журнал.
Механическое оборудование и расходные материалы:
- Оборудование для цементирования (цементировочный агрегат);
- Цементный раствор;
- Оборудование для обеспечения безопасности;
- Каротажные механизмы;
- Техническая вода;
- Реагенты для различных целей.
- Питьевая вода;
- Трубы для обсадки (обсадные трубы)
- Трубы для бурения.
Блок: 5/9 | Кол-во символов: 802
Источник: http://oilgasinform.ru/articles/burenie_neftyanykh_i_gazovykh_skvazhin/
Типы скважин
В процессе бурения нефтяной скважины в породе формируется шахта, которую проверяют на:
- наличие нефти;
- наличие газа.
Осуществляется эта проверка посредством перфорации ствола, при котором происходит стимуляция притока вещества из продуктивной области.
После этого бурильная техника разбирается (демонтируется). Скважина пломбируется с указанием даты начала и окончания бурения.
Вывозится мусор, металлические части утилизируются.
В самом начале процесса бурения, диаметр ствола составляет до 90 см, а к концу редко доходит до 16,5 см. В ходе работы, строительство скважины осуществляется в несколько этапов:
- Углубление скважины, для чего используется буровое оборудование, которое размельчает породу;
- Удаление различных обломков породы из шахты;
- Закрепление ствола (осуществляется при помощи труб и цемента);
- Работы, в ходе которых исследуется полученный разлом, выявляются продуктивные расположения нефти;
- Спуск глубины и ее цементирование.
Скважины могут отличаться по глубине и в соответствии с этим делятся на следующие разновидности:
- Малые (или небольшие) (до 1500 метров);
- Средние (до 4500 метров);
- Углубленные (до 6000 метров);
- Сверхуглубленные (более 6000 метров).
Бурение скважины подразумевает измельчение цельного пласта породы долотом. Измельченные части породы удаляют посредством вымывания специальным раствором (буровым раствором); глубина шахты делается больше при разрушении всей забойной площади.
Блок: 6/9 | Кол-во символов: 1557
Источник: http://oilgasinform.ru/articles/burenie_neftyanykh_i_gazovykh_skvazhin/
Видео: Горизонтально направленное бурение
Блок: 6/6 | Кол-во символов: 55
Источник: http://snkoil.com/press-tsentr/polezno-pochitat/naklonno-napravlennoe-burenie-skvazhin-tekhnologiya/
Многозабойный метод бурения скважин
Многозабойное наклонно-направленное бурение используется для проходки базового ствола и дальнейшего забуривания с выполнением проходки нижней части пласта. Технология применяется в основном для разведки и разработки нефтяных месторождений. Осуществляется в пластах, отличающихся высокой устойчивостью и имеющие не менее 20 м монолитного пласта из твёрдых скальных пород. При глубине более 1500 м и отсутствии газового слоя многозабойное бурение сокращают из-за увеличения дренирования поверхности продуктивного пласта.
Преимуществом данного метода наклонно-направленного бурения является использование одного и того же ствола для пробуривания нескольких дополнительных стволов, что позволяет сократить время на проведение буровых работ и ускорить добычу нефти. По форме дополнительных стволов многозабойные скважины могут быть следующих видов:
Радиальные. Состоят из горизонтального основного ствола, который разветвляется на несколько вспомогательных, расположенных радиально.
Разветвлённые. Согласно технологии, дополнительные стволы располагаются под определённым наклоном к основному.
Разветвлённые по горизонтали. Отличаются от предыдущего вида только наличием дополнительных стволов, расположенных под углом в 900.
Многозабойное наклонно-направленное бурение дополнительных стволов выполняется сверху вниз или снизу вверх. Первый метод используется при проведении работ от разрабатываемого пласта к неизвестному. Эффективен при обнаружении полезного пласта ниже исследованного уровня, поэтому основное назначение метода — исследование близкорасположенных пластов. Технология бурения снизу вверх позволяет выполнить сгущение сети разведки пласта при необходимости выяснения или уточнения оставшегося запаса полезных ископаемых.
Блок: 4/6 | Кол-во символов: 1827
Источник: http://snkoil.com/press-tsentr/polezno-pochitat/naklonno-napravlennoe-burenie-skvazhin-tekhnologiya/
Сложности при бурении нефтяных скважин
В процессе бурения скважин достаточно часто приходится сталкиваться с техническими проблемами, появление которых может сильно замедлить работы или сделают работу практически невозможной. К таким проблемам относятся следующие явления:
- Разрушения ствола, обвалы;
- Уход в почву жидкости для промывки (удаления частей породы);
- Аварийные состояния оборудования или шахты;
- Ошибки в сверлении ствола.
Достаточно часто обвалы стенок скважины происходят из-за нестабильности горной порода. Признаками обвала является увеличенное давление, большая вязкость жидкости, которая используется для промывки, а также повышенное число фрагментов породы, которые выходят на поверхность.
Чаще всего поглощение жидкости случается, если залегающий ниже пласт целиком забирает раствор в себя. Его пористая структура или высокая степень впитываемости способствует такому явлению.
В процессе бурения скважины буровой снаряд, движущийся по часовой стрелке, доходит до места забоя и поднимается обратно. Скважины доходит до коренных пластов, в которые происходит врезка до 1,5 метра. Чтобы скважина не была размыта, в начало погружается труба, она же служит средством проведения промывочного раствора напрямую в желоб.
Буровой снаряд, а также шпиндель может вращаться с различной скоростью и частотой; этот показатель зависит от того, какие виды пород требуется пробить, какой диаметр коронки будет сформирован. Скорость контролируется посредством регулятора, который регулирует уровень нагрузки на коронку, служащую для бурения. В процессе работы создается необходимое давление, которое оказывается на стены забоя и резцы самого снаряда.
Блок: 7/9 | Кол-во символов: 1719
Источник: http://oilgasinform.ru/articles/burenie_neftyanykh_i_gazovykh_skvazhin/
Сочетание буровых инструментов
Управлять отклонением и искажением можно и с помощью сочетания разных буровых инструментов. Меняя порядок применения разных инструментов, можно определить и изменить направление ствола. Метод удобен для прохождения скважины в заданном направлении, позволяет отказаться от использования специальных инструментов-отклонителей.
Среди недостатков метода можно отметить лишь то, что он значительно ограничен в применении ускоренного режима бурения.
Блок: 7/13 | Кол-во символов: 496
Источник: https://promzn.ru/burenie-skvazhin/naklonno-napravlennoe.html
Проектирование бурения скважины
До начала процесса по созданию нефтяной скважины составляется проект в виде чертежа, в котором обозначаются следующие аспекты:
- Свойства присутствующих горных пород (устойчивость к разрушению, твердость, степень содержания воды и ряд других показателей);
- Глубина скважины и угол ее наклона;
- Диаметр шахты в конце: это важно для определения степени влияния на него твердости горных пород;
- Метод бурения скважины (методы бурения будут рассмотрены в этой статье чуть позднее).
Проектирование нефтяной скважины необходимо начинать с определения глубины, конечного диаметра самой шахты, а также уровня бурения и конструктивных особенностей. Геологический анализ позволяет разрешить эти вопросы вне зависимости от типа скважины.
Блок: 8/9 | Кол-во символов: 792
Источник: http://oilgasinform.ru/articles/burenie_neftyanykh_i_gazovykh_skvazhin/
Существующие способы
На сегодня чаще всего используются такие методы искусственного искривления скважин:
Бурение пионерной скважины.
- Использование регулярности природного отклонения на имеющемся месторождении (метод типовых трасс). В данном случае бурение проектируется и производится на основе профилей, которые сооружены по имеющимся данным природного отклонения изготовленных скважин. Подобный метод используется исключительно на изученных территориях, при этом кривизну скважины контролировать не нужно, а понадобится лишь приспособиться к ее естественному отклонению. Недостатком этого способа является увеличение стоимости конструкций за счет увеличения объемов бурения. Для каждой территории по ранее изготовленным скважинам надо будет определять места высокой интенсивности отклонения и учитывать данную информацию при составлении профилей.
- Управление искажением конструкции за счет применения разных сочетаний инструментов для бурения. С помощью изменения порядка бурения и использования различных сочетаний подобных инструментов можно определять направление ствола конструкции. Данный метод позволяет пройти скважину в заданном направлении, при этом не нужно будет использовать специальные отклонители. Недостатком способа является то, что в данном случае имеется значительное ограничение возможностей ускоренных режимов бурения.
- Направленное искажение скважины основывается на использовании неровных ниппелей и других специальных приспособлений. Подобные искажающие конструкции применяются в зависимости от имеющихся условий территории.
Наклонно направленные скважины являются конструкциями, для которых по проекту предусмотрено конкретное отклонение оси ствола от вертикали по определяемой кривой.
К подобным конструкциям можно отнести скважины, которые забуриваются с основания вертикально с дальнейшим отклонением в необходимом направлении. Максимальный угол при этом равен 90°.
Забой можно смещать горизонтально по отношению к вертикали. Поэтому были созданы кустовой и многозабойный методы бурения.
Кустовой метод
Схема кустового бурения скважин.
Кустовой тип бурения — это метод, при котором устья скважины определяются в группы на единой площадке, а конечные забои располагаются в точках, которые соответствуют проектам месторождения.
С помощью использования кустового бурения можно сократить строительные и установочные работы, уменьшить объем сооружения дорог, линий передачи электроэнергии, водопровода и так далее.
К отличительным чертам проводки скважины кустовым методом наклонно направленного бурения следует отнести необходимость выполнения условий непересечения стволов других конструкций. К недостаткам подобного метода наклонно направленного бурения относятся:
- Принудительная остановка изготовленных скважин до окончания определенной конструкции куста для пожарной безопасности.
- Увеличение риска состыковки стволов конструкций.
- Сложности в выполнении капитальных ремонтов конструкций под землей.
- Трудности в устранении грифонов при морском бурении.
Подобные способы наклонно направленного бурения используются для того, чтобы увеличить газо- и нефтеотдачу продуктивных территорий в случае первичного освоения территории с плохими распределителями, а также в случае возобновления неработающего ресурса скважины.
Если во время изготовления скважин под наклоном надо будет достичь конкретной области слоя и пересечь его под углом, то понадобится бурить с целью продольного пересечения пласта.
Схема расположения кустовых наклонно направленных скважин.
В данном случае протяженность конечного участка конструкции, размещенного в плодородном слое, может превысить 1000 м.
Условия, при которых нужно использовать кустовое бурение, можно разделить на следующие:
- Технические. Разбуривание подобным способом месторождений, которые залегают под готовыми участками.
- Технологические. Скважины объединяются в кусты для того, чтобы избежать нарушения сетки разработки в процессе естественного отклонения.
- Геологические. Используются для разбуривания многослойной залежи.
- Орографические. Подобным способом бурения вскрываются месторождения, которые залегают под водоемами или земельными участками с неровным основанием. Используются при проводке конструкций на продуктивные слои с морских поверхностей.
- Климатические. Разбуриваются залежи зимой, когда имеется большое количество снега, а также в весенний период времени, когда есть большие паводки.
Кустовое бурение имеет следующие разновидности:
- двухствольное последовательное;
- двухствольное параллельное;
- трехствольное бурение.
Кусты конструкций имеют форму конуса или треугольника с вершинами в виде кустовых площадок.
В случае разбуривания многопластковых месторождений количество скважин в 1 кусте может быть увеличено. Если кусты располагаются вдоль магистрали транспорта, то количество скважин в 1 кусте будет уменьшено.
Объем работ по подготовке, монтажу и демонтажу может изменяться исходя из используемого варианта размещения устьев в кусте. От применяемого способа будет зависеть и площадь территории, которую нужно будет отчуждать.
Вариант размещения устьев играет важную роль и в процессе использования скважин. В случае бурения конструкций на кустовой площади количество одновременно функционирующих буровых устройств может отличаться.
Максимальный эффект от подобного метода бурения может быть обеспечен в условиях местностей с болотом.
Многозабойный метод
Повысить эффективность устройства скважины можно с помощью многозабойного бурения. Данный метод бурения заключается в том, что из главного ствола скважины с конкретной глубины надо будет провести 2 ствола. При этом главный ствол будет использоваться несколько раз.
Схема бурения клиновым устройством.
Полезная площадь конструкции в плодородном слое и поверхность фильтрации возрастут, в результате чего сократятся объемы бурильных работ по верхнему пласту.
По форме устройства вспомогательных стволов и по их расположению в пространстве различают такие виды многозабойных конструкций:
- Радиальные скважины. Главный ствол проводится горизонтально, а вспомогательные — радиально.
- Разветвленные скважины. Состоят из главного и вспомогательных стволов, которые располагаются под наклоном.
- Конструкции, которые разветвляются по горизонтали. Схожи со скважинами предыдущего типа, так как они проводятся таким же методом, но в данном случае угол дополнительного ствола увеличивается минимум до 90°.
Наклонные скважины
Схема бурения горизонтальной скважины.
Элементы, которые будут нужны:
- Земляной буровой инструмент.
- Балка.
- Длинный направляющий штырь для бура.
- Обсадная труба.
- Трос из металла.
- Кабель.
- Бечевка.
- Тесак.
Чаще всего в процессе ремонта коммуникаций владельцам дачных участков нужно проводить внешние коммуникации в построенную конструкцию. С электрическими проводами проблем быть не должно — их можно изогнуть и провести в здание в любом месте. Сложнее всего провести сквозь фундамент водопровод или канализацию.
Чтобы не пришлось рыть глубокую траншею, следует использовать наклонное бурение скважин.
Сложнее всего рассчитать угол наклона сверления таким образом, чтобы нижняя часть шурфа совпала с концом закладной трубы. Следует знать, что можно сверлить немного ниже отверстия в фундаменте.
Земляной бур следует установить в необходимое место и придать ему соответствующий угол наклона при помощи поперечной балки, укладываемой на траншею.
Далее надо будет начать сверлить отверстие. В данном случае на бур нужно обязательно установить длинный направляющий штырь, который даст возможность сохранять заданное направление. При сверлении бур будет заглубляться или уходить в сторону, потому важно непрерывно контролировать процесс, время от времени подтесывая стенки шурфа.
После того как шурф будет готов, в него нужно опустить обсадную трубу, которая повторяет форму скважины. Далее в трубу просовывается трос из металла и кабель. При помощи троса будет возможность протащить по трубе шланг или кабель. К тросу нужно обязательно привязать бечевку, за которую можно вытащить его обратно. Если в трубе будет находиться силовой трос, то можно с легкостью заменить шланг или кабель, после чего протащить новый.
В данном случае можно обойтись лишь одним сверлением под наклоном, при этом не придется рыть траншею большой глубины.
Бурение наклонно направленных скважин является сложным процессом, потому важно знать все существующие нюансы.
Блок: 4/4 | Кол-во символов: 8295
Источник: https://www.vseoburenii.ru/process/naklonnoe-burenie-skvazhin.html
Многозабойный способ
Такой способ заключается в проведении двух стволов из главного забойного стакана, при этом главный ствол используется не единожды.
В таком случае растет рабочая площадь и поверхность фильтрации, но сокращаются объемы бурильной работы в поверхностном пласте.
В зависимости от вспомогательных стволов возможны следующие виды многозабойной конструкции:
- Радиальная – горизонтальный главный ствол и радиальные – вспомогательные.
- Разветвленная – состоит из наклонных двух стволов и наклонного главного.
- Горизонтально разветвленная – похожа на предыдущий тип, но угол вспомогательных стволов составляет девяносто градусов.
Выбор типа многозабойной конструкции определяется формой конструкции вспомогательных стволов и их размещением в пространстве.
Блок: 11/13 | Кол-во символов: 755
Источник: https://promzn.ru/burenie-skvazhin/naklonno-napravlennoe.html
Кол-во блоков: 27 | Общее кол-во символов: 30629
Количество использованных доноров: 5
Информация по каждому донору:
Источник: oilyug.ru