Курсовая.Джакавов И.И.. Расчет распределение давления в прямоугольном участке залежи, работающей в условиях естественного водонапорного режима
 Скачать 97.02 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ ФГБОУ ВО «ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Факультет МП Кафедра НГД КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине: «Разработка шельфовых месторождений» на тему: «Расчет распределение давления в прямоугольном участке залежи, работающей в условиях естественного водонапорного режима» Выполнил: Студент 1 курса гр. Г241 Джакавов И.И. Проверил: Курбанов Ш.М. Махачкала 2022 Содержание Введение МОРСКОЕ БУРЕНИЕ (off – shore drilling) - разновидность буровых работ, выполняемых на акваториях Мирового океана и внутренних морей с целью поиска, разведки и разработки нефти, газа и других полезных ископаемых, а также инженерно-геологических изысканий и научных исследований. По глубине скважин морское бурение подразделяют на морское неглубокое бурение (до 500 м ниже уровня дна моря) для поиска твёрдых полезных ископаемых, инженерно-геологических и структурно-картировочных изысканий, научных исследований и т.д. и морское глубоководное бурение преимущественно для поиска и освоения нефтегазовых ресурсов Мирового океана. Морское бурение, выполняемое с целью изучения строения земной коры, может относиться к обоим видам. Специфика проведения этих работ в море обусловлена: окружающей средой, инженерно-геологическими изысканиями, высокой стоимостью, уникальностью технических средств, особенностями производства работ под водой, технологией, организацией строительства, эксплуатация объекта и т.д. Морское бурение осуществляется со стационарных гидротехнических сооружений и плавучих буровых установок. К стационарным гидротехническим сооружениям относятся эстакадные площадки, дамбы, искусственные грунтовые острова, сооружаемые на мелководье (глубина воды до 30 м), и стационарные платформы, устанавливаемые на больших глубинах буровые суда, полупогружные и самоподъёмные буровые установки. Буровые суда Буровое судно–плавучее сооружение для осуществления морского бурения скважин, оборудованное специальной прорезью в днище корпуса, над которой установлена буровая вышка, а также системой для удержания судна над устьем скважины. Таким образом, буровое судно представляет собой торговое судно, сконструированное с целью использования для проведения геологоразведки научных целях и бурения новых нефтяных и газовых скважин на шельф. Современные суда для бурения глубоководных и сверхглубоководых скважин оснащены новейшими и наиболее передовыми системами динамического позиционирования, автоматически контролирующими положение судна исключительно посредством активного использования судовых двигателей. В практике бурения разведочных скважин на море широко применяют однокорпусные и многокорпусные самоходные и несамоходные суда. С середины 50-х до конца 70-х годов для бурения использовались только суда с якорной и закольной системами стабилизации, их удельный вес в парке плавучих буровых установок составлял 20--24 %. Область применения для бурения судов с якорной системой стабилизации ограничена глубинами моря до 300 м. Новые перспективы в освоении морских месторождений открылись в 1970 г. благодаря созданию системы динамического позиционирования, использование которой позволило установить ряд рекордов по глубине разведываемых акваторий. С этого времени произошел относительно быстрый рост мирового парка судов для бурения на больших глубинах моря. Примерами зарубежных судов с динамической системой стабилизации являются "Пеликан" (до глубины моря 350 м), "Седко-445" (до 1070 м), "Дисковерер Севен Сиз" (до 2440 м), "Пелерин" (до 1000 м первое и до 3000 м второе поколения), "Гломар Челенджер" (до 6000 м, фактически покорена глубина моря 7044 м), "Седко-471" (до 8235 м). Самоходные буровые суда бывают однокорпусными и двухкорпусными (катамараны). В отечественных производственных организациях используются преимущественно однокорпусные. Обусловлено это меньшими капитальными затратами на их изготовление, так как они создавались на базе готовых проектов корпусов рыболовецких судов. Однокорпусные буровые суда типа "Диорит", "Диабаз", "Чароит", "Кимберлит", эксплуатировавшиеся в производственных экспедициях ВМНПО "Союзморинжгеология", оснащены якорной системой стабилизации, буровыми станками шпиндельного типа и технологическим оборудованием для проведения инженерно-геологических изысканий при глубине воды от 15 до 100 м. Опыт бурения с этих судов выявил ряд их конструктивных недостатков, основными из которых являются ненадежная система стабилизации на скважине, малые размеры буровой площадки и ограниченное число посадочных мест из-за использования серийных корпусов рыболовецких судов, невозможность передачи на забой необходимой осевой нагрузки при бурении станками шпиндельного типа без компенсаторов вертикальных перемещений бурового снаряда, невозможность проведения комплекса скважинных геотехнических исследований и отбора монолитов вдавливанием из-за использования бурильной колонны геолого-разведочного сортамента диаметром 0,050 -- 0,064 м. Единственный вид скважинных исследований, которые можно производить с этих судов, -- это прессиометрия. Технологический комплекс каждого судна состоит из буровой установки, системы для проведения скважинных геотехнологических исследований (статическое зондирование и пробоотбор) и донной пенетрационной установки. Использование бурового кондуктора (водоотделяющей колонны) на этих судах не предусмотрено. Привод основных буровых механизмов гидравлический, спускоподъемные операции механизированы. Специализированных судов для бурения разведочных скважин на глубинах морей свыше 300 м в России в настоящее время нет. Более перспективным типом судов для бурения разведочных скважин являются катамараны. По сравнению с однокорпусными судами такого же водоизмещения они имеют ряд преимуществ: более высокую остойчивость (амплитуда бортовой качки катамарана в 2--3 раза меньше, чем у одно-корпусных судов), что позволяет работать в лучших условиях при сильном волнении моря (коэффициент рабочего времени двухкорпусных судов больше, чем однокорпусных, минимум на 25 %); более удобную для работы по форме и значительно большую (на 50 %) полезную площадь палубы (поскольку ис- пользуется межкорпусное пространство), что дает возможность разместить на палубе необходимое количество тяжелого бурового оборудования; малую осадку и высокую маневренность (каждый корпус снабжен ходовым винтом), что способствует использованию их в условиях мелководного шельфа. Стоимость постройки однокорпусного судна со сравнимой площадью рабочей палубы на 20 -- 30 % выше стоимости судна-катамарана. Американская фирма "Ридинг энд Бэтес" построила буровое судно "Катамаран", состоящее из двух барж, скрепленных девятью балочными фермами (рис.12). Длина судна 79,25 м, ширина 38,1 м. С него можно бурить скважины глубиной до 6000 м при любой глубине моря. На судне установлены: буровая вышка высотой 43,25 м с грузоподъемной силой 4500 кН; ротор; двухбарабанная лебедка с приводом от двух дизелей; два буровых насоса с приводом от двух других дизелей; цементировочный агрегат; резервуары для глинистого раствора; восемь якорных лебедок с электроприводом от двух дизель-генераторов переменного тока мощностью по 350 кВт; жилые помещения для 110 человек. Из буровых судов-катамаранов значительно меньших геометрических и энергетических параметров следует отметить отечественные катамараны "Геолог-1" и "Геолог Приморья", техническая характеристика которых приведена ниже. "Геолог-1" "Геолог Приморья" Водоизмещение, т 330 791 Длина, м. 24 35,1 Ширина, м. 14 18,2 Осадка без груза, м. 1,5 3,26 Высота надводного борта, м 1,7 4,47 Мощность дизель-генераторов, кВт: главных.. 2x106,7 2x225 вспомогательных. 2x50 2x50 Скорость хода, узлы. 8 9 Мореходность, баллы. 6 8 Условия работы: удаление от берега, км. До 3 До 360 минимальная глубина моря, м.. 2 5 волнение моря, баллы. 3 4 Минимальная глубина моря, на которой возможно бурение с катамарана, определяется величиной его осадки, максимальная -- длиной якорных тросов. Возможные глубины бурения скважин зависят от типа установленных на катамаранах буровых установок. На катамаране смонтированы: установка УГБ-50М с электроприводом для бурения скважин глубиной до 30 м по породам ударным, колонковым и шнековым способами; подводная пенетрационно-каротажная станция ПСПК-69 для исследования физико-механических свойств мягких грунтов и установления литологического строения морского дна; сейсмоакустическая станция "Грунт" для непрерывного профилирования с целью получения сведений о литологическом строении морского дна по всей зоне между опорными скважинами. В точке исследования "Геолог-1" закрепляется четырьмя якорями, а на глубинах моря до 7 м дополнительно двумя закольными сваями длиной по 8м. Несамоходные плавучие буровые установки создают, используя в качестве основания, не предназначенные для бурения несамоходные суда (баржи, плашкоуты, шаланды), деревянные плоты или специально изготовленные для бурения металлические понтоны, катамараны и тримараны. Из несамоходных судов чаще всего используют баржи. Из всего многообразия типов барж не все пригодны для производства буровых работ на море. Наиболее удобна сухогрузная баржа с открывающимися в днище люками, благодаря чему буровой станок можно установить в центре баржи. Перед производством работ баржу загружают балластом для придания ей большей остойчивости. Иногда для бурения применяют две однотипные баржи, спаренные поперечными брусьями. Образуется катамаран с зазором между баржами, в котором размещается устье скважины. Спаривание барж позволяет применять тяжелые буровые установки и вести бурение в неблагоприятных гидродинамических условиях моря. Буровые плоты наиболее доступны в изготовлении. Тяжелые плоты глубоко погружены в воду. Это повышает их остойчивость, но увеличивает осадку и не исключает захлестывание оборудования даже небольшой волной. Со временем плоты теряют свою плавучесть, и срок службы их сравнительно небольшой. Буровые металлические понтоны по водоизмещению делят на легкие площадью 30--40 м2 и тяжелые площадью 60--70 м2. Остойчивость понтонов невысокая, и используют их преимущественно на закрытых акваториях при волнении моря до 2 баллов. В России при бурении на шельфе дальневосточных морей широкое применение получили катамараны типа "Амур" и тримараны типа "Приморец", представляющие собой суда маломерного флота с ограничением плавания по волновому состоянию моря до 5 баллов. Первые несамоходные. Вторые могут передвигаться самостоятельно со скоростью до 4 узлов в тихую погоду на небольшие расстояния в пределах разведываемой бухты. Однако их тоже относят к несамоходным, так как условия работы в подавляющем большинстве случаев вынуждают использовать для их буксировки вспомогательные суда. Указанные катамараны и тримараны разработаны СКВ АО "Дальморгеология" для бурения ударно-забивным и вращательным способами разведочных скважин конкретных параметров и имеют следующие технические характеристики: Катамаран Тримаран "Амур" "Приморец" Длина, м. 13,6 18,60 Ширина, м. 9,0 11,80 Высота борта, м. 1,5 1,85 Осадка, м. 0,8 0,95 Водоизмещение, т. 40 65 Число и масса (кг) якорей. 4x150 4x250 Грузоподъемная сила буровой вышки, кН 200 300 Максимальный диаметр поколение обсадных труб. 0,146/0,166 0,219/0,243 Тримаран "Приморец" -- ПБУ с тремя корпусами серийных судов, соединенными плоским мостом из стального проката (рис.14, б). Ходовой двигатель и винторулевое устройство размещены в среднем корпусе, смещенном в корму относительно боковых. Дизель-генератор и промывочный насос расположены в двух параллельных боковых корпусах тримарана. На палубе в кормовой части установки находится надстройка бытовых и служебных помещений, в носовой -- размещено буровое оборудование, содержащее Л-образную буровую вышку, лебедку для ударно-забивного бурения, талевую оснастку и лебедку для подъема труб, вращатель и вибратор. В палубе ПБУ "Амур" и "Приморец" имеются П-образные вырезы для отхода установки от скважины без извлечения обсадных труб на время шторма, плохой видимости или ремонта и последующего подхода к скважине для продолжения бурения. Непотопляемость и устойчивость этих установок сохраняются при затоплении любого одного отсека. Катамаран "Амур" -- ПБУ с двумя параллельными корпусами серийных краболовных ботов, соединенными в верхней части плоским мостом из стального проката, образующим общую палубу (рис.14, а). Энергосиловое и вспомогательное оборудование установки расположено в корпусах катамарана, что увеличило рабочую площадку. На палубе установлены А-образная буровая вышка, лебедка для ударно-забивного бурения, вибратор, обсадные трубы, рабочий инструмент, рубка, четыре якорные лебедки. Буровые суда для Российской Арктики Российская Федерация обладает уникальными запасами нефти и газа, расположенными на арктическом шельфе и акваториях северных и дальневосточных морей. С постепенным удалением разведываемых месторождений от берега и мелководья встает вопрос об отсутствии техники и технологий для разведочного и эксплуатационного бурения на море в условиях Арктики. Тяжелая ледовая и климатическая обстановка не позволяет обычным полупогружным плавучим буровым установкам (ППБУ) и буровым судам осуществлять бурение и испытание скважин вне «бурового окна», которое составляет 2-3 месяца в арктических морях и 4,5 месяца в дальневосточных морях, т.к. льды вне этого периода представляют опасность для существующих буровых платформ. В настоящее время Россия обладает двумя ППБУ: «Северное сияние» и «Полярная звезда», которые способны работать в легких ледовых условиях (битый однолетний лед толщиной до 0,7 м). Однако, как показал анализ существующих конструкций, ни одна страна в мире не обладает буровыми установками и буровыми судами, способными выдержать эксплуатацию в условиях дрейфующего битого льда толщиной 1,1-1,4 м, а также к самостоятельному плаванию во льдах за ледокольным судном. Все разрабатываемые перспективные проекты буровых установок направлены лишь на повышение защиты водоотделяющей колонны от ледовой нагрузки и на удержание позиции во время работы в сплоченном льду. В связи с изложенным выше, необходима проработка проекта бурового судна, которое выгодно отличается от ППБУ следующими свойствами: 1. Наличие ледового класса не ниже Arc6, что позволит осуществлять самостоятельное плавание за ледокольным судном при смене позиции. 2. Наличие защитной буровой турели с якорным устройством, что позволит надежно защитить водоотделяющую колонну от плавучего льда. 3. Полное утепление, «винтеризация» буровой установки, что позволит экипажу производить работы при низких температурах. В настоящий момент за границей уже существует буровое судно ледового класса Stena IceMAX. Данное судно построено в Южной Корее на вервях «Samsung Heavy Industries» в 2012 г. и спроектировано с учетом требований по ледовому классу PC-4, который соответствует классу Arc6 по российскому реестру судоходства. Ведущими мировыми технологическими компаниями (Aker Solutions и Aker Arctic) ведется проработка проектов буровых судов для работы в Арктике. Особое внимание уделяется разработке ледостойкого корпуса судна, и в связи с этим, производились исследования прочностных свойств корпусов на масштабных моделях при заморозке в бассейнах. Аналогичные работы также были выполнены в Крыловском государственном научном центре в рамках проекта бурового судна «БС034». Следует отметить, что конструкции корпусов судов достаточно хорошо проработаны кораблестроительными компаниями, а современные марки сталей позволяют построить корпус практически любого ледового класса. Помимо обеспечения прочности корпуса судна, который является опорным основанием для бурового оборудования также необходимо обеспечить защиту водоотделяющей колонны от плавучих льдов. Для обеспечения безопасности буровых работ в Арктике крайне необходимо обеспечить быстрое отсоединение бурового судна и отход его на безопасное расстояние от ледовых полей. Для судов, которые используют только динамическую систему позиционирования, уход с точки бурения не предоставляет трудностей, так как для этого необходимо лишь разъединить нижний присоединительный узел водоотделяющей колонны, и далее поднять ее на несколько метров над подводным противовыбросовым оборудованием, после чего судно может самостоятельно двигаться в любом направлении. При активации аварийных систем разъединения данный процесс занимает от 15 секунд до нескольких минут Задание. Расчет распределения давления в прямоугольном участке залежи, работающей в условиях естественного водонапорного режима Определить забойные давления p1, p2, p3 в скважинах эксплуатационных рядов однородной по проницаемости и толщине пласта нефтяной залежи с прямолинейными рядами, работающей в условиях водонапорного режима. Схема участка залежи представлена на рис.1  | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Наименованиеисходныхпараметров | Значение | ||||||
| Расстояние от контура питания пласта до первого эксплуатационного ряда L1, м | 300 | ||||||
| Расстояние между рядами 1–2 | L2, м | 320 | |||||
| Расстояние между рядами 2–3 | L3, м | 330 | |||||
| Расстояние между скважинами в ряду: | 21, м | 300 | |||||
| 22, м | 310 | ||||||
| 23, м | 305 | ||||||
| | Число скважин в ряду: | n1 | 10 | ||||
| | n2 | 10 | |||||
| | n3 | 10 | |||||
| | Радиус скважины | rc, м | 0.1 | ||||
| | Толщина пласта | h, м | 9 | ||||
| | Проницаемость пласта | k, м2 | 9.0·10-13 | ||||
| | Вязкость нефти | мПа.с | 4.5 | ||||
| | Давление на контуре питания пласта | pк, МПа | 15 | ||||
| | Дебиты эксплуатационных скважин в рядах: q1, м3/сут | 350 | |||||
| | q2, м3/сут | 150 | |||||
| | q3, м3/сут | 75 | |||||
Решение задания
При решении задачи рекомендуется использовать метод эквивалентных фильтрационных сопротивлений, основанный на принципе электрогидродинамической аналогии и законе фильтрации Дарси однородной несжимаемой жидкости в пористой среде. Этот метод устанавливает количественную связь между дебитами скважин, давлениями на их забоях и на контуре питания пласта. Согласно принципу электрогидродинамической аналогии фильтрационная схема пласта заменяется эквивалентной ей электрической схемой. Тогда полное фильтрационное сопротивление реального потока жидкости заменяется несколькими эквивалентными (последовательными или параллельными) фильтрационными сопротивлениями простейших потоков [1]. Для этого рассчитываются Ωi – внешнее эквивалентное фильтрационное сопротивление i-го ряда и
– внутреннее эквивалентное фильтрационное сопротивление i-го ряда:
(1)
(2)Для расчета давлений на забоях скважин в эксплуатационных рядах, с учетом баланса притока и отбора жидкости, составляется система уравнений интерференции рядов скважин путем обхода схемы сопротивлений от Pк до P3:
Система разрешается относительно неизвестных q1, q2, q3.
Для составления системы уравнений необходимо вычислить неизвестные
и по формулам 1 и 2 соответственно.
Далее подставляем найденные и известные значения в систему уравнений и решаем ее.
607.89
740.36Заключение
Разведка и разработка морских нефтяных и газовых месторождений отличаются от аналогичных работ на суше большой стоимостью и сложностью. Комплекс технических средств для освоения морских нефтяных и газовых месторождений состоит из большого количества типов и видов уникальных и дорогостоящих гидротехнических сооружений (стационарных платформ, буровых судов и т.д.), бурового и нефтепромыслового оборудования, систем связи, навигации и охраны окружающей среды.
При бурении с передвижных плавучих средств широко применяются комплексы подводного устьевого оборудования. Это комплекс предназначен для направления в скважину бурильного инструмента и обеспечения замкнутой циркуляции бурового раствора.
Технология бурения морских нефтяных и газовых скважин в основном не отличается от бурения скважин на суше. Вместе с тем самоплавучая буровая установка, буровое судно или полупогруженная плавучая буровая установка во время бурения перемещаются относительно подводного устьевого оборудования
Список использованной литературы
Желтов Ю.П.-Разработка нефтяных месторождений.-М.Недра, 1986.-332с
Желтов Ю. П. Стрижев И. Н. Золотухин А. Б. Зайцев В. М. -Сборник задач по разработке нефтяных месторождений : Учебное пособие для вузов. -М. :Недра, 1985.-296с
Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. Проектирование разработки/под ред. Ш. К. Гиматудинова. -М. :Недра, 1983.-463с
Мищенко И.Т.-Расчеты при добыче нефти и газа. -М. :Изд-во «Нефти и газа им. И. М. Губкина, 2008.-296с.
Юрчук А.М.-Расчеты в добыче нефти и газа. -М, ; Недра, 1986.-320с
С. Ф. Саиду, А. Т. Росляк, В. А. Галкин. -Практикум по дисциплине «Разработка нефтяных и газовых месторождений». -издательство Томского политехнического университета, 2011.