курсовая. Курсовой проект по дисциплине Технология бурения нефтяных и газовых скважин

• Название: Курсовой проект по дисциплине Технология бурения нефтяных и газовых скважин
• Анкор: курсовая
• Дата: 25.05.2022
• Размер: 357.89 Kb.
• Имя файла: kursovoy.docx
• Тип: Курсовой проект; #548134

_{МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ}

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«УДМУРТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт нефти и газа им. М.С. Гуцериева

Кафедра «Бурение нефтяных и газовых скважин»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине «Технология бурения нефтяных и газовых

скважин»
на тему: «Строительство наклонно-направленной скважины на

самотлорском месторождении»

Работу выполнил:

студент группы ЗСВПБ-21.03.01-44(К)Б А.А. Изибаев
Руководитель:

к.т.н., доцент С. И. Сафронов

Ижевск - 2018 г.

С одержание:

ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………..…….……... 4

1. ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ ………………....………. ……..….…...6

   1. 
      СТРАТИГРАФИЯ……………………………………………….......……. 10
      

   2. ТЕКТОНИКА ………………………….……………… …….……..….…12

   3. ЛИТОЛОГО–СТРАТИГРАФИЧЕСКАЯ XAPAKTEPИCTИKA

PAЗPEЗA CKBAЖИH………………………………………….….…..…...14

4. HEФTEГAЗOBOДOHOCHOCTЬ ПO PAЗPEЗУ CKBAЖИHЫ……...…16

5. ФИЗИKO-MEXAHИЧECKИE CBOЙCTBA ГOPHЫX ПOPOД

ПO PAЗPEЗУ CKBAЖИHЫ………………………………………..….….19

6. ОБОСНОВАНИЕ ГРАДИЕНТОВ ГИДРОРАЗРЫВА ПОРОД ГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЗРЕЗА СЕВЕРНОЙ ТЕРРИТОРИИ САМОТЛОРСКОГО НЕФТЯНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ……………..20

7. BOЗMOЖHЫE OCЛOЖHEHИЯ ПO PAЗPEЗУ CKBAЖИHЫ……..….27

8. ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ………………………………....30

9. PAБOTЫ ПO OCBOEHИЮ CKBAЖИHЫ. CBEДEHИЯ ПO ЭKCПЛУATAЦИИ……………………………………………...…………36

2. 
   ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
   
   1. 
      КОНСТРУКЦИИ СКВАЖИНЫ………………………………….……….40
      
   2. 
      ПPOФИЛЬ CTBOЛA CKBAЖИHЫ………………….……………..…….43
      
3. 
   БУРОВЫЕ РАСТВОРЫ
   
   1. 
      ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ…………………………………………......…50
      

2. 
   ОБОСНОВАНИЕ ПЛОТНОСТИ ПРИМЕНЯЕМЫХ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ…………………………………………………………….52
   
3. 
   ТРЕБОВАНИЯ К БУРОВОМУ РАСТВОРУ ДЛЯ БУРЕНИЯ ПОД НАПРАВЛЕНИЕ И КОНДУКТОР. ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ…...…………………………………………………………..52
   
4. 
   ТРЕБОВАНИЯ К БУРОВОМУ РАСТВОРУ ДЛЯ БУРЕНИЯ ПОД ЭКСПЛУАТАЦИОННУЮ КОЛОННУ. ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ…………………………………………………………..…...54
   
5. 
   ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К БУРОВОМУ РАСТВОРУ ДЛЯ ПЕРВИЧНОГО ВСКРЫТИЯ ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ……………………………………………………….…..…..55
   
6. 
   КОНТРОЛЬ ПАРАМЕТРОВ БУРОВОГО РАСТВОРА………………..…………………………………………......69
   
7. 
   ОЧИСТКА БУРОВОГО РАСТВОРА ОТ ВЫБУРЕННОЙ
   

ПОРОДЫ ПО АМБАРНОЙ ТЕХНОЛОГИИ БУРЕНИЯ……….….…..70

8. 
   ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ
   

С ХИМИЧЕСКИМИ РЕАГЕНТАМИ …...…………………….……….74

2. 
   УГЛУБЛEHИE CKBAЖИHЫ
   
   1. 
      ОБОСНОВАНИЕ ДИАМЕТРОВ ДОЛОТ.
      

РАСЧЕЬ УБТ И БУРЛЬНОЙ КОЛОННЫ……………………..….…..75

2. 
   СПОСОБЫ, РЕЖИМЫ БУРЕНИЯ. КНБК. БУРИЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРОМЫВОК…….78
   

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………….…87




ВВЕДЕНИЕ
Таблица 1.1

CBEДEHИЯ O PAЙOHE БУPOBЫX PAБOT

Наименование	Значение (текст, название, величина)
1	2
1. Площадь (месторождение)	Северная территория Самотлорского месторождения
2. Блок (номер и/или название)
3. Административное расположение республика область (край) район	Российская Федерация тюменская Нижневартовский
4. Год ввода площади в бурение	1969
5. Год ввода площади (месторождения) в эксплуатацию	1969
6. Температура воздуха, градус среднегодовая наибольшая летняя наименьшая зимняя	- 3,5 + 30 - 50
7. Среднегодовое количество осадков, мм	580
8. Максимальная глубина промерзания грунта, м	1,7
9. Продолжительность отопительного сезона в году, сутки	264
10. Продолжительность зимнего периода в году, сутки	264
11. Азимут преобладающего направления ветра, градус	123
12. Наибольшая скорость ветра, м/с	21
13. Метеорологический пояс (при работе в море)	-
14. Количество штормовых дней (при работе на море)	-
15. Интервал залегания многолетнемёрзлой породы, м кровля подошва	140 200

Таблица 1.2

OCHOBHЫE ПPOEKTHЫE ДAHHЫE

Наименование данных	Значение
1	2
1. Номер района строительства скважины	5А
2. Номера скважин, строящихся по данному проекту	Куст № 325 Б скважины: № № 51004; 50818; 50812; 50822.
3. Площадь (месторождение)	Cеверная территория Самотлорского месторождения
4. Расположение (суша, море)	Суша
5. Глубина моря на точке бурения, м	-
6. Цель бурения и назначение скважины	эксплуатация добыча нефти, нагнетание воды в пласты
7. Проектный горизонт	Пласты группы ЮВ; шифр: ЮВ1
8. Проектная глубина, м по вертикали по стволу	2530 2789
9. Число объектов испытания в колонне в открытом стволе	- -
10. Вид скважины (вертикальная, наклонно-направленная)	наклонно-направленная
11. Тип профиля	трехинтервальный
12. Азимут бурения, градус
13. Максимальный зенитный угол, градус	 45,0 до глубины установки ГНО; = 19-21 при входе в кровлю пласта ЮВ 1.
14. Максимальная интенсивность изменения зенитного угла, град/10м	 2,0 до интервала установки ГНО;  0,3 в интервале установки ГНО;  2,5 ниже установки ГНО.
15. Глубина по вертикали кровли продуктивного (базисного) пласта, м	2470
16. Отклонение от вертикали точки входа в кровлю продуктивного (базисного) пласта, м	1110,0

П родолжение таблицы 1.2

1	2
17. Допустимое отклонение заданной точки входа в кровлю продуктивного (базисного) пласта от проектного положения (радиус круга допуска), м	30
18. Категория скважины	третья
19. Металлоемкость конструкции, кг/м	53,00
20. Способ бурения	Турбинно-роторный
21. Вид привода	Электрический
22. Вид монтажа (первичный, повторный)	Повторный, передвижка на 5, 10, 15 м
23. Тип буровой установки	БУ-3000 ЭУК -1М
24. Тип вышки	ВМР-45/200У
25. Наличие механизмов АСП (да, нет)	Нет
26. Номер основного комплекта бурового оборудования	25
27. Максимальная масса колонны, тн обсадной бурильной суммарная (при спуске секциями)	85,9 92,5 -
28. Тип установки для испытаний	А-50 (А-60/80)
29. Продолжительность цикла строительства скважины, сутки при повторном монтаже (неблочный способ) при передвижке на 5м при передвижке на 15м в том числе: строительно-монтажные работы при повторном монтаже при передвижке на 5м при передвижке на 15м подготовительные работы к бурению: при повторном монтаже при передвижке на 5м при передвижке на 15м бурение и крепление - освоение 30. Проектная скорость бурения, м/ст. месяц	77,1 38,0 38,6 37,0 0,7 1,3 4,0 1,2 1,2 24,0 12,1 3500

Таблица 1.3
OБЩИE CBEДEHИЯ O KOHCTPУKЦИИ CKBAЖИHЫ

Название колонны	Диаметр, мм	Интервал спуска, м
		По вертикали		По стволу
		от (верх)	до (низ)	от (верх)	до (низ)
1	2	3	4	5	6
Направление Кондуктор Эксплуатационная	323,9 244,5 168,3	0 0 0	70 850 2530	0 0 0	70 904 2789

1. ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

Рассматриваемая площадь относится к Самотлорскому месторождению и находится в Нижневартовском районе Ханты-Мансийского автономного округа Тюменской области. В непосредственной близости к рассматриваемому месторождению располагаются разрабатываемые: Аганское (с запада), Мало-Черногорское (с северо-востока), Лорьеганское (с востока), Мыхпайское (с юга) месторождения (рис. 1).

Географически район приурочен к водоразделу рек Вах, являющейся судоходной, и Ватинского Егана, правых притоков реки Оби. Рельеф слабопересеченный. Площадь сильно заболочена, отмечаются также многочисленные озера: Самотлор, Кымыл-Эмтор, Белое, Окуневое, Калач, Проточное, Мысовое, Урманное и другие. Многие озера и болота в зимний период не промерзают.

Растительность пред­ставлена смешанными лесами с преобладанием хвойных пород и тальниковыми кустарниками, произрастаю­щими преимущественно по берегам рек и озёр. Климат территории континентальный с прохладным коротким летом и продолжительной холодной зимой. Среднемноголетняя годовая температура воздуха составляет -3,5°С. Наиболее холодный месяц года - февраль (-50°С), самый теплый - июль (+30°С). По характеру выпадаемых атмосферных осадков

описываемая территория относится к районам с избыточным увлажнением. Среднемноголетнее годовое количество осадков составляет 580 мм. Основная их часть (390 мм) выпадает в виде дождей и мокрого снега с июня по ноябрь. Снеговой покров появляется в ноябре, а сходит в конце апреля. Высота его на открытых участках в среднем достигает 33 см, а на залесенных участках может достигать 120 - 160 см. Промерзание почв начинается в конце октября и достигает своего максимума в середине апреля, при этом глубина промерзания достигает на открытых участках до 1,7 м. В середине июля почва полностью оттаивает.

Ближайшие населенные пункты - г. Нижневартовск, г. Мегион, п. Покур, п. Вата и др. Коренное население этого района - русские, ханты и манси.

Основными отраслями хозяйства района являются нефтедобывающая промышленность, геологоразведочные работы на нефть и газ, строительство объектов нефтяной промышленности, лесозаготовки, рыболовство и охота.

В г. Нижневартовске имеется крупный аэропорт, порт речного пароходства и станция железной дороги: Нижневартовск - Сургут - Тобольск - Тюмень.

Непосредственно через площадь проходят нефтепровод и бетонная дорога, связывающая города Нижневартовск, Мегион и Радужный.

Перевозка оборудования и необходимых материалов нефтедобывающих, буровых и других организаций из г. Тюмени осуществляется в основном железной дорогой и водным транспортом. Период навигации длится 5 месяцев (с конца мая до середины октября). Для перевозки срочных грузов используется воздушный транспорт, преимущественно вертолеты и современные грузовые самолеты типа АН-12 и ИЛ-76.




Условные обозначения:

Условные обозначения
- нефтепроводы и станции перекачки;

- центральные товарные марки;

- автодороги с бетонным покрытием;

- железные дороги;

- газоперерабатывающие заводы;

- контуры месторождений нефти.
РИС. 1. ОБЗОРНАЯ КАРТА

СТРАТИГРАФИЯ
В геологическом строении Нижневартовского свода, где расположено Самотлорское месторождение, принимают участие породы доюрского фундамента, мезо-кайнозойских терригенных отложений платформенного чехла. В разрезе последних выделяются юрские, меловые, палеогеновые и четвертичные образования (рис. 2.1).

Юрская система

Породы юрской системы залегают с резким угловым несогласием на породах фундамента и представлены тремя отделами. Нижний, средний отделы сложены континентальными осадками, верхний - морскими.

Тюменская свита (нижняя и средняя юра) представлена неравномерным чередованием аргиллитов, алевролитов и песчаников. Верхняя часть свиты сложена преимущественно аргиллитами и песчаниками. Нижняя - аргиллитами темно-серыми, почти черными с обильными углистыми включениями. Толщина отложений тюменской свиты составляет 220-250 м.

Верхняя юра представлена преимущественно морскими осадками васюганской, георгиевской и баженовской свит. Осадки верхнего отдела образовались в прибрежно-морских условиях.

Васюганская свита (келловей-оксфорд) по литологии делится на две части. Нижняя - сложена аргиллитами темно-серыми, её толщина 25-36 м. Верхняя представлена преимущественно песчаным разрезом и включает в себя горизонт ЮВ. Песчаники и алевролиты серые и светло-серые, часто за счёт примеси глауконита, зеленоватые, мелкозернистые, реже среднезернистые.

Толщина верхней подсвиты васюганской свиты 55-65 м.

Георгиевская свита (киммеридж) представлена аргиллитами темно-серыми, почти черными, слюдистыми с прослоями известняков и включением глауконита. Толщина свиты до 5 метров.

Баженовская свита сложена аргиллитами темно-серыми, почти черными, плотными, битуминозными. Породы баженовской свиты хорошо выдержаны по всему региону и являются отражающим горизонтом "Б". Толщина отложений – от 15 до 25м.

Меловая система

Представлена нижним и верхним отделами, сложенными морскими, прибрежно-морскими и континентальными осадками.

Нижнемеловые отложения представлены на рассматриваемой территории породами мегионской, ванденской, алымской, низов покурской свит.

Ванденская свита подразделяется на две подсвиты. В основании нижней подсвиты залегает пачка аргиллитов, выше - толща переслаивания серых песчаников, алевролитов и аргиллитов. Верхняя часть вартовской свиты на Самотлорском месторождении включает продуктивные пласты AB_2-8. Общая толщина вартовской свиты до 400 – 410 м.

Алымская свита состоит из двух частей. Верхняя подсвита делится на две пачки. Верхняя сложена аргиллитами темно-серыми с частыми тонкими прослоями алевролитов. Нижняя подсвита представлена, в основном, песчаниками, алевролитами и выделяется в разрезе как горизонт АВ₁. На площади продуктивным является горизонт АВ₁. Общая толщина отложений алымской свиты 70-80м.

Покурская свита объединяет осадки аптского, альбского и сеноманского ярусов. Она представлена переслаиванием песчаников с алевролитами и глинами. Вышезалегающая часть разреза меловой системы представлена отложениями её верхнего отдела - преимущественно глинистыми осадками кузнецовской, березовской и ганькинской свит, толщиной 270-290м.

Палеогеновая система

Палеогеновая система состоит в нижней части, в основном, из глин морского происхождения (талицкая, люлинворская, чеганская свиты), мощность которых составляет 300-310м, выше залегают континентальные осадки - переслаивание глин, песков, бурых углей с остатками древесины (атлымская, новомихайловская, журавская свиты). Толщина осадков 220-230м.

Четвертичные отложения - супеси, суглинки, пески, торф залегают на размытой поверхности осадков журавскои свиты, толщина их достигает 125 м.
1.2. Тектоника

В пределах Западно-Сибирской плиты большинство исследователей выделяют три структурно-тектонических этажа.

Нижний - формировался в палеозойское и допалеозойское время и отвечает геосинклинальному этапу развития современной плиты.

Средний этаж объединяет отложения, образовавшиеся в условиях парагеосинклинали, имевший место в пермско-триасовое время.

Верхний, мезо-кайнозойский этаж, типично платформенный, формировался в условиях длительного, устойчивого погружения фундамента.

В региональном тектоническом плане по отражающему сейсмогоризонту "Б" Самотлорское месторождение расположено в центральной части Нижневартовского свода, в пределах Тарховского куполовидного поднятия, которое объединяет Самотлорскую, Мартовскую, Северо-Самотлорскую, Белозерную и Черногорскую структуры III порядка. Все они оконтурены изогипсой - 2350-2475 м и имеют амплитуду порядка 50-100 м. Согласно составленной в 1992 году тектонической карте, мезо-кайнозойского платформенного чехла изучаемый участок (северная территория Самотлорского месторождения) расположен в центральной части Большереченского структурного мыса, осложняющего северо-восточный склон Нижневартовского свода. В более детальном плане участок соответствует зонам сочленения отдельных положительных структур III порядка (Верхне-Черногорская, Большая Черногорская и Сенчинская) и группы Аганских поднятий.

По отражающему горизонту «Б» в центральной части площади вырисовывается структурный выступ субмеридионального простирания, оконтуренный изогипсой -2450 м. Выступ осложнён Сенчинской и Большой Черногорской структурой.

Сенчинское локальное поднятие представляет собой складку субмеридионального простирания, по замыкающей изогипсе-2400; поднятие имеет размеры 4x3 км, амплитуда структуры - 25 м.

На западе площади отмечается серия положительных структур III порядка: (Восточно-Аганская, Малоаганская, Каспаровская), относящихся к группе Аганских. Амплитуда структур, которая не превышает 25-30 м.

В целом Черногорское куполовидное поднятие по замыкающей изогипсе - 2450 м имеет размеры 20x12 км, амплитуда структуры около 75 м.
Таблица 1.2.1.

CTPATИГPAФИЧECKИЙ PAЗPEЗ CKBAЖИHЫ, ЭЛEMEHTЫ ЗАЛЕГАНИЯ И КОЭФФИЦИЕНТ KABEPHOЗHOCTИ ПЛACTOB

Глубина залегания по вертикали, м			Стратиграфическое подразделение			Элементы залегания пласта			Коэффи-циент каверноз-ности в интервале
от (верх)	до (низ)	название		индекс	Угол, град		Азимут, град
1	2	3		4	5		6	7
0	125	Четвертичные отложения		Q	-		-	1,60
125	140	Журавская свита		Р2/3	-		-	1,60
140	240	Новомихайловская свита		Р2/3	-		-	1,45
240	350	Атлымская свита		P1/3	-		-	1,45
350	390	Чеганская свита		P1/3	-		-	1,35
390	560	Люлинворская свита		P2/2	-		-	1,35
560	655	Талицкая свита		Р1	-		-	1,35
655	790	Ганькинская свита		К2	-		-	1,35
790	900	Берёзовская свита		К2	-		-	1,25
900	935	Кузнецовская свита		К2	-		-	1,25
935	1690	Покурская свита		К2+К1	-		-	1,20
1690	1765	Алымская свита		К1	-		-	1,20
1765	2170	Вартовская свита		К1	-		-	1,15
2170	2445	Мегионская свита		К1	-		-	1,15
2445	2465	Баженовская свита		J3	-		-	1,15
2465	2470	Георгиевская свита		J3	-		-	1,10
2470	2530	Васюганская свита		J3	-		-	1,10
ПРИМЕЧАНИЕ: Приведенные в табл. 1.2.1. значения коэффициента кавернозности используются при расчетах потребности цемента для крепления, химреагентов для обработки бурового раствора и при определении объемов отходов бурения.

3. 
   ЛИТОЛОГО–СТРАТИГРАФИЧЕСКАЯ XAPAKTEPИCTИKA PAЗPEЗA CKBAЖИH
   

Таблица 1.3.1.
ЛИТОЛОГИЧЕСКИЙ PAЗPEЗ CKBAЖИHЫ

Индекс стратиграфического подразделения	Интервал по вертикали, м			Стандартное описание горной породы: полное название, характерные признаки (структура, текстура, минеральный состав и т.п.)
	от (верх)	до (низ)
1	2	3	4
Q	0	125	Глины серые, пески желтовато-серые
Р2/3	125	140	Глины серые с прослоями бурых углей, пески серые
P2/3	140	240	Глины зеленовато-серые с прослоями песка и алевролита
P1/3	240	350	Глины диатомовые, алевритистые с прослоями опок
P1/3	350	390	Глины серые, песчанистые
P2/2	390	560	Глины алевристые, опоковидные
P 1	560	655	Глины серые с прослоями алевролитов и глинистых известняков
К2	655	790	Глины серые, известковистые с линзами песков
К2	790	900	Глины зеленовато-серые, с прослоями опок
К2	900	935	Глины зеленовато-серые
К2+ К1	935	1690	Чередование песков, глин, песчаников, алевро-литов, глинистых известняков
К1	1690	1765	Глины аргилитоподобные иногда слабобитуминозные, глиноподобные алевролиты. Аргиллиты серые плотные, песчаники, рыхлые, алевролиты серые слюдистые.
К1	1765	2170	Аргиллиты серые слюдистые, песчаники тёмно-серые, алевролиты серые, крепкие, алевролиты серые
К1	2170	2445	Песчаники серые,крепкие, кварцевые с про-слоями алевролитов серых, плотных. Аргиллиты серые алевролитыстые с включениями растительного детрита
J3	2445	2465	Аргиллиты тёмно-серые с включениями глауконита, битуминозные
J3	2465	2470	Аргиллиты тёмно-серые с включениями глауконита, битуминозные
J3	2470	2530	Песчаники, аргиллиты, аргиллиты битуминозные алевролиты серые с включениями глауконита

3.