Курсовая бурение. Курсовой проект по дисциплине Бурение нефтяных и газовых скважин на шельфе

• Название: Курсовой проект по дисциплине Бурение нефтяных и газовых скважин на шельфе
• Анкор: Курсовая бурение
• Дата: 27.05.2021
• Размер: 429.63 Kb.
• Имя файла: Otchet (2).docx
• Тип: Курсовой проект; #210546
• страница: 10 из 10

СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Освоение скважины – важный этап при подготовке ее к эксплуатации. От вида и качества проведенных работ при освоении в значительной степени будет зависеть степень гидродинамической связи скважин с пластом, качественная и количественная характеристики профиля притока в скважину, длительность работы скважины без осложнений, надежность функционирования конструкции забоя скважины, надежность и долговечность самой скважины. Выбор технологии освоения скважины должен тесно увязываться с геолого-физической характеристикой пласта, с фильтрационным и напряженным состоянием призабойной зоны. Фильтрационное состояние призабойной зоны, как известно, формируется в процессе первичного и вторичного вскрытия продуктивного пласта, существенно изменяется при проведении подземных ремонтов скважин, постепенно изменяется в процессе обычной эксплуатации скважин.

Первичным называется вскрытие продуктивного пласта бурением (разбуривание пласта).

Вторичным называется вскрытие продуктивного пласта перфорацией. Конструкции скважин, в большинстве случаев, предусматривают наличие против продуктивного пласта зацементированной обсадной эксплуатационной колонны. Применением перфораторов создаются отверстия в стенке обсадной колонны, каналы в цементном кольце и в породе пласта для вторичного обеспечения гидродинамической связи скважины с продуктивной толщей пласта.

Принято выделять следующие основные самостоятельные способы вызова из пласта в скважину:

• 
  тартание;
  
• 
  поршневание;
  
• 
  последовательная замена скважинного раствора на рабочие агенты (в том числе пены) меньшей плотности;
  
• 
  компрессорный;
  
• 
  применение скважинных насосов.
  

1. Тартание

Технология тартания заключается в многократном спуске в скважину желонки. Желонка – это длинный цилиндр ограниченного диаметра с тарельчатым клапаном в нижней донной части и скобой сверху. К скобе крепится канат. Пустая желонка на канате опускается на забой. Спускоподъемные операции осуществляются с помощью лебедки или какого-либо другого оборудования. Длина желонки может достигать 15 метров, а наружный диаметр не должен превышать 70 % внутреннего диаметра обсадной колонны. Дальнейшее увеличение диаметра желонки приводит к резкому увеличению гидравлических сопротивлений при спускоподъемных операциях. Тартание следует применять в скважинах, из которых не ожидается фонтанирования, поскольку скважины не имеют колонны НКТ и устьевой арматуры. Тартание является малопроизводительным трудоемким способом, характеризующимся низким коэффициентом полезного действия и относительно высокими энергетическими затратами. Интенсивному износу подвергаются канат, обсадная колонна и собственно желонка. У устья скважины должна находиться специальная емкость, в которую при каждом подъеме сливается содержимое поднятой из скважины желонки. Применяться тартание может в неглубоких скважинах, когда пластовое давление существенно меньше гидростатического. В скважинах с наличием сероводорода применение желонки не допускается.

2. Поршневание

Способ заключается в понижении уровня в скважине при помощи сваба. Сваб – это поршень, снабженный резиновыми манжетами и спускаемый и извлекаемый из скважины на тонком стальном канате. Конструкция сваба может включать обратный клапан. Скважина должна быть оборудована колонной НКТ и устьевой арматурой. Глубина погружения сваба под уровень жидкости зависит от прочности каната, и обычно не превышает 300 метров. Достоинство поршневания – возможность плавного снижения уровня. Основные недостатки способа во многом аналогичны применению желонки.

3. Снижение плотности скважинной жидкости

В принципе последовательную замену можно назвать промывкой скважин, но с той особенностью, что закачиваемый рабочий агент для промывки должен иметь плотность меньшую, чем среда, заполняющая скважину. Последовательная замена является самым распространенным способом вызова притока благодаря своей универсальности и возможности применения в случае, когда пласт сложен плохо сцементированными породами. По правилам безопасности разница в плотностях последовательно закачиваемых агентов не должна превышать 600 кг/м 3. Такая большая разница допустима только в случае хорошо сцементированных пород и очень высокого качества крепления обсадной колонны.

4. Компрессорный способ

Компрессорный способ вызова притока из пласта в скважину находит широкое применение при освоении нефтяных и газовых скважин, эксплуатировать которые планируется фонтанным или газлифтным способами. Компрессорный способ может быть единственным из известных при освоении скважин в зимних условиях, поскольку для вызова притока здесь используется газ (углеводородный, азот, углекислый). Таким образом, нет опасности замерзания используемого рабочего агента. Сущность компрессорного способа заключается в нагнетании в скважину сжатого газа с целью удаления задавочного скважинного агента (однородной жидкости или раствора) для уменьшения величины столба этого агента. При применении компрессорного способа вызова притока скважина должна быть оборудована колонной НКТ и фонтанной арматурой. Газ в скважину, как правило, нагнетается с помощью передвижного компрессора. Колонна НКТ может иметь (может и не иметь) пусковые отверстия или пусковые клапаны.

5. Применение скважинных насосов

Скважины могут быть пробурены на пласты, давление в которых значительно ниже гидростатического. Скважины могут осваиваться после их ремонта, а до ремонта они длительно эксплуатировались механизированным способом. В этих случаях, как правило, на скважинах не ожидается фонтанных проявлений. Вызов притока в таких скважинах можно осуществить насосным способом путем снижения уровня жидкости (уменьшением величины столба жидкости в скважине). Причем может использоваться именно тот насос, которым эта скважина будет в дальнейшем эксплуатироваться. Насос может спускаться на проектную глубину в соответствии с предполагаемым дебитом и положением динамического уровня при эксплуатации скважины на расчетном технологическом режиме работы. Это экономичный способ вызова притока. Однако, его следует применять, если скважина и ее забой предварительно тщательно очищены и не содержат подвижных механических примесей, которые бы осложнили нормальную работу скважинного насоса.

4. ТЕХНИКО-ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ

4.1 Безопасность бурения

Процесс бурения скважины будет проводиться в строгом соответствии с "Инструкциями Госгортехнадзора РФ по ведению буровых работ и предупреждению нефтегазопроявлений"

Нефтегазоводопроявления предупреждаются путём установки противовыбросового оборудования и применения буровых растворов с параметрами, удовлетворяющими требованиям проводки скважин в конкретных геологических условиях.

К обязательным превенторам относятся: универсальный, плашечный и трубный. При аномальных пластовых давления, обязательно устанавливаются перерзывающие превентора.

Запорная арматура, устанавливаемая на выкидной линии, снабжается указателями положения затворов. Нагнетательные трубопроводы, их детали и арматура опрессовываются пробным давлением.

Буровая лебёдка комплектуется прочными металлическими ограждениями, надёжно закрывающими доступ к движущимся частям со всех сторон. Ограждения, устанавливаемые на расстоянии более 35 см от движущихся частей механизмов, выполняются в виде перил. Кроме того, лебёдка снабжается ограничителем допустимой грузоподъёмности, а также надёжным тормозным устройством.

Защита технологического оборудования и электроустановок от атмосферных перенапряжений осуществляется буровой вышкой (стержневой молниеотвод высотой). При размещении буровой, на ровной площадке, практически все привышечные сооружения, имеющие высоту не более 7 м и расположенные в радиусе до 40 м от устья скважин, защищены буровой вышкой от прямого попадания молний.

4.2 Безопасность персонала

Основными мероприятиями по обеспечению безопасности персонала являются обеспечение защиты от воздействия агрессивной внешней среды, последствий возможных аварий и соблюдение охраны труда.

Буровая установка оборудована следующими средствами пожаротушения:

1) двумя пожарными стояками;

2) тремя пожарными рукавами и двумя переводниками;

3) огнетушителями в количестве 6 штук, ящиками с песком (4шт), пожарными щитами, оборудованными лопатами, ломами топорами, баграми, ведрами.

Движущиеся части механизмов (лебедка, насосы, ротор, цепные приводы) во избежание несчастных случаев ограждены предохранительными кожухами и защитными поверхностями.

Смонтированные карабины (на натяжных связях буровой с землёй) для спуска персонала при аварийной ситуации

В целях защиты от поражения рабочих электрическим током осветительная проводка на вышке сделана из изолированного провода с влагостойкой изоляцией. Рабочие, постоянно работающие с электрооборудованием, обеспечиваются диэлектрическими перчатками.

Весь персонал должен находиться на месторождении в специальных защитных костюмах и касках.

4.3 Экологическая безопасность

С целью предотвращения загрязнения водоемов, пресных подпочвенных вод буровым раствором, нефтью, химическими реактивами, перетоков и открытых выбросов необходимо соблюдение требований действующих законодательств о земле, воде, лесах, недрах.

Охрану окружающей среды намечается обеспечить при соблюдении следующих мероприятий:

1. С целью охраны животного мира ставится ограждение шламового и водяного амбаров. При бурении скважины используется высококачественный глинистый раствор, обработанный химическими реагентами, позволяющими исключить применение нефти для обработки раствора. Очистка бурового раствора от шлама производится с использованием трёх ступенчатой системы очистки.

2. Сыпучие материалы и химические реагенты должны храниться в закрытых помещениях, возвышающихся над уровнем земли, с гидроизолированным настилом и снабжённых навесом.

3. Дозировку химреагентов производится только в специально оборудованных местах, исключающих попадание их в почву и водные объекты.

4. НГВП предупреждаются путём установки противовыбросового оборудования и применения буровых растворов с параметрами, удовлетворяющими требованиям проводки скважин в конкретных геологических условиях.

5. Крепление ствола скважины производится в соответствии с действующими руководящими документами, при этом обеспечивается надёжная изоляция нефтеносных, газоносных и водоносных горизонтов друг от друга и герметичность обсадных колонн.

6. В процессе бурения производится постоянный контроль за герметичностью циркуляционной системы буровой установки, обвязки ёмкостей для хранения ГСМ.

7. Сбор бытовых отходов производится в мусоросборники (металлические контейнеры – 3 шт.), которые устанавливаются рядом с кухней-столовой и вывозятся по мере их наполнения. Жидкие отходы от кухни-столовой, вагон-душевой и туалета накапливаются в выгребных ямах, которые после окончания строительства скважин куста засыпаются грунтом.

8. Перетаскивание бурового оборудования при монтаже и демонтаже про­изводить на специальных тележках по трассам шириной не более 15 м. В слу­чае нарушения почвенного слоя трассы перетаскивания произвести их плани­ровку;

9. С целью нанесения минимума ущерба прилегающим сельско­хозяйственным угодьям использовать подъездные пути, только согласно утвержденной схемы;

10. Перед началом монтажа буровой установки необходимо снять почвен­ный слой глубиной до 20 см на всей площади строительства, перевезти его на расстояние 75 м, уложить в виде вала для хранения до окончания работ;

11. Произвести планировку территории строительства буровой с уклоном, направленным в сторону, противоположную береговой линии водоема, оврага;

12. С целью недопущения порчи и загрязнения прилегающей территории сельскохозяйственных угодий производить обваловку земельного отвода;

13. Все буровое оборудование, шламовые амбары, ГСМ и дополнительное оборудование располагать только на территории земельного отвода;

14. Котлованы для сброса шлама и воды цементировать слоем 10-15 см;

15. Запасной глинистый раствор и химические реагенты хранить только в за­крытых емкостях на специальной площадке;

16. Категорически запрещается слив использованного бурового раствора, химических реагентов, промышленных сточных вод в открытые водные бассейны;

17. Для сохранения запасов поверхностных вод внедрить оборотное водоснабжение при бурении скважин по замкнутому циклу скважина-отстойник;

18. Буровые сточные воды по водоотводным канавам собираются в котлованах-ловушках, вырытых на площадке буровой. Дно и стенки котлована покрываются уплотненным недренирующим грунтом. Котлован разделяется зем­ляным валом на две половины. В первой отстаиваются взвешенные частицы и примеси нефти. Отстоявшуюся нефть собирают специальными скребками и сжигают в местах, согласованных с Госпожнадзором. Отстоявшийся раствор по трубе поступает во вторую половину котлована, где происходит дальнейшее осаждение взвешенных частиц и испарение части жидкости;

19. Процесс бурения скважины будет проводиться в строгом соответствии с "Инструкциями Госгортехнадзора РФ по ведению буровых работ и предупреж­дению нефтегазопроявлений" [10].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В рамках выполнения курсового проекта был разработан проект бурения вертикальной скважины на Приобском нефтяном месторождении в Ханты-Мансийском крае. Была изучена геология и литология месторождения, физические и химические свойства нефти. На полученных данных была выбрана конструкция скважин, состоящая из пяти обсадных колонн – направление, кондуктор, две технологические колонны и хвостовик. Бурение производится роторным способом с использованием трехшарошечных и двухшарошечных долот буровой установкой БУ 5000/320-БМЧ. Для бурения используется пять типов буровых растворов различной плотности, их выбор обоснован породами, залегающими в интервалах бурения. По окончании бурения, проводят вторичное вскрытие пласта гидропескоструйным перфоратором. Освоение скважины производится с помощью уменьшения плотности бурового раствора. В специальной части рассмотрены основные способы освоения эксплуатационных скважин.

В ходе выполнения данного курсового проекта были закреплены знания, полученные при изучении теоретического курса «Бурение нефтяных и газовых скважин на шельфе», приобретены навыки работы со специальной и технической литературой при решении конкретных инженерных задач [12].

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. 
   Строительство скважин: Методические указания для практических занятий / Санкт-Петербургский горный университет. Сост.: Е.Л. Леушева, М.В. Нуцкова. – СПб, 2019. – 41 с.
   
2. 
   ГОСТ 632-80. Трубы обсадные и муфты к ним. Технические условия. – Введ. 1983. – 01.01. – М.: Стандартинформ, 2010. – 75 с.
   
3. 
   ГОСТ 20692-2003. Долота шарошечные. Технические условия. – Введ. 2004. – 30.06. – М.: Издательство стандартов, 2003. – 8 с.
   
4. 
   Ганджумян Р.А., Калинин. А.Г., Сердюк Н.И. Расчеты в бурении/Справочное пособие / Под ред. Калинина А.Г. – М.: РГРУ, 2007. – 668 с.
   
5. 
   ГОСТ 20692-2003. Долота шарошечные. Технические условия. – Введ. 2004. – 30.06. – М.: Издательство стандартов, 2003. – 8 с.
   
6. 
   ГОСТ 24328-80. Шнеки буровые и долота лопастные к ним. Типы и основные размеры. – Введ. 1980. – 17.10. – М.: Издательство стандартов, 2015. – 6 с.
   
7. 
   ГОСТ 26474-85. Долота и головки бурильные алмазные и оснащенные сверхтвердыми композиционными материалами. Типы и основные размеры. . – Введ. 1985. – 07.06. – М.: Издательство стандартов, 2015. – 6 с.
   
8. 
   СТ СЭВ 1385-78. Трубы бурильные утяжеленные. – Введ. 1984. – 01.01.- М.: Издательство стандартов, 2013. – 10 с.
   
9. 
   ГОСТ 631-75. Трубы бурильные с высаженными концами и муфты к ним. – Введ. 1977. – 01.01.- М.: Издательство стандартов, 2018. – 23 с.
   
10. 
    ГОСТ 16293-89. Установки буровые комплектные для эксплуатационного и глубокого разведочного бурения. Основные параметры. – Введ. 1990. – 01.01.- М.: Издательство стандартов, 2018. – 3 с.
    
11. 
    Михайлов Ф.Н., Парийский Ю.М. Основы безопасности труда при бурении нефтяных и газовых скважин: учебное пособие. - СПб: СПГГИ, 1999. -48 с.
    
12. 
    Мордвинов А.А. Освоение эксплуатационных скважин: Учебное пособие. – Ухта: УГТУ, 2004. – 107 с.