МУ ПР ОНГМ-22. Методические указания к практическим занятиям по дисциплине Освоение нефтяных и газовых месторождений Шымкент 2021г
 Скачать 0.99 Mb.
|
|
Тема: Оборудование и инструмент для ремонта скважин Цель работы: Расчет талевой системы на прочность Задача: а) произвести расчет талевого каната d=26мм на прочность; б) произвести проверочный расчет талевого каната d=26мм на прочность. Примечание: СПО производится с оснасткой талевого каната системы 3х4 Исходные данные:
β = 1,03 – коэффициент, учитывающий трение каната о шкивы и в подшипниках шкивов; ρм= 7850кг/см3 плотность материала труб; qбт =21,2 кг- вес 1 погонного метра бурильной трубы d=89мм lубт=25м длина УБТ; qубт=63 кг- вес 1 п.м УБТ; К=1,3 – коэффициент, учитывающий затяжки кол ; υ= 0,19м/с,- скорость спуска и подъема крюка; t =1,2сек– время разгона и торможения; Рразр=331,5 кН, -разрывное усилие каната; Ек=1,25*105 – модуль упругости каната; σр=1600 МПа –временное сопротивление разрыву; Ход работы 1.Определяем коэффициент запаса прочности талевого каната  2. Определяем усилие на талевом канате во время спуска и подъема колонны бурильных труб  кН.3.Натяжение ходового талевого каната определяем по формуле:  кН,где  - число рабочих струн оснастки талевой системыРкр – максимальная нагрузка на крюке, кН. Р1тк –наибольшее тяговое усилие на набегающем конце талевого каната на 1 скорости для подъемника ЛПТ-8 (0,85 кН) η –КПД талевой системы (зависит от числа шкивов кронблока и талевого блока) (0,85) 4. Определяем максимальную нагрузку на крюк с учетом облегчения веса бурильных труб в буровом растворе  кН.5. Определяем вес колонны бурильных труб  кг.6. Находим динамическую нагрузку в ходовом конце каната:  кН.7. Произведем проверочный расчет талево гоканата на прочность  МПа.8. Находим напряжение при растяжении  МПа.9. Определяем напряжение при изгибе талевого каната:  МПа10. Определяем коэффициент запаса прочности талевого каната  Если К получится не менее 3, то этого достаточно для безопасной работы талевого каната. В выводе следует дать анализ расчета прочности талевого каната и сравнить результат основного и проверочного расчетов. Практическая работа №3 Борьба с образованием песчаных пробок в скважинах В процессе эксплуатации нефтяных скважин в стволе образуются песчаные пробки, которые в ряде случаев доходят до интервалов перфорации эксплуатационной колонны и приводят к снижению дебита, а в ряде случаев к полному прекращению поступления жидкости из пласта. Особенно интенсивно процесс образования песчаных пробок происходит на месторождениях нефти, продуктивные горизонты которых представлены слабосцементированными песчаниками и глино-песчанистыми горными породами. Необходимость промывки песчаных пробок создает проблемы технического характера, связанные с необходимостью проведения монтажно-демонтажных работ, а также с необходимостью применения специального оборудования для промывки ствола скважины. Кроме этого, процесс образования пробок и последующие работы по их ликвидации приводят к снижению добычи нефти и снижают экономическую эффективность добычи нефти скважинными штанговыми насосами. Один из способов очистки обсаженного ствола скважины от песчаных пробок - с помощью беструбных гидробуров. Борьба с образованием песчаных пробок - одна из старейших проблем нефтяной промышленности. Песок (частицы породы) выносится из пласта в ствол скважины в результате разрушения пород, обычно рыхлых, слабо-сцементированных, под воздействием фильтрационного напора при определенной скорости фильтрации или градиенте давления. Вынос песка из пласта приводит к нарушению устойчивости пород в призабойной зоне, к обвалу пород и, как следствие, к деформациям (смятиям) эксплуатационных колонн и нередко к выходу из строя скважин. Песок, поступающий в скважину, осаждаясь на забое, образует пробку, которая существенно снижает текущий дебит скважины. Удаление пробки с забоя требует трудоемких ремонтных работ и связано с неизбежными потерями добычи нефти. Песок, выносимый из пласта, приводит также к усиленному износу эксплуатационного оборудования. Существующие методы борьбы с пробкообразованием можно разделить на три группы: 1) предотвращение поступления песка в скважину; 2) вынос песка с забоя на поверхность и приспособление оборудования к работе в пескопроявляющих скважинах; 3) ликвидация песчаных пробок. Тема: Ремонт скважины связанный с очисткой забоя от песчаных пробок Цель: Гидравлический расчет промывки скважины для удаления песчаной пробки. Задача: Определить потери напора на гидравлическое сопротивление при движении жидкости в затрубном пространстве между трубами. Примечание: Промывка обратная, используется установка УН1Т-100х200 Исходные данные:
dв – внутренний диаметр НКТ, м; λ =0,034– коэффициент трения при движении воды в трубах; φ =1,2 –коэффициент, учитывающий увеличение гидравлических потерь напора в связи с содержанием песка в жидкости ; Dв –внутренний диаметр эксплуатационной колонны; m =0,3 -пористость песчаной пробки; ρп = 2600 кг/м3 –плотность зерен песка; ρж=1000 кг/м3 –плотность промывочной жидкости; vкр=9,5 см/сек –скорость свободного падения песчинок в воде. Ход работы 1.Определяем потери напора на гидравлическое сопротивление при движении жидкости в затрубном пространстве между эксплуатационной колонной и НКТ  м.2.Определяем потери напора на гидравлическое сопротивление при движении смеси жидкости с песком в трубном пространстве НКТ  м.3. Определяем потери напора на уравновешивание разности плотностей жидкости в трубах и затрубном пространстве для этого сначала определим площади сечения труб : Эксплуатационной трубы:  м2.НКТ:  м2.Тогда:  м.В выводе следует показать из каких потерь слагаются общие потери напора Примечания: Таблица 1
Практическая работа №4 До проведения КРС в скважине проводят исследования и обследования. Исследования проводят с целью установления интенсивности притока посторонних вод в скважину через фильтровую зону, т. е. из продуктивного пласта, в зависимости от забойного давления, с целью определения характера притока жидкостей или газов через нарушения в обсадной колонне, с целью определения технического состояния обсадной колонны, а также цемента за колонной. Скважину исследуют также для: Выявления и выделения интервалов негерметичности в обсадной колонне и цемента за колонной. Для изучения гидродинамических и температурных условий ремонтируемого участка. Для выявления положения муфт обсадной колонны, интервалов перфорации, положения искусственного забоя, для определения положения инструмента, спущенного для ремонтных операций. Для определения качества промежуточных операций и ремонта в целом Перед началом ремонта необходимо остановить скважину, замерить затрубное давление и давление на устье скважины. Затем открыть выкидную линию и из межколонного пространства уменьшить давление до атмосферного или до некоторого значения. Закрыть выкидную линию и определить время восстановления давления в этом пространстве от атмосферного до первоначального значения. После этого следует заглушить скважину и следить за изменением давления. Если в этот момент будет проявление между колоннами и в затрубном пространстве, то это укажет на наличие негерметичности в колонне. Место положения каналов утечек пластовой жидкости и газов определяют геофизическими методами исследования (дебитомером, электротермометром). Данные исследования используются также при выборе композиции тампонажных материалов, которые реагируют на температурные изменения в скважине и в пласте. От этих изменений зависит срок схватывания тампонажных материалов. Обследование скважины Обследование скважин проводят после установления герметичности колонной головки с целью определения глубины забоя, уровня жидкости, проверки состояния эксплуатационной колонны, ствола скважины, наличия в ней дефектов, аварийного оборудования и посторонних предметов. Обследуют скважину печатями, которые могут опускать на трубах или на канате. Печать состоит из корпуса, стакана и оболочки (свинцовой, гудронной или алюминиевой), которая наплавляется на стакан. Печать опускают на бурильных трубах или на НКТ, с промером длины спускаемых труб. Когда печать достигает верхнего конца аварийного инструмента, то весом труб печать создаёт нажим. На оболочке получается отпечаток, по которому судят о характере смятия колонны или оставленного в скважине постороннего предмета. По количеству спущенных труб определяется глубина нахождения аварийного инструмента. Скважину обследуют для того, чтобы: а) установить место и характер смятия, слома или продольного разрыва эксплуатационной колонны; б) определить местоположение и состояние труб, оборудования, различных приспособлений, а также посторонних предметов в стволе скважины; в) выявить в скважине песчаные и цементные пробки, а также различные отложения на стенках эксплуатационной колонны; г) проверить состояние фильтра скважины. Обследование начинают с проверки состояния эксплуатационной колонны и ствола скважины при помощи шаблона. Он представляет собой металлический цилиндр, нижняя поверхность которого покрыта слоем свинца толщиной 15 мм. На боковой поверхности шаблона имеется желоб, заливаемый свинцом. Желоб предотвращает заклинивание шаблона при попадании на него мелких металлических предметов. Через шаблон проходит сквозное промывочное отверстие. Диаметр шаблона соответствует диаметру эксплуатационной колонны (табл. 1). Таблица 1
Шаблон на бурильных или насосно-компрессорных трубах медленно спускают в скважину, обязательно наблюдая за нагрузкой по индикатору веса. Если шаблон останавливается на какой-либо глубине и под нагрузкой (2-3 деления по индикатору веса) вниз не проходит, его поднимают из скважины. В зависимости от состояния залитой свинцом поверхности шаблона составляют план дальнейшего обследования. Тема: Обследование и исследование скважин Цель: Определение снижения давления на продуктивный пласт после подъема промывочных труб Задача: Рассчитать снижение давления на продуктивный пласт после подъема промывочных труб Исходные данные:
М1-масса колонны НКТ, ǿ114мм, кг М2 -масса колонны НКТ, ǿ73мм, кг Dвн–внутренний диаметр эксплуатационной колонны l =8 м -длина одной трубы ρ= 7850 кг/м3 - плотность стали труб Ход работы 1.Определяем массу поднятой из скважины колонны промывочных труб  кг.2.Определяем массу колонны НКТ D=114 мм  кг.3. Определяем массу колонны НКТ D=73 мм  кг.4. Определяем объем промывочных труб  м3.5. Определяем максимальное давление при закачке нефти (когда в бурильных трубах нефть, а за бурильными трубами находится буровой раствор)  МПа6. Определяем площадь внутреннего сечения обсадной трубы  м2.7. Определяем понижение уровня бурового раствора в обсадной колонне  8. Определяем снижение давления на забой скважины  МПа9. Определяем гидростатическое давление бурового раствора на забой скважины перед подъемом НКТ:  МПа10. Определяем гидростатическое давление бурового раствора в кольцевом зазоре на забой скважины перед подъемом НКТ:  МПаВ выводе следует дать анализ почему происходит снижение давления и каково оно.
Практическая работа №5 Тема: Ремонтно-исправительные работы Цель: Произвести расчет установки пакера, спускаемого на НКТ для проведения гидравлического разрыва пласта. Подобрать при необходимости якорь. Задача: Рассчитать вес колонны НКТ, давление при котором пакер будет находиться в равновесии и подобрать, при необходимости якорь. Примечание: используется установка УН1Т-100х200 Исходные данные:
dв – внутренний диаметр НКТ, м(см. Приложение); λ– коэффициент гидравлического сопротивления (см. Приложение); Dв –внутренний диаметр эксплуатационной колонны (см. Приложение);; l =8 м -длина одной трубы ρ=1000, кг/м3 - плотность воды в скважине σТ =15*103 Н -сила трения пакера о стенки обсадной колонны (принимается в пределах 13*103-17*103 Н), m -масса 1п.м НКТ, кг (см. Приложение); m’м- масса муфты НКТ, кг (см. Приложение); Ход работы 1. Определяем вес колонны НКТ мм  кг. 2. Определяем давление при котором пакер будет находиться в равновесии с учетом потери напора при движении жидкости в НКТ, Н/м2  3.Так как полученное давление меньше предполагаемого давления разрыва, то необходимо вместе с пакером спустить якорь. Определим усилие, необходимое для удержания якоря в равновесии  (Н)Выбираем тип якоря (см. Приложение) В выводе следует проанализировать процесс ГРП и обосновать необходимость установки якоря Приложения: Таблица 1
Таблица 2 Коэффициент гидравлического сопротивления
Таблица 3 Технические характеристики якорей
Практическая работа №6 Тема: Изоляционные и возвратные работы Цель: Определение наибольшей глубины спуска трехступенчатой колонны заливочных труб, составленной из НКТ, различного диаметра и изготовленных из разных марок стали. Задача: Рассчитать глубину спуска трехступенчатой колонны заливочных труб, составленной из НКТ, различного диаметра и изготовленных из разных марок стали. Исходные данные
|
Диаметр НКТ