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.
Формат файла
Имя файла	Otchet (2).docx
Тип	Курсовой проект #210546
страница	6 из 10

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

2.3 Обоснование выбора способа бурения скважины

В соответствии с геологическим заданием, геолого-техническими условиями бурения и разработанной конструкцией скважины выбирается оптимальный способ бурения разных интервалов скважины. Способ бурения выбирают с учетом особенностей и условий проходки скважин, а так же с учетом опыта бурения на данном месторождении. При отсутствии таких показателей выбор способа бурения обосновывается с учетом геолого-технических условий, глубины, профиля и конструкции скважин. В таблице 12 приведены некоторые рекомендации [4].

Таблица 12. Рекомендации по выбору способа бурения скважины

Исходная информация	Способ бурения
Исходная информация	Роторный	ГЗД	Электробуром
Глубина Н, м:
≤3500	+	+	+
3500-4200	+	-	+
>4200	+	-	-
Забойная температура Т_заб, ^оС:
<140	+	+	+
>140	+	-	-
Профиль ствола скважины:
Вертикальный	+	+	+
Наклонно направленный, горизонтальный	-	+	+
Тип циркулирующего агента:
-Буровой раствор плотностью, кг/м³
≤1700-1800	+	+	+
≥1700-1800	+	-	+
-Степень аэрации
Высокая	+	-	+
Низкая	+	+	+
Газы, пена	+	-	-
Примечание. Знаки «+» и «–» соответствуют рекомендуемым и не рекомендуемым областям применения.

Исходя из данных, представленных в таблицах 4 и 8, можно сделать вывод, что для бурения данной скважины наиболее подходящим способом бурения будет роторное, так как глубина скважины не превышаем 3500 м и имеет вертикальный профиль, максимальная плотность буровых растворов при бурении интервалов составляет более 1800 кг/м³. Влияние температуры на забое в таком случае мы можем не учитывать.

2.4 Выбор породоразрушающего инструмента

Выбор типа породоразрушающего инструмента (ПРИ) базируется на информации о физико-механических свойствах пород, анализе условий литологического строения конкретного разреза и разделении его на интервалы одинаковой буримости, а также выполняемых задач (бурение, проработка, разбуривание цементного стакана, вырезание окна в обсадной колонне, отбор керна и т.п.). При отсутствии необходимых промысловых данных для ориентировочного выбора можно воспользоваться рекомендуемыми областями применения отечественных долот различной конструкции в соответствии с категориями твердости и абразивности горных пород, приведенными в таблице 13.

Таблица 13. Рекомендации по выбору типа породоразрушающего инструмента в зависимости от категории горных пород

Тип долота	Породоразрушающий инструмент¹
Тип долота	Шарошечный	2-х и 3-х лопастной	Многолопастной твердосплавной	Алмазный
М	II-III/II-III	I-II/I-II	I-II/I-II	II-III/I-II
МЗ	III-IV/IV-V	-	-	-
МС	III-IV/III-IV	II-III/I-II	III-IV/I-II	III-IV/II-III
МСЗ	IV-V/V-VI	-	-	-
С	III-IV/IV-V	-	IV-V/II-III	IV-V/II-III
СЗ	IV/IV-V	-	-	-
СТ	V-VI/IV-V	-	V-VI/II-III	V-VI/III-IV
Т	V-VI/IV-V	-	VI-VII/III-IV	VI-VII/III-IV
ТЗ	VI-VII/V-VI	-	-	-
ТК	V-VI/V-VI	-	-	-
ТКЗ	VI-VII/VI-VII
К	VI-VII/VII-VIII
ОК	VII-VIII/VIII-IX
¹ В числителе - категория твердости пород, в знаменателе - абразивности.

При неоднозначном выборе типа ПРИ данную задачу предлагается решить с учетом твердости и абразивности пород с помощью специальной классификационной таблицы (рис.2). В ней на основании опыта обобщения опыта отработки долот в различных районах эталонными точками помечены сочетания категорий твердости (Кт) и абразивности (Ка) пород, для разрушения которых наиболее подходят существующие типы шарошечных долот.

С учетом физико-механических свойств горных пород подбирается породоразрушающий инструмент для каждого интервала бурения (табл. 14) в соответствии с ГОСТ 20692-2003 «Долота шарошечные. Технические условия» [5], ГОСТ 24328-80 «Шнеки буровые и долота лопастные к ним. Типы и основные размеры» [6] и ГОСТ 26474-85 «Долота и головки бурильные алмазные и оснащенные сверхтвердыми композиционными материалами. Типы и основные размеры» [7].

Таблица 14. Породоразрушающий инструмент

Интервал, м	Выполняемая задача	Горные породы	Диаметр, мм	Условное обозначение
0 – 275	Бурение	мягкие породы	660,4	III 660.4 М Ц - А
275 – 480	Бурение	мягкие породы	469,9	III 469.9 М Ц - А
480 - 980	Бурение	средней твердости	371,5	III 371.5 С Ц - А
980 – 2200	Бурение	средней твердости	295,3	II 295.3 С Ц - А
2200-2300	Бурение	мягкие породы	222,3	II 222.3 С Ц - А

Рисунок 2 - Классификационная таблица парных соответствий категорий твердости и абразивности пород типам шарошечных долот

2.5 Проектирование режимно-технологических параметров бурения

После принятия решения о способе бурения, типах используемых долот, забойных двигателях и буровых растворах необходимо подобрать осевую нагрузку на долото, частоту его вращения и расход буровых растворов т.е. режим бурения для каждого однородного по условиям буримости интервала скважины.

При отсутствии надежных исходных промысловых данных по отработке долот для конкретных геолого-технических условий бурения скважины целесообразно использовать нормативное задание режимно-технологических параметров и показателей бурения, а процесс оптимизации осуществлять в оперативном режиме на буровой.

Осевая нагрузка на долото:

,

где Р_уд - удельная нагрузка (табл. 15) на единицу диаметра рассматриваемого долота; D_д- диаметр долота для бурения под направление, мм.

Таблица 15. Рекомендуемые значения удельной нагрузки на долото для разрушения горных пород

Горные породы	, кН/мм
Весьма мягкие	< 0,2
Мягкие и среднемягкие, а также мягкие породы с прослойками пород средней твердости и твердых	0,2-0,5
Породы средней твердости с прослойками твердых	0,5-1,0
Твердые породы	1,0-1,5
Крепкие и очень крепкие породы	>1,5

Частоту вращения ротора подбираем из рекомендованных значений для данных параметров по таблице 16.

Таблица 16. Рекомендуемые значения частоты вращения породоразрушающего инструмента

Глубина скважины Н,м	Частота вращения долота, п, мин^-1 для пород:
Глубина скважины Н,м	Устойчивых	неустойчивых
<500	120-180	90-120
500-1500	90-120	60-90
1500-2500	60-120	40-60
2500-4000	40-90	40-60
>4000	40-90	40

Минимально необходимый расход Q_ОЗ из условия нормальной очистки забоя определяется по формуле:

где F_з- площадь забоя, q - удельный расход жидкости, необходимый для удовлетворительной очистки забоя (для бурения турбобуром принимаем

= 0,60 – 0,70 м³/с, при бурении ротором

= 0,50 – 0,60 м³/с).

Расход, обеспечивающий вынос шлама Q_вш должен обеспечивать такую скорость восходящего потока, которая превышает скорость падения твердых частиц, что базируется на данных практики бурения. При бурении на глинистом и минерализованном растворе скорость восходящего потока может быть в пределах V_восх = 0,4-0,7 м/с.

,

Полученные данные представлены в виде таблице 17.

Таблица17. Режимно-технологические параметры бурения и характеристики используемого бурового насоса

Интервал, м	Колонна	Нагрузка на долото, Р_д,кН	Частота вращения долота, п, мин^-1	Расход промывочной жидкости, Q_вш, л/с
0 – 275	Направление	132,08	80	108,6
275 – 480	Кондуктор	140,97	60	55,0
480 - 920	Промежуточная	185,75	90	34,4
920 – 2200	Промежуточная	177,18	180	21,7
2200-2300	Хвостовик	88,92	120	11,2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10