1. Состав земной коры. Формы залегания осадочных пород. Давление и температура в недрах земной коры
 Скачать 0.75 Mb.
|
|
Горизонтальной скважиной (или горизонтальным стволом скважины) называют скважину, у которой угол отклонения ствола от вертикали составляет 80-90°. Но здесь есть один нюанс.В более широком смысле, под горизонтальной скважиной понимают скважину, имеющую протяженную фильтровую зону - ствол, пробуренный преимущественно вдоль напластования целевого пласта в определенном азимутальном направлении. Скважины с двумя и более стволами называют многоствольными (многозабойными). 12. Назначение обсадных колонн. Способы крепления скважин.(Доделать) Важную роль в бурении скважин по добыче нефти и газа играет создание обсадной колонны – элемента, необходимого для фиксации горизонтов по разработке и удержанию в правильном положении всей скважины. При создании данного элемента крайне важны все параметры для установления правильной длины, диаметра, толщины стенок, поэтому предварительно проводится расчет обсадной колонны, который включает вычисление давления, проверку прочности и герметичности, а также ряд других действий. Обсадные колонны по своему назначению подразделяются следующим образом. Направление (или направляющая) - колонна труб или одна труба, предназначенная для закрепления приустьевой части скважин от размыва буровым раствором и обрушения. Направление, как правило, одно. Однако могут быть случаи крепления скважин двумя направлениями. Обычно направление спускают в заблаговременно подготовленный шурф или скважину и бетонируют на всю длину. Иногда направления забивают в породу, как сваю. Кондуктор - колонна обсадных труб - предназначен для разобщения верхнего интервала разреза горных пород, изоляции пресноводных горизонтов от загрязнения, монтажа противовыбросового оборудования и подвески последующих обсадных колон. Промежуточная обсадная колонна - служит для разобщения несовместимых по условиям бурения зон при углублении скважины до намеченных глубин. Их может быть несколько. Эксплуатационная колонна - последняя (в порядке установки) колонна обсадных труб, которой крепят скважину для разобщения продуктивных горизонтов от всех остальных пород и извлечения из скважины нефти, воды, песка, газа или, наоборот, для нагнетания в пласты жидкости или газа. Иногда в качестве эксплуатационной колонны может быть использована (частично или полностью) последняя промежуточная колонна. 13. Буровые установки. Буровая установка — комплекс бурового оборудования и сооружений, предназначенных для бурения скважин. Состав узлов буровой установки, их конструкция определяется назначением скважины, условиями и способом бурения. Эта установка состоит из следующих основных узлов: ротора 12, лебедки 6 с талевой системой, насосов 9 и вышки /. В качестве привода 'лебедки и насосов применены двигатели внутреннего сгорания. В комплект буровой установки входит циркуляционная система, состоящая из сдвоенного вибрационного сита, желобов, приемных емкостей 10 для промывочной жидкости, нагнетательных трубопроводов со стояком. Для спуска и подъема бурильной колонны, спуска обсадной колонны, подачи долота и ряда вспомогательных работ ,при свинчивании и развинчивании бурильных и обсадных труб служит полиспастная система, состоящая из лебедки 6, кронблока 2, талевого блока 3, крюка 4 и талевого каната. Размещение подъемного механизма и установка свечей бурильной колонны осуществляется в вышке 1 А-образной конструкции. Для вращения бурильной колонны (роторное бурение), периодического проворачивания бурильной колонны (турбинное бурение и бурение с электробуром), подвески бурильной колонны во время спуско-подъемных работ и подвески обсадной колонны при спуске ее в скважину служит ротор 12. Промывка скважины осуществляется двумя буровыми насосами 9. Привод лебедки, ротора и насосов в установке осуществляется от двух спаренных дизелей 7. Все буровые установки имеют однотипное, но разное по своим характеристикам буровое и энергетическое оборудование.
14. Силы, действующие в пласте. Режимы работы нефтяных залежей. Всякая нефтяная или газовая залежь обладает потенциальной энергией, количество которой определяется пластовым давлением и общим объемом всей системы — нефтяной или газовой залежи и окружающей эту залежь водяной зоны. Силы, действующие в пласте, можно разделить на две группы: силы движения и силы сопротивления, противодействующие движению жидкостей и газа и удерживающие нефть в пластах. К силам, обусловливающим движение нефти, газа и воды в пластах, относятся: 1) вызываемые напором пластовых контурных вод; 2) проявляющиеся вследствие упругости пластовых водонапорных систем, т. е. упругости жидкости и самих пород пластов: 3) вызываемые напором свободного газа, заключенного в повышенных частях пласта (газовой шапке); 4) вызываемые расширением сжатого газа, растворенного в нефти; 5) сила тяжести нефти. К силам сопротивления движению нефти в пласте относятся: 1) внутреннее трение жидкости и газа, связанное с преодолением их вязкости; 2) трение нефти, воды или газа о стенки поровых каналов нефтегазосодержащей породы; 3) межфазное трение при относительном движении жидкости и газа по пласту; 4) капиллярные и молекулярно-поверхностные силы, удерживающие нефть в пласте благодаря смачиванию ею стенок поровых каналов. В зависимости от источника пластовой энергии различают 5-ть основных режимов работы залежи: Жестководонапорный режим – основной движущей силой служат краевые и подошвенные воды.Проявляется тогда, когда законтурная водоносная система связана с земной поверхностью и постоянно пополняется дождевыми и талыми водами. При этом режиме поры в которых содержались нефть или газ заполняются водой (идет полное замещение углеводородов пластовой водой), пластовое давление падает очень медленно, дебеты стабильно высокие. Упруговодонапорный режим – основной силой служит упругость пород коллекторов и насыщенность их жидкостью (горное давление). При данном режиме по мере извлечения нефти давление в пласте снижается постепенно. Газонапорный режим – источником энергии для вытеснения нефти служит давление газа в газовой шапке. Чем больше размер шапки, тем дольше снижается давление. Режим растворенного газа – основным источником энергии является давление газа растворенного в нефти. По мере понижения пластового давления газ из растворенного состояния переходит в свободное. .Гравитационный режим– существует в тех случаях, когда давление в нефтяном пласте снизилось до атмосферного, и нефть не содержит растворенного газа. При этом режиме нефть стекает под силой тяжести, и откачивается механическим способом. В чистом виде не существует не один режим работы залежи, только в сочетании. Если в залежи одновременно действуют различные движущие силы, то такой режим ее работы называется смешанным. При разработке газовых месторождений имеют место 3 режима, отсутствуют гравитационный, и режим растворенного газа. 15. Системы разработки. Контроль и регулирование разработки нефтяной залежи. Разработка нефтяного, газового или газоконденсатного месторождения — комплекс мероприятий, направленных на извлечение из залежи на поверхность нефти, газа, конденсата при определенном порядке размещения скважин на площади, очередности их бурения и ввода в эксплуатацию, установления и поддержания режима их работы и регулирования баланса пластовой энергии. Большинство нефтяных и газовых месторождений мира состоят из нескольких залежей или пластов, расположенных поэтажно один над другим. В таких многопластовых месторождениях каждый эксплуатационный объект (залежь, пласт) разрабатывается самостоятельно, причем очередность ввода того или иного объекта определяется, исходя из технико-экономических соображений. В настоящее время при разработке многопластовых месторождений в большинстве случаев применяется комбинированная система. При такой системе в разрезе месторождения выбирается не один опорный горизонт, а два или даже три, каждый из которых разбуривается самостоятельной сеткой скважин. Промежуточные горизонты с меньшей нефте- или газонасыщенностью и меньшей продуктивностью разрабатываются после истощения опорных горизонтов. Основные элементы в системе разработки каждой нефтяной или газовой залежи — схема размещения на площади эксплуатационных и вспомогательных скважин и их число. Важным фактором, характеризующим рациональность системы разработки нефтяного месторождения, является темп отбора нефти, определяемый суммарной добычей нефти из пластов за определенный промежуток времени (сутки, месяц, год). Следовательно, система разработки каждой нефтяной залежи может быть различной как по сетке размещения скважин, порядку и темпу разбуривания площади, так и по темпам отбора жидкости. Идеальное перемещение водонефтяного контакта возможно лишь в пласте геометрически правильной формы и однородном по физическим свойствам. В большинстве случаев эти условия не выдерживаются и перемещение контуров нефтеносности и водоносности происходит неравномерно. Для наблюдения за продвижением контура воды предназначены контрольные или наблюдательные скважины. В процессе разработки постоянно контролируется изменение пластового давления по площади. Чтобы получить ясную картину о значении пластового давления в разных частях нефтяной залежи, следует замерить этот параметр в как можно большем числе скважин. По полученным данным строят так называемую карту изобар (кривых, соединяющих точки с равными давлениями).Для прослеживания за изменением пластового давления карты изобар строятся через определенные промежутки времени. Графики разработки, карты изобар и карты обводнения позволяют правильно оценивать состояние разработки и намечать правильные пути регулирования процесса эксплуатации отдельных скважин и пласта в целом. 16. Фонтанный подъемник. Способ эксплуатации скважин, при котором подъем нефти или смеси нефти с газом от забоя на поверхность осуществляется за счет природной энергии, называется фонтанным. Если давление столба жидкости, заполняющей скважину, меньше пластового давления и призабойная зона не загрязнена (ствол скважины сообщается с пластом), то жидкость будет переливаться через устье скважины, т. е. скважина будет фонтанировать. Фонтанирование только за счет гидростатического давления пласта — явление довольно редкое в практике эксплуатации нефтяных скважин. На глубине, соответствующей давлению насыщения нефти газом, последний начинает выделяться из нефти в виде мельчайших пузырьков. По мере продвижения вверх пузырьки газа испытывают все меньшее давление, в результате чего объем пузырьков газа увеличивается и плотность смеси жидкости и газа становится все меньше и меньше. Общее давление столба газожидкостной смеси на забой скважины становится меньше пластового, что вызывает самоизлив нефти После пуска фонтанной скважины в эксплуатацию принимают меры по обеспечению длительного и бесперебойного фонтанирования ее и по наиболее рациональному расходованию пластовой энергии. Правильная эксплуатация фонтанной скважины заключается в обеспечении оптимального дебита при возможно меньшем газовом факторе. 17. Освоение разведочных и эксплуатационных скважин. Перед вводом нефтегазовых скважин в эксплуатацию последним этапом процесса подготовки является их освоение и испытание. Первое необходимо для «запуска» притока в скважину энергоносителя, второе представляет собой начальный, «тестовый» режим работы, с параллельным снятием показателей эффективности и принятием решения о дальнейшей судьбе забоя. Освоение скважин Традиционное освоение скважин месторождения начинается после завершения всех основных этапов работ – бурения, раскрытия пластов и перфорирования обсадных колонн. На сегодняшний день освоение нефтяных и газовых скважин осуществляется шестью различными методами: Освоение скважин тартанием Основным механизмом удаления жидкости при этом методе служит своеобразный «ковшик» в виде желонки с клапаном и штоком, опускающийся в скважину на канате. Производительность такого способа крайне мала – и его использование в 21 веке оправдывается только качественным извлечением глинистых растворов и осадков. Освоение свабированием В данном случае механизмом откачки служит уже не желонка, а снабженная клапанами с эластичными манжетками труба. Производительность этого процесса в 10-20 раз превосходит предыдущий, и на вертикальных скважинах метод применяется достаточно часто. Освоение заменой жидкости Способы освоения скважин этим методом заключаются в вытеснении под давлением из ствола шахты плотной глинистой взвеси путем промывки. Промывочной жидкостью при этом служит дегазированная нефть либо обычная вода, причем направление промывки может быть и прямым, и обратным. Освоение компрессией Данный способ базируется на закачке в скважинную жидкость воздуха (либо любого иного газа) с помощью компрессора. Насыщение смеси газом значительно понижает ее общую плотность и, как следствие, уровень давления. К сожалению, на глубоких (до 5 км) и неустойчивых коллекторах метод неприменим. Освоение прокачкой газожидкостных смесей Такое освоение нефтяных скважин во многом схоже с предыдущим по конечному результату. Отличие же состоит в самом процессе – где вместо насыщения газом внутренней жидкости она заменяется на уже газированную с заранее заданной величиной давления. Освоение скважин откачиванием скважинных жидкостей насосом Так производится, прежде всего, освоение горизонтальных скважин, а также освоение газовых скважин с пониженным давлением в пластах. Метод известен своей эффективностью – но лишь при условии отсутствия нужды в значительной депрессии. Главное отличие в самом процессе бурения разведочных и эксплуатационных скважин – направление бурения. В первом случае скважина имеет вертикальное расположение, а во втором – наклонно-направленное или горизонтальное. При горизонтальном бурении колонна проходит через пласт, имея наибольшую площадь соприкосновения с нефтеносными породами. Это позволяет значительно повысить дебит скважины.Этап эксплуатационного бурения продолжает работу, начатую при разведке. Во время подготовки скважины к эксплуатации, обустройство буровой установки сопряженно с развитием разведочного бурения. Эксплуатационные скважины предназначены для разработки и эксплуатации залежей полезных ископаемых. К ним относятся: эксплуатационные, опережающие эксплуатационные, нагнетательные и наблюдательные скважины. Эксплуатационные скважины – бурят для извлечения нефти и газа из продуктивного пласта. Бурение эксплуатационных скважин является началом разработки месторождения. Опережающие эксплуатационные скважины – бурят на уже подготовленную к эксплуатации скважине с целью уточнения параметров и режима работы пласта и оценки отдельных участков залежей. Нагнетательные скважины – бурят для проведения воздействия на продуктивный пласт при помощи закачки воды и различных агентов. Наблюдательные скважины – используются для постоянного наблюдения изменения давления и положения контактов в процессе эксплуатации пласта. 18. Методы исследования пластовых газов, нефти и воды.(Выкинут?) - Методы исследования пластовых газов, нефти и воды. - Геофизический метод - Геохимический метод - Сейсморазведка - Электроразведка - Газовая съемка, - Гравиразведка - Магниторазведка - Бактериологическая съемка - Радиометрия. 19. Физические основы добычи нефти и газа. Понятия о пластовом давлении, депрессии на пласт, продуктивности скважин, контуре питания и депрессионной воронке. Вместилищем для нефти, газа или воды в недрах Земной коры служат породы - коллекторы, окружённые полностью или частично непроницаемыми породами. Такие коллекторы называются природными резервуарами. Ловушкой называется место скопления нефти или газа, ограниченное полностью или частично непроницаемыми породами. Наиболее распространённые ловушки - сводового типа. Значительное скопление нефти и газа в ловушке любого вида называется залежью. Совокупность залежей нефти и газа одного и того же вида (например, сводовых), занимающих в недрах Земли определённую площадь называется местоскоплением (месторождением) нефти и газа. Под разработкой нефтяного или газового местоскопления (месторождения) понимается совокупность мероприятий или процессов, направленных на извлечение продукции пластов из недр Земли. К этим мероприятиям относятся: разбуривание месторождений системой скважин, надлежащим образом размещённых на площади месторождения; управление процессом фильтрации нефти и газа к скважинам; установление режима работы скважин и регулирование баланса пластовой энергии; подъём продукции с забоя на поверхность; обустройство месторождения; сбор, учёт и транспортировка нефти, газа и воды к пунктам подготовки; промысловая подготовка продукции скважин. Пластовое давление — один из важнейших факторов, определяющих энергетические возможности продуктивного пласта, производительность скважин и залежи в целом. Под пластовым понимают давление, при котором в продуктивном пласте нефть, газ, вода, а в водоносном — вода находятся в пустотах пластов-коллекторов. Депрессия газового пласта — разность между пластовым давлением в районе скважины и её забойным давлением, вызывающая движение газа из пласта к забою скважины. С увеличением депрессии возрастает дебит эксплуатационной скважины. |
