Эффективность бурения. Основные понятия
 Скачать 1.59 Mb.
|
|
По назначению различают скважины: При поисках, разведке и разработке нефтяных и газовых месторождений бурят опорные, параметрические, структурные, поисковые разведочные, эксплуатационные, нагнетательные, наблюдательные и другие скважины. Опорные скважины закладываются в районах, не исследованных бурением, и служат для изучения состава и возраста слагающих их пород. Параметрические скважины закладываются в относительно изученных районах с целью уточнения их геологического строения и перспектив нефтегазоносности. Структурные скважины бурятся для выявления перспективных площадей и их подготовки к поисково-разведочному бурению. Поисковые скважины бурят с целью открытия новых промышленных залежей нефти и газа. Разведочные скважины бурятся на площадях с установленной промышленной нефтегазоносностью для изучения размеров и строения залежи, получения необходимых исходных данных для подсчета запасов нефти и газа, а также проектирования ее разработки. Эксплуатационные скважины закладываются в соответствии со схемой разработки залежи и служат для получения нефти и газа из земных недр Нагнетательные скважины используют при воздействии на эксплуатируемый пласт различных агентов (закачки воды, газа и т.д.). Наблюдательные скважины бурят для контроля за разработкой залежей (изменением давления, положения водонефтяного и газонефтяного контактов и т.д.). Типовые схемы конструкций скважин. (в пункте 1) 1.5 Схема цементажа одноступенчатое, или сплошное (после заливки цементной смеси в обсадную колонну, последняя заглушается пробкой, на которую под избыточным давлением подают промывочный раствор – в результате чего происходит вытеснение цемента в затрубное пространство) двухступенчатое (технологически идентичное первому способу, но производящееся последовательно и отдельно для нижней части, а затем для верхней – при этом оба отдела разделяются специальным кольцом) обратное (единственный метод с заливкой раствора не в колонну, а сразу в затрубное пространство – с вытеснением буровых либо очистных растворов в колонную полость) 1.6 Что такое АВПД и АНПД. Аномальное пластовое давление - давление, действующее на флюиды (воду, нефть, газ), содержащиеся в поровом пространстве породы, величина которого отличается от нормального (гидростатического). Пластовые давления, превышающие гидростатическое, т.e. давление столба пресной воды (плотностью 103 кг/м3), по высоте равного глубине пласта в точке замера, называют аномально высокими (АВПД), меньше гидростатического - аномально низкими (АНПД). Аномальное пластовое давление существует в изолированных системах. Билет 25 Подготовка и спуск эксплуатационной колонны. Комплекс подготовительных мероприятий включает подготовку обсадных труб, бурового оборудования и самой скважины. В подготовку обсадных труб входит проверка качества их изготовления и обеспечение сохранности при транспортировании к месту проведения работ и погрузо-разгрузочных операциях, а также при их перемещении на буровой. (обследование наружного вида обсадных труб, проверку резьб и шаблонирование внутреннего диаметра труб) Обеспечить безотказную работу бурового оборудования и создать наиболее благоприятные условия для буровой бригады на период спуска обсадной колонны - таковы основные задачи подготовки оборудования. (проверка СПО системы, подготавливают рабочее место у устья скважины, устанавливают передвижную люльку для рабочего, доставка достаточного кол-ва инструмента с запасом) Подготовка скважины: заранее выделяют интервалы, где отмечены затруднения при спуске бурильного инструмента, зоны сужения ствола, образования уступов, участки резкого перегиба оси скважины и т. д. В этих интервалах в подготовительный период проводят выборочную проработку ствола. Шаблонируют скважину обсадной трубой 25м (шаблон). Тщательно промывают скважину. Спуск: сначала в скважину спускают низ обсадной колонны, включающий башмак, заливочный патрубок, обратный клапан и упорное кольцо. Все элементы низа колонны рекомендуется свинчивать с использованием твердеющей смазки на основе эпоксидных смол. Скорость спуска колонны поддерживают в пределах 0,3 - 0,8 м/с. Если колонна оснащена обратным клапаном, после спуска 10 - 20 труб доливают промывочную жидкость внутрь колонны, чтобы не допустить смятия труб избыточным наружным давлением. Во время спуска обсадной колонны ведут документальный учет каждой наращиваемой трубы, в нем указывают номер трубы, группу прочности стали, толщину стенки, длину трубы, отмечают суммарную длину колонны и общую ее массу. Общие сведения о цементировании скважины. Цементирование - закрепление обсадной колонны на стенке ствола скважины и отсечение избыточных флюидов от попадания в ствол скважины посредством нагнетания цементного раствора по обсадной трубе и вверх по кольцевому зазору. Задачи (функции) цементного кольца: Предотвращение перетока от одного пласта к другому или от пласта до поверхности через пространство между обсадной колонной и стенками скважины Защита обсадной колонны от коррозионного воздействия пластовых флюидов (например, сульфатосодержащих пластовых вод) Укрепление и создание опоры для стенок скважины, с целью предотвращения обвала пород Обеспечение опоры для обсадной колонны Требования к качеству разобщения: Цементный раствор должен быть долговечным, т.е. не разрушаться под воздействие пластовых жидкостей, газов, бактерий Цементное должно быть термостойким и герметичным при перепадах давления Цементное кольцо должно иметь плотный контакт с горными породами и поверхностью обсадной колонны Цементирование включает пять основных видов работ: приготовление тампонажного раствора; закачку его в скважину; подачу тампонажного раствора в затрубное пространство; ожидание затвердения закачанного материала; проверку качества цементировочных работ. Билет 26 Схема циркуляции БР. Из резервуаров очищенный и подготовленный раствор поступает в подпорные насосы, которые подают его в буровые насосы. Последние перекачивают раствор под высоким давлением (до 30 МПа) по нагнетательной линии, через стояк, гибкий рукав, вертлюг, ведущую трубу к устью скважины. Далее буровой раствор проходит по бурильной колонне (бурильным трубам, УБТ и забойному двигателю) к долоту. На этом пути давление раствора снижается вследствие затрат энергии на преодоление гидравлических сопротивлений. Затем буровой раствор вследствие разности давлений внутри бурильных труб и на забое скважины с большой скоростью выходит из насадок долота, очищая забой и долото от выбуренной породы. Оставшаяся часть энергии раствора затрачивается на подъем выбуренной породы и преодоление сопротивлений в затрубном кольцевом пространстве. Поднятый на поверхность к устью отработанный раствор проходит по растворопроводу в блок очистки, где из него удаляются в амбар частицы выбуренной породы, песок, ил, газ и другие примеси, поступает в резервуары с устройствами для восстановления его параметров и снова направляется в подпорные насосы. Разработка конструкции скважины (глубина, диаметр, ГТН). Основные параметры конструкций скважины: число и диаметр обсадных колонн, глубина их спуска, диаметр долот, которые необходимы для бурения под каждую обсадную колонну, а также высота подъема и качество тампонажного раствора за ними, обеспечение полноты вытеснения бурового раствора. Разработка конструкции скважины базируется на следующих основных геологических и технико-экономических факторах: геологические особенности залегания горных пород, их физико-механическая характеристика, наличие флюидосодержащих горизонтов, пластовые температуры и давления, а также давление гидроразрыва проходимых пород; назначение и цель бурения скважины; предполагаемый метод заканчивания скважины; способ бурения скважины; уровень организации, техники, технологии бурения и геологическая изученность района буровых работ; уровень квалификации буровой бригады и организация материально-технического обеспечения; способы и техника освоения, эксплуатации и ремонта скважины. Направление (424мм), кондуктор (324мм), техническая (245мм), эксплуатационная (168мм) Основным документом, которым буровая бригада руководствуется в работе, является геолого-технический наряд, в котором указывают: категорию скважины (поисковая, разведочная, эксплуатационная), задачи бурения, проектный геологический разрез, проектную глубину скважины, проектную конструкцию скважины. Геолого-технический наряд имеет две части. В геологической части рядом с проектным разрезом пород (колонкой) указывают возраст и литологический состав пород с разбивкой по буримости. Приводят данные о предполагаемых зонах поглощения, осыпания пород, нефтегазоводоносности разреза; перечень всех промысловых и геофизических исследований, выполняемых в процессе бурения данной скважины. В технической части наряда в соответствии с геологическими данными указывают: тип и размер долот, требования, которым должен отвечать буровой раствор, технологический режим бурения, метод испытания, способ вскрытия газонефтяных объектов и методику их опробования. На месторождениях, где предполагаются зоны поглощения, обваливания и пласты с аномально высокими пластовыми давлениями, перечисляют мероприятия по предупреждению осложнений при проходке данных зон. ГТН разрабатывается геологом и инженером по бурению производственной организации и утверждается главным инженером. В ГТН должны быть внесены проектные и фактические данные по всем графам наряда. Заполняет наряд машинист буровой установки и геолог после каждого рейса в процессе бурения скважины. Билет 27 Функции БР 1. Удаление продуктов разрушения из скважины 2. Охлаждение породоразрушающего инструмента и бурильных труб 3. Удержание частиц выбуренной породы во взвешенном состоянии 4. Облегчение процесса разрушения горных пород на забое 5. Сохранение устойчивости стенок скважины 6. Создание гидростатического равновесия в системе «ствол скважины – пласт» 7. Сохранение проницаемости продуктивных горизонтов 8. Перенос энергии от насосов к забойным механизмам 9. Обеспечение проведения геофизических исследований 10. Предохранение бурового инструмента и оборудования от коррозии и абразивного износа 11. Закупоривание каналов с целью снижения поглощения бурового раствора и водопритоков 12. Предотвращение газо-, нефте-, водо проявлений 13. Снижение коэффициента трения 14. Сохранение заданных технологических характеристик 15. Экологическая чистота 16. Экономическая эффективность Компоновка обсадной колонны. Одноразмерная колонна, комбинированная двух- и более размерная. Обсадную колонну собирают из обсадных труб либо одного номинального размера (одноразмерная колонна), либо двух номинальных размеров (комбинированная колонна). Для облегчения спуска обсадной колонны и качественного ее цементирования по выбранной технологии в состав колонны вводят дополнительные элементы: башмак, обратный клапан, заливочный патрубок, упорное кольцо, заливочную муфту, трубные пакеры, центраторы (фонари), скребки. Башмак обсадной колонны навинчивают на нижний конец первой (снизу) обсадной трубы и закрепляют сваркой. Он служит для предохранения нижнего торца обсадной колонны от смятия и для ее направления по стволу скважины в процессе спуска. Обратный клапан устанавливают в нижней части обсадной колонны на одну-две трубы выше башмака. Имеются конструкции колонных башмаков, включающие обратный клапан Заливочный патрубок применяют для подачи цементного раствора в затрубное пространство при цементировании обсадной колонны. Запорное кольцо (кольцо «стоп») устанавливают в обсадной колонне на 20 - 30 м выше башмака. Заливочной муфтой обсадная колонна оснащается в том случае, если предусматривается ступенчатое цементирование. Она позволяет открыть в нужный момент каналы для подачи цементного раствора в затрубное пространство, а затем вновь их перекрыть. Трубный пакер вводят в оснащение обсадной колонны для создания надежной изоляции отдельных интервалов в затрубном пространстве Центраторы («фонари») устанавливают для создания благоприятных условий для равномерного распределения цементного раствора по кольцевому зазору. Скребки устанавливают на обсадной колонне для удаления глинистой корки со стенок скважины и повышения надежности сцепления цементного камня со стенками ствола скважины. Когда целесообразно применять кустовое бурение? Особенности. Кустовое бурение целесообразно применять в труднодоступных районах, например, заболоченных территориях или при морском бурении. Основной принцип проектирования состоит в том, что в процессе бурения стволы скважин должны отдаляться друг от друга. Это достигается, во-первых, оптимальным направлением движения станка (НДС) на кустовой площадке, во-вторых, соответствующей очередностью разбуривания скважин и, в-третьих, безопасной глубиной зарезки наклонного ствола. Билет 28 Функции БР 1. Удаление продуктов разрушения из скважины 2. Охлаждение породоразрушающего инструмента и бурильных труб 3. Удержание частиц выбуренной породы во взвешенном состоянии 4. Облегчение процесса разрушения горных пород на забое 5. Сохранение устойчивости стенок скважины 6. Создание гидростатического равновесия в системе «ствол скважины – пласт» 7. Сохранение проницаемости продуктивных горизонтов 8. Перенос энергии от насосов к забойным механизмам 9. Обеспечение проведения геофизических исследований 10. Предохранение бурового инструмента и оборудования от коррозии и абразивного износа 11. Закупоривание каналов с целью снижения поглощения бурового раствора и водопритоков 12. Предотвращение газо-, нефте-, водо проявлений 13. Снижение коэффициента трения 14. Сохранение заданных технологических характеристик 15. Экологическая чистота 16. Экономическая эффективность Геофизические методы контроля за качеством цементирования эксплуатационной колонны. Метод акустической цементометрии (АКЦ) применяют: для установления высоты подъема цемента; определения степени заполнения затрубного пространства цементом; количественной оценки сцепления цемента с обсадной колонной и качественной оценки сцепления цемента в горной породой. Физические основы метода: акустическая цементометрия основана на измерении характеристик волновых пакетов, создаваемых источником с частотой излучения 20-30 кГц, распространяющихся в колонне, цементном камне и горных породах. В качестве информации используют. Гамма-гамма-метод позволяет: установить высоту подъема цемента; определить наличие цемента и характер его распределения в интервале цементации; фиксировать наличие переходной зоны от цементного камня к раствору (гель-цемент); выявить в цементном камне небольшие раковины и каналы; определить эксцентриситет колонны. Физические основы метода: Этот метод контроля за качеством цементирования обсадных колонн основан на регистрации рассеянного гамма-излучения при прохождении гамма-квантов через изучаемые среды различной плотности. Поскольку цементный камень и промывочная жидкость значительно различаются по плотности, а интенсивность вторичного гамма-излучения находится в обратной зависимости от плотности, то на регистрируемой кривой ГГМ достаточно четко выделяются участки с цементом и без него. Метод термометрии позволяет установить верхнюю границу цементного кольца и выявить наличие или отсутствие цемента в затрубном пространстве. Зацементированный интервал отмечается на термограмме повышенными значениями температуры на фоне общего постепенного возрастания ее с глубиной и расчлененностью кривой по сравнению с кривой против незацементированных участков скважины. |