Осложнения при бурении задачи. Контрольная работа дисциплина осложнения и аварии в бурении нефтяных скважин
![]()
|
Задача № 8 Исходные данные: Vо = 72 м3 – объём бурового раствора подлежащего обработке; ρр = 1116 кг/м3 – исходная плотность бурового раствора; ρ1 = 1100 кг/м3 – расчетная плотность облегченного раствора; ρ2 = 1200 кг/м3 – расчетная плотность утяжеленного раствора. Определить: Количество воды или утяжелителя для уменьшения или увеличения плотности бурового раствора заданного объёма. Решение: 1. Определим количество воды, добавляемой к буровому раствору для уменьшения его плотности: ![]() 2. Определим количество утяжелителя для повышения плотности бурового раствора с ρр = 1116 кг/м3 до ρ2 = 1200 кг/м3, для этого в качестве утяжелителя будем использовать барит с ρбарит = 4300 кг/м3 ![]() Ответ: Количество воды для уменьшения плотности бурового раствора заданного объёма необходимо Vв = 9,93 м3. Количество утяжелителя для повышения плотности бурового раствора заданного объёма равно Vутяжелителя = 8,39 т. Задача № 9 Исходные данные: L = 2108 м – длина бурильной колонны; Dн = 0,146 м – наружный диаметр бурильной колонны; δ = 0,009 м – толщина стенки бурильной колонны; ∆P = 12,1 т = 121 кН – усилие натяжения бурильной колонны при котором произошла её деформация (удлинение) на величину ∆l; ∆l = 0,2 м – удлинение бурильной колонны; Группа прочности стали «E». Определить: 1. Верхняя граница прихвата; 2. Допустимое усилие при расхаживании; 3. Допустимое число оборотов бурильной колонны при отбивке ротором. Решение: 1. Определяем верхнюю границу прихвата: ![]() где E = 2,1 · 104 кН/см2 – модуль продольной упругости материала труб; ![]() площадь поперечного сечения бурильной колонны ![]() 2. Определяем допустимое усилие при расхаживании: ![]() Для бурильных труб группы прочности «E»: σт = 550 МПа Kзп = 1,2 – коэффициент запаса прочности ![]() 3. Определяем допустимое число оборотов бурильной колонны при отбивке ротором: ![]() ![]() напряжение растяжения, где Qр – растягивающая нагрузка, равная весу неприхваченной части бурильной колонны; 35,43 кг = 354,3 Н – вес погонного метра бурильной трубы; ![]() Ответ: Верхняя граница прихвата равна L0 = 1411,78 м; Допустимое усилие при расхаживании Qдоп = 1,78 МН; Допустимое число оборотов бурильной колонны при отбивке ротором, nр = 9,6 об. Задача № 10 Исходные данные: Dд = 0,2159 м – диаметр долота; Kуш = 1,17 – коэффициент уширения ствола скважины; δ = 0,007 м – толщина стенки бурильной колонны; H = 1120 м – глубина скважины; Dн = 0,127 м – наружный диаметр бурильной колонны; ρр = 1030 кг/м3 – плотность бурового раствора; ρн = 800 кг/м3 – плотность нефти. Рассчитать установку нефтяной ванны для освобождения прихвата на забое. Решение: 1. Определяем суммарный объём нефти для установки нефтяной ванны, Q м3: ![]() где K – коэффициент кавернозности ствола скважины в зоне прихвата; Dн, Dвн – наружный и внутренний диаметры бурильных труб, м; H– интервал прихвата от забоя, м; h – расчетная высота подъёма нефти вне зоны прихвата (принимается выше верхней границы прихвата не менее чем на 50-100 м. Принимаем h = 100 м); h1 – высота столба резервного объёма нефти в бурильных трубах, м. ![]() где S – площадь проходного канала бурильных труб; Vн – резервируемый объём нефти (3-5 м3) в бурильных трубах, исходя из технологических особенностей процесса освобождения инструмента нефтяной ванной. тогда: ![]() отсюда: ![]() Тогда суммарный объём нефти для установки нефтяной ванны равен: Q = 0,785 · (1,17 · 0,21592 – 0,1272) · (0 + 100) + 0,785 · 0,1132 · 300 = 6,01 м3 2. Определяем объём продавочной жидкости (бурового раствора) для продавки жидкого агента (нефти) для ванны: ![]() 3. Определим давление к концу установки ванны: P = 10-6· gH(ρб.р – ρн) + 10-4· gH = 10-6·9,8·1120 · (1030 – 800) + 10-4· 9,8 · 1120 = 3,62 МПа ![]() Схема установки нефтяной ванны для освобождения прихвата на забое H – глубина скважины; h1 – высота столба резервного объёма нефти в бурильных трубах; h – расчетная высота подъёма нефти выше зоны прихвата; Dн – наружный диаметр бурильной колонны; Dд – диаметр долота; Dскв – диаметр скважины. Задача № 11 Исходные данные: ρр = 1230 кг/м3 – плотность бурового раствора; H = 1700 м – глубина скважины; Pпл = 20,9 МПа – пластовое давление; z1 = 1340 м – глубина нахождения газожидкостной пачки; z2 = 710 м – глубина нахождения газожидкостной пачки. Определить: Устьевое, забойное давление при нахождении пачки на глубине 1340, 710 м. Решение: 1. Для z1 = 1340м: ![]() Давление на забое: Pзаб = ρр · g · (H – z1) + Pпл = 1230 · 9,8 · (1700 – 1340) ∙ 10-6 + 20,9 = 25,24 МПа Давление на устье: ![]() 2. Дляz2 = 710м: ![]() Давление на забое: Pзаб = ρр · g · (H – z2) + Pпл = 1230 · 9,8 · (1700 – 710) ∙ 10-6 + 20,9 = 32,83 МПа Давление на устье: ![]() При z1 = 1340 м При z2 = 710 м ![]() ![]() Задача № 12 Исходные данные: Hпг = 1450 м – глубина залегания подошвы поглощающего горизонта; hпг = 17 м – мощность поглощающего горизонта; hст = 32 м – статический уровень бурового раствора. Данные взятые самостоятельно: Dн = 0,127 м – наружный диаметр бурильных труб; Dд = 0,2159 м – диаметр долота; ρр = 1200 кг/м3 – плотность бурового раствора; ρц.р = 1900 кг/м3 – плотность цементного раствора; Kэп = 0,1 – коэффициент эффективной пористости горной породы. Просчитать установку изоляционного моста в поглощающем горизонте. Решение: Установка изоляционного моста производится по колонне бурильных труб. 1. Определяем расстояние проникновения цементного раствора в пласт от оси скважины (расстояние доставки), м: ![]() 2. Объём тампонажной смеси для установки моста сложится из трех объёмов: I. Объёма тампонажной смеси в интервале открытого ствола: ![]() II. Объёма тампонажной смеси проникшей в поглощающий горизонт: ![]() где r0 – радиус скважины, м ![]() тогда: ![]() III. Объём тампонажной смеси в бурильных трубах: ![]() где Dвн = 0,1086 м – внутренний диаметр бурильных труб. hц = 15 м – высота цементного раствора оставшегося в бурильных трубах, м тогда: ![]() Общий объём тампонажной смеси равен: ![]() 3. Определяем глубину установки открытого конца бурильных труб. ![]() 4. Определяем объём продавочной жидкости: Vпр = Hпр ∙ Fтр, ![]() тогда: ![]() ![]() ![]() тогда: Vпр = 1367,33 ∙ 0,00926 = 12,67 м3 Расчет необходимого времени загустевания цементного раствора Тзаг должен соответствовать условию: Тзаг > Т1 + Т2 + Т3 + 1,5 (Т4 + Т5 + Т6) + 1,2Т7 где Т1, Т2, Т3 – затраты времени соответственно на приготовление, закачивание и продавливание цементного раствора в скважину; Т4, Т5, Т6 – затраты времени на подъём колонны заливочных труб до места срезки моста, на герметизацию устья и производство подготовительных работ по срезке моста; Т7 – затраты времени на срезку моста. Схема установки изоляционного моста по колонне бурильных труб приведена на следующей странице Схема установки изоляционного моста по колонне бурильных труб ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() hст ![]() ![]() ![]() ![]() l0 ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Продавочная жидкость Буровой раствор Цементный раствор – ; – ; – СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Ганджумян Р.А. Инженерные расчеты при бурении глубоких скважин: Справочное пособие / Р.А. Ганджумян, А.Г. Калинин, Б.А. Никитин// -М.: Недра, 2000. – 489 с. 2. Басаргин Ю.М., Булатов А.И., Проселков Ю.М. Осложнения и аварии при бурении нефтяных и газовых скважин; учебное пособие для вузов. ООО «Недра – Бизнесцентр» – М. 2000 – 677 с. 3. Предеин А.П. Осложнения и аварии при строительстве нефтяных и газовых скважин/А.П. Предеин – Пермь: Издательство Перм. нац. исслед.политехн. ун-та, 2014. – 381 с. 4. Инструкция по расчёту бурильных колонн, взамен РД 39-0147014-502-85-М. ВНИИБТНефть, 1997. |