Технологические решения для строительства эксплуатационной наклонно-направленной скважины глубиной 2884 метров на Самотлорском н. Гуляев Милий Всеволодович к т. н. Допустить к защите должность фио ученая степень, звание Подпись Дата Ио зав кафедры Ковалёв Артем Владимирович к т. н. Томск г 5 реферат
 Скачать 1.76 Mb.
|
|
15 Министерство образования и науки Российской Федерации федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Институт природных ресурсов Направление – Нефтегазовое дело Кафедра бурения скважин БАКАЛАВРСКАЯ РАБОТА Тема работы ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАКЛОННО-НАПРАВЛЕННОЙ СКВАЖИНЫ ГЛУБИНОЙ 2884 МЕТРОВ НА СОИМЛОРСКОМ НЕФТЕГАЗОВОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ (ЯНАО) УДК 622.323’324:622.243.23(24:181 m 2884)(571.121) Студент Группа ФИО Подпись Дата З-2Б32Т Савельев Данила Михайлович Руководитель Должность ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата Ассистент Морев Артем Алексеевич КОНСУЛЬТАНТЫ По разделу Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение Должность ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата Доцент Вазим Андрей Александрович к. э. н. По разделу Социальная ответственность Должность ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата Доцент Гуляев Милий Всеволодович к. т. н. ДОПУСТИТЬ К ЗАЩИТЕ Должность ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата Ио. зав. кафедры Ковалёв Артем Владимирович к. т. н. Томск г 5 Реферат Выпускная квалификационная работа содержит 82 с, 15 рис, 53 табл, 21 источников, приложений, листов графического материала. Ключевые слова долото, режим бурения, буровая установка, конструкция скважины, буровой раствор, эксплуатационная колонна, эксплуатационный забой, заканчивание. Объектом выпускной квалификационной работы является эксплуатационная наклонно-направленная скважина на Соимлорском нефтегазовом месторождении. Цель работы – разрабатывание и подготовка техники и технологии наклонно-направленной скважины глубиной 2884 метров на Соимлорском нефтегазовом месторождении. Выпускная квалификационная работа выполнена по геологическим материалам Соимлорского месторождения. Впоследствии выпускной квалификационной работы спланирована конструкция и технология проводки скважины на Соимлорском месторождении глубиной 2884 метров. Данная работа исполнена с учетом современных достижений в области техники и технологии сооружения нефтегазовых скважин. 6 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение 8 1 Общая и геологическая часть 1.1 Краткая географо-экономическая характеристика района бурения 1.2 Горно-геологические условия бурения 9 9 11 1.3 Характеристика газонефтеводоносности месторождения (площади) 1.4 Зоны возможных осложнений 14 16 1.5 Исследовательские работы 16 2 Технико-технологическая часть 18 3 2.1 Обоснование и расчет профиля скважины 2.2 Обоснование конструкции скважины 2.2.1 Обоснование конструкции эксплуатационного забоя скважины 2.2.2 Построение совмещенного графика давлений 2.2.3 Опеределение числа обсадных колонн и глубины из спуска 2.2.4 Выбор интервалов цементирования 2.2.5 Расчет диаметров скважины и обсадных колонн 2.2.6 Разработка схем обвязки устья скважины 2.3 Углубления скважины 2.3.1 Выбор способа бурения 2.3.2 Выбор породоразрушающего инструмента 2.3.3 Расчет осевой нагрузки на долото по интервалам горных пород 2.3.4 Расчет частоты вращения долота 2.3.5 Выбор и обоснование типа забойного двигателя 2.3.6 Расчет требуемого расхода бурового раствора 2.3.7 Выбор компоновки и расчет бурильной колонны 2.3.8 Обоснование типов и компонентного состава буровых растворов 2.3.9 Выбор гидравлической программы промывки скважины 2.4 Проектирование процессов заканчивания скважин 2.4.1 Расчет обсадных колонн 2.4.1.1 Расчет наружных избыточных давлений 2.4.1.2 Расчет внутренних избыточных давлений 2.4.1.3 Конструирование обсадной колонны по длине 2.4.2 Расчет процессов цементирования скважины 2.4.2.1 Выбор способа цементирования обсадных колонн 2.4.2.2 Обоснование типа и расчет объема буферной, продавочной жидкостей 2.4.2.3 Расчет объема тампонажной смеси и количества составных компонентов 2.4.2.4 Гидравлический расчет цементирования скважины 2.4.2.4.1 Выбор типа и расчет необходимого количества цементировачного оборудования 2.4.2.4.2 Расчёт режима закачки и продавки тампонажной смеси 2.4.2.4.3 Выбор технологической оснастки обсадных колонн 2.5 Выбор буровой установки Специальная часть 3.1 Расширяющая томпанажная добавка (СИГБ) 18 19 19 21 22 22 22 24 24 25 25 26 26 27 28 29 31 33 35 35 35 38 41 41 41 49 42 42 42 43 44 44 46 46 7 4 5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 4.1 Проектные данные на строительство скважины 4.2 Численный и квалификационный состав буровой бригады 4.3 Расчёт сметной стоимости сооружения скважины Социальная ответственность 5.1 Анализ вредных производственных факторов 5.2 Анализ опасных производственных факторов 5.3 Экологическая безопасность 5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Заключение Список литературы 51 51 56 57 58 59 65 70 76 81 82 8 Введение В экономических условиях России допускается сказать о том, что нефтегазодобывающая промышленность, считается ведущей отраслью. Развитие направлений научно-технического прогресса определяется необходимостью решения проблем, появляющихся в нефтегазодобывающей промышленности. Бурение скважин нуждается в больших вложениях в нефтегазодобывающую отрасль. На совершенствование нефтегазодобывающей промышленности и разведку новейших месторождений затрачиваются большие финансовые средства. Для поддержания и улучшение экономики страны нужно повышать эффективность и улучшать качество бурения. Текущий вопрос включает в себя как повышение качества самих буровых работ, так увеличивание скоростных показателей бурения. В текущей выпускной квалификационной работе решаются вопросы, связанные с технологией бурения и заканчиванием проектируемой скважины, вопросами охраны труда, подбором бурового оборудования, предложениями по уменьшению вредного влияния на окружающую среду. 9 1 Общая и геологическая часть 1.1 Краткая географо-экономическая характеристика района бурения В таблице 1 представлена географо-экономическая характеристика района бурения. Таблица 1 - Географическая характеристика района бурения Наименование данных Характеристика Площадь (месторождение) Соимлорское Административное положение Страна Область (край) Район Год ввода площади в эксплуатацию Россия Тюменская Пуровский 1993 Температура воздуха, градус среднегодовая наибольшая летняя наименьшая зимняя -10 +25 -63 Среднегодовое количество осадков, мм 400-500 Максимальная глубина промерзания грунтам Продолжительность отопительного периода в году, сутки 240 Продолжительность зимнего периода в году, сутки 210 Азимут преобладающего направления ветра, град Северные, Северно-западные Наибольшая скорость ветрам с 30 Нормативное значение ветрового давления, кгс/м 2 32 Рельеф местности Горная, равнина Состояние местности Заселенная равнина Растительный покров Смешанный лес лиственница, осина, кедр Толщина почвенного слоям Толщина снежного покровам Энергоснабжение Внутрипромысловые электрические сети 10 Продолжение таблицы 1 Водоснабжение Для бытовых нужд - привозная, для бурения - артезианская скважина Местные стройматериалы Карьер, грунт 2 категории Связь Радиосвязь Подъездные пути Лежневой настил из леса круглого, насыпной грунт–временная дорога к площадке скважины. На рисунке 1 представлена обзорная карта района работ Рисунок 1 – Обзорная карта района работ 11 1.2 Горно-геологические условия бурения В таблице 2 представлен стратиграфический разреза и литологический состав горных пород. Таблица 2 – Стратиграфический разрез скважины, элементы залегания и коэффициент кавернозности интервалов Глубина залегания по вертикали, м Стратиграфическое подразделение Элементы залегания падения) пластов по подошве Коэффициент кавернозности в интервале от (верх) до (низ) Название системы индекс угол, град. азимут, град. 0 40 четвертичные отложения Q - - 1,5 40 120 неогеновые отложения N - - 1,5 120 165 туртасская свита Р- - 1,5 165 365 черталинская свита Р- - 1,5 365 565 тавдинская свита Р- - 1,5 565 750 люлинворская свита Р- - 1,5 750 815 талицкая свита Р- - 1,25 815 1015 ганьхинская свита К- - 1,25 1015 1140 березовская свита К- - 1,25 1140 1170 кузнецовская свита К- - 1,25 1170 1960 покурская свита К 0-1 - 1,25 1960 2212 алымская свита К 0-1 - 1,25 2212 2530 сангопайская свита К 0-2 - 1,25 2530 2765 усть-балыкская свита К 0-2 - 1,25 2765 2835 сортымская свита КВ таблице 3 представлена с литологическая характеристика разреза скважины. 12 Таблица 3 - Литологическая характеристика разреза скважины индекс стратиграфического разреза интервал, м горная порода Стандартное описание горной породы полное название, характерные признаки ( структура, текстура, минеральный состав и т.п. ) от верх) до низ) краткое название 1 2 3 4 5 Q 0 40 Суглинки, супеси Торфяники, суглинки, супеси N 40 120 Пески, глины Глины зеленовато-серые с прослоями песков и бурых углей Р 165 Глины, пески Глины серые и коричневые, пески светлые мелкозернистые с прослоями бурых углей Р 365 Пески, алевролиты Пески кварцевые, алевролиты с прослоями бурых углей Р 565 Глины Глины светло-зелёные, алевритистые с растительными остатками и прослоями бурого угля Р 750 Глины, опоки Глины зеленовато-серые с глауконитом, внизу опоковидные, в середине диатомовые, опоки серые Р 815 Глины, алевролиты Глины тёмно-серые, серые, зеленоватые, алевритистые с глауконитом с прослоями алевролитов и включениями пирита К 815 1015 Глины Глины жёлто-зелёные, серые с глауконитом, пиритизированные К 1015 1140 Глины, алевролиты Глины серые, тёмно-серые опоковидные, алевритистые с прослоями алевролита и растительными остатками К 1140 1170 Глины Глины тёмно-серые плотные, алевритистые К 1170 1960 Пески, песчаники, алевролиты, аргиллиты, глины Переслаивание песков, песчаников, алевролитов с глинами. Песчаники и алевролиты серые мелкозернистые, глины тёмно-серые. К 1960 2212 Песчаники, алевролиты, глины Песчаники светло-серые, глины плотные тёмно-серые, аргиллитоподобные с прослоями алевролитов. К 2212 2530 Песчаники, алевролиты, аргиллиты. Песчаники и алевролиты серые мало- зернистые с прослоями аргиллитов темно-серых 13 Продолжение таблицы 3 К 2530 2765 Аргиллиты, глины, песчаники, алевролиты Аргиллиты темно-серые, битуминозные с прослоями алевролитов и песчаников серых, светло-серых мало-зернистых, глины с растительными остатками К 2765 2835 Песчаники, глины, алевролиты, аргиллиты. Переслаивание песчаников, глин с линзами известняков, алевролитов, в низах глины темно-серые, местами битуминозные. Таблица 4 – Прогноз физико-механических свойств горных пород по разрезу скважины И нд екс страт игра ф ич ес к ого Интервал, м Краткое название горной породы П л от ност ь, г /см 3 П ористо сть , % Т рещ ино ватост ь Г л и нисто сть , процент К ав ернозно сть А бразивно сть Категория пород от до По буримости Породы промысловой классификации 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Q 0 супеси Мягкая суглинки 1,3 V P3/3 30 пески Мягкая глины Р 100 глины Мягкая пески Р 180 пески Мягкая алевролиты 2,3 30 - 95 Р- Р 240 глины 1,25 V I Мягкая Р2 440 глины Мягкая опоки - - - - 1,25 IV I Р1 650 глины Средняя алевролиты 2,2 30 - 10 Р 780 глины 1,25 IV II Средняя К2 880 глины Средняя алевролиты 2,3 20 - 95 К 960 глины 1,25 V II Средняя К2- К1 985 глины Средняя песчаники пески 1,25 VI II алевролиты 2,3 22 - 100 К 1745 песчаники Средняя глины 1,25 V II алевролиты 2 22 - 20 1,25 VI III 14 Продолжение таблицы 4 К 1885 песчаники Средняя адевролиты 2,4 14 - 100 К 2055 2330 аргиллиты 2,4 12 - 100 Средняя глины песчаники 1,25 V V алевролиты 2,45 5- 10 - 95 К 2330 песчаники Средняя глины 1,25 V II алевролиты 2,45 5 - 100 1,25 VI III аргиллиты 2,3 15 - 20 Таблица 5 - Давление по разрезу скважины Интекс стратиграфического подразделения Интервалы (верт.), м Градиент давления, кгс/см 2 мот до пластового гидроразрыва Вначале В конце Вначале В конце Q-P 2 b-p 0 565 0,098 0,098 0,215 0,215 P 2/3 -K 2 565 1170 0,098 0,098 0,215 0,215 K 2 – K 1 1170 1960 0,098 0,098 0,196 0,215 K 1 1960 2765 0,098 0,098 0,177 0,215 K 1 2765 2825 0,0915 0,0915 0,17 0,215 K 1 2825 2835 0,098 0,098 0,17 0,215 Анализ таблицы 5 показывает, что зон с аномально высокими пластовыми давления по разрезу нет. 1.3 Характеристика газонефтеводоносности месторождения (площади) В таблице 6 представлена характеристика нефтегазоводоносности по разрезу скважин 15 Таблица 6 - нефтегазоводоносность вскрываемых пластов Индекс стратиграфического подразделения Интервал Тип коллектора Плотность, кг/м 3 Свободный дебит, м 3 /сут Газовый фактор (для нефтяных пластов, м 3 /м 3 Относится лик источникам водоснабжения, краткая характеристика химического состава для водяных горизонтов) от до 1 2 3 4 5 6 7 8 Нефтеносность К 2765 2835 Поровый 0,868 100-150 80,5 - Водоносность К 2 1255 1300 Поровый 1010 0,9 - Относится, хлорнатриевый К 1370 1400 Поровый 1010 0,07 - Не относится, хлорнатриевый К 1500 1530 Поровый 1010 15 - Не относится, хлорнатриевый К 1625 1655 Поровый 1010 2 - Не относится, хлорнатриевый К 2281 2300 Поровый 1010 7 - Не относится, хлорнатриевый К 2370 2390 Поровый 1010 3 - Не относится, хлорнатриевый К 2730 2740 Поровый 1010 9 - Не относится, хлорнатриевый 16 1.4 Зоны возможных осложнений В таблице 7 представлены ожидаемые осложнения и их характеристика. Таблица 7 - Ожидаемые осложнения и их характеристика Интервал, м Тип осложнения Характеристика и условия возникновения От До 0 365 Возможны обвалы, сужения стен, прихваты, поглощения Несоблюдение параметров бурового раствора и технологической скорости бурения, развитие зон сужения ствола скважины 365 490 Несоблюдение параметров бурового раствора и технологической скорости бурения 490 815 Кавернообразования Несоблюдение параметров раствора, выработка желобов. 815 1170 1170 1400 Водопроявления Нарушение режима промывки ствола скважины, разбавление агрессивными пластовыми водами 1400 2212 2212 2450 Нефтегазопроявления Снижение гидростатического давления в скважине из-за: - недолива жидкости - подъёма инструмента с сальником- снижения плотности жидкости, заполняющей скважину, ниже допустимой величины 2450 2835 1.5 Исследовательские работы Таблица 8 – Промыслово-геофизические исследования в открытом стволе Наименование работ Масштаб Интервалы (верт.), м Стандартный каротаж АМ-05 и ПС 1:200 2182-2835 БКЗ зондами (6 зондов) 1:200 2182-2835 Боковой каротаж 1:200 2182-2835 Высокочастотное индукционное каротажное изопараметрическое зондирование (ВИКИЗ) 1:200 2182-2835 Индукционный каротаж 1:200 2182-2835 Гамма-каротаж, нейтронный каротаж 1:200 2182-2835 Резистивиметрия 1:200 2182-2835 Инклинометрия - 0-800(конд.) Инклинометрия - 0-2835 Геолого-технологические исследования с газовым каротажем - 0-2835 17 Таблица 9 - Промыслово-геофизические исследования в обсаженном стволе Наименование работ Масштаб Интервалы (верт.), м Акустическая цементометрия 1:500 0-800(конд.) Акустическая цементометрия 1:500 эк) Акустическая цементометрия 1:200 эк) Гамма-каротаж, нейтронный каротаж 1:500 0-2242 Гамма-каротаж, нейтронный каротаж 1:200 2182-2835 Локация муфт 1:500 0-2242 Локация муфт 1:200 2182-2835 Термометрия 1:200 2182-2835 Гамма-гамма цементометрия 1:500 0-800(конд.) Гамма-гамма цементометрия 1:500 эк) Гамма-гамма цементометрия 1:200 эк) 18 2. Технико-Технологическая часть 2.1 Обоснование и расчет профиля скважины Запроектирован четырех интервальный профиль скважины. Профиль скважины представлен в таблице 10. Таблица 10 – Профиль скважины Тип профиля Четырех интервальный Исходные данные для расчета Глубина скважины по вертикали, м 2835 Интенсивность искривления на участке набора зенитного угла, град/м 0,02 Глубина вертикального участка скважины, м 350 Интенсивность искривления на втором участке набора зенитного угла, град/м 0,005 Отход скважины, м 399, 44 Интенсивность искривления на участке падения зенитного угла, град/м 0,021 Длина интервала бурения по пласту, м - Интенсивность искривления на участке малоинтенсивного набора зенитного угла зенитного угла, град/м - Предельное отклонение оси горизонтального участка от кровли пласта в поперечном направлении, м - Зенитный угол в конце участка набора угла, град 8 Предельное отклонение оси горизонтального участка от подошвы пласта в поперечном направлении, м - Зенитный угол в конце второго участка набора угла, град 14,8 Зенитный угол в конце участка малоинтенсивного набора угла, град - Зенитный угол при входе в продуктивный пласт, град 0,41 № Интервала Глубина по стволу, м Зенитный угол, град. Глубина по вертикали, м Смещение от устьям от до Вначале В конце 1 0,00 350,00 0,00 0,00 350,00 0,00 2 350,00 450,00 0,00 8,00 449,68 6,97 3 450,00 803,77 8,00 8,00 800,00 56,21 4 803,77 833,77 8,00 8,00 829,71 60,38 5 833,77 1000,23 8,00 14,80 993,34 83,67 6 1000,23 2200,00 14,80 14,80 2153,30 365,39 19 Продолжение таблицы 10 7 2200,00 2440,05 14,80 0,41 2390,62 396,55 8 2440,05 2814,44 0,41 0,41 2765,00 398,99 9 2814,44 2884,00 0,41 0,41 2835,00 399,44 |