Разработка проектных решений по предотвращению (ликвидации) прихватов при бурении горизонтальной скважины на Мултановском месторождении
 Скачать 0.87 Mb.
|
|
Таблица 3.1.2. - Профиль ствола наклонно-направленных скважин
 Рисунок 3.1.1. Вертикальная проекция профиля горизонтальных скважин » [3] 3.2. Конструкция скважины « Конструкция скважины – совокупность данных о количестве, глубинах спуска, диаметрах и пространственном положении обсадных колонн, диаметрах долот и интервалах цементирования для каждой обсадной колонны. Конструкция скважины должна обеспечивать: - охрану недр и окружающей среды за счет прочной, непроницаемой и долговечной крепи ствола скважины; - устойчивую гидродинамическую связь ствола скважины с пластом; - безопасное ведение работ на всех этапах строительства и эксплуатации скважины; - возможность применения соответствующего внутрискважинного оборудования и инструмента для бурения, проведения всевозможных исследований и эффективной эксплуатации. Основу конструкции скважины составляют зацементированные обсадные колонны, которые в процессе строительства скважины располагаются в скважине концентрично (одна в другой)». [9] Конструкция скважин проектируется на основании анализа строения стратиграфического разреза, литологических особенностей горных пород, ожидаемых осложнений в скважине с учетом совмещенного графика давлений и требований [7, 10], а так же опыта строительства скважин в сходных геологических условиях. 3.2.1. Совмещенный график пластовых давлений и давлений гидроразрыва пород « График совмещенных давлений представляет собой зависимость градиентов (эквивалентов) пластовых давлений и давлений гидроразрыва горных пород от глубины скважины (рисунок 3.2.1.1.). Совмещенный график давлений строятся для определения необходимого количества обсадных колонн и их глубин спуска с целью правильного выбора конструкции скважины и ее безаварийной проводки. При этом оптимальное количество обсадных колонн и глубины установки их башмаков при проектировании конструкции скважин определяются количеством зон с несовместимыми условиями проводки ствола по градиентам пластовых (поровых) давлений гидроразрыва (поглощения) пластов, прочности и устойчивости пород». [11]  Рисунок 3.2.1.1. Совмещенный график пластовых (поровых) давлений и давлений гидроразрыва горных пород 3.2.2. Назначение обсадных колонн и глубины их спуска Существуют несколько типов обсадных колонн в бурении, и каждая из них имеет свое назаначение: « 1. Направление спускается на глубину 50 м с целью закрепления приустьевой части скважины от размыва буровым раствором и обрушения, а также для обвязки устья с циркуляционной системой для предотвращения размыва устья скважины при бурении под кондуктор. Цементируется на всю длину. 2. Кондуктор cпускается на глубину 750 м с целью изоляции пресноводных горизонтов от загрязнения, интервала залегания ММП, неустойчивых, склонных к осыпям и обвалам отложений палеогена и меловых отложений. Цементируется на всю длину. 3. Промежуточная колонна cпускается с целью перекрытия отложений тавдинской, люлинворской, талицкой, ганькинской, березовской, кузнецовской, покурской свит склонных к осыпям и обвалам, а также установки противовыбросового оборудования для безопасного вскрытия напорных пластов отложений мегионской и баженовской свит. Глубина спуска промежуточной колонны определена из условия недопущения гидроразрыва горных пород на глубине установки башмака в случае полного замещения бурового раствора в скважине смесью пластовых флюидов [7, 12, 13] и составляет по: - нефтепроявляющему пласту Ач2 отложений мегионской свиты K1 (mg) - 475 м; - нефтепроявляющему пласту Ю0 отложений баженовской свиты J3 (bg) - 433 м. Исходя из проведенных расчетов, а также учитывая, что промежуточная колонна должна перекрывать неустойчивые отложения склонных к осыпям и обвалам глубину спуска колонны принимаем равной 1400 м, с установкой башмака в интервале отложений плотных горных пород покурской свиты. Цементируется на всю длину. Проверим безопасность бурения под эксплуатационную колонну при глубине спуска промежуточной колонны 1400 м. Ожидаемое давление на устье при нефтепроявлении из пласта Ю0 отложений баженовской свиты J3 (bg) при закрытом ПВО составит, МПа: Sу=10-4×0,875×456=0,04; еsу=(2+0,04)/(2-0,04)=1,04; Р=  =15,3 МПа.Давление у башмака кондуктора при этом составит, МПа: Рб=36,5-10-5×875×(2810-1400)=24,16 МПа. Проверим выполнение условия предотвращения гидроразрыва пород: Рб=24,16<Ргр=27,72. 4. Эксплуатационная колонна cпускается с целью перекрытия отложений покурской, алымской, ванденской, мегионской, баженовской, георгиевской, васюганской свит склонных к осыпям и обвалам, а также установки противовыбросового оборудования для безопасного вскрытия напорных пластов отложений васюганской и тюменской свит. Глубина спуска эксплуатационной колонны определена из условия недопущения гидроразрыва горных пород на глубине установки башмака в случае полного замещения бурового раствора в скважине смесью пластовых флюидов [7, 12, 13] и составляет по: - нефтепроявляющему пласту Ю12 отложений васюганской свиты J3 (vs) - 434 м; Исходя из проведенных расчетов, а также учитывая, что эксплуатационная колонна должна перекрывать неустойчивые отложения склонных к осыпям и обвалам глубину спуска колонны принимаем равной 2950 м (по вертикали 2850 м), с установкой башмака в интервале отложений плотных горных пород васюганской свиты. Цементируется на всю длину. Проверим безопасность бурения под потайную колонну при глубине спуска эксплуаиационной колонны 2850 м. Ожидаемое давление на устье при нефтепроявлении из пласта Ю0 отложений баженовской свиты J3 (vs) при закрытом ПВО составит, МПа: Sу=10-4×0,84×347=0,029; еsу=(2+0,029)/(2-0,029)=1,03; Р=  =8,7 МПа.Давление у башмака промежуточной колонны при этом составит, МПа: Рб=30,1-10-5×840×(2865-2850)=30 МПа. Проверим выполнение условия предотвращения гидроразрыва пород: Рб=30<Ргр=52,73. 5. Потайная колонна спускается в интервале 2800-3440 м (2770-2875 м по вертикали) с целью испытания и разработки залежи нефти продуктивного пласта Ю12 васюганской свиты J3 (vs). Для бурения под указанные колонны в соответствие с требованиями п. 119 [12] и [85] приняты следующие диаметры долот: - 490 мм при бурении под направление 426 мм; - 393,7 мм при бурении под кондуктор 324 мм; - 295,3 мм при бурении под промежуточную колонну 245 мм; - 220,7 мм при бурении под эксплуатационную колонну 178 мм; - 155,6 мм при бурении под потайную колонну 127 мм.» [3] 3.2.3. Расчет диаметров обсадных колонн и долот « Диаметры обсадных колонн зависят от диаметра хвостовика, поскольку их концентричное размещение определяет необходимость каждой последующей колонны вписаться внутрь предыдущей колонны. Это условие определяет последовательность выбора диаметров обсадных колонн в конструкции скважин от диаметра хвостовика к диаметру предыдущей колонны и так вплоть до диаметра кондуктора и направления. Диаметр скважины должен быть больше максимального наружного диаметра колонны:  , (3.2.3.1.)где dc – диаметр скважины (долота); dм – наибольший наружный диаметр колонны (как правило, диаметр муфты); ∆к – радиальный зазор между стенкой скважины и выступающим наружу элементом колонны (муфтой), достаточный для свободного спуска. Величину радиального зазора ∆к выбирают с учетом жесткости колонны, глубины спуска, искривленности ствола, устойчивости стенок скважины, размеров, конструкции и числа элементов специального оборудования, устанавливаемого на ОК, а также общего числа колонн, спускаемых в скважину. Диаметр долота для бурения ствола под последующую обсадную колонну должен быть меньше внутреннего диаметра предыдущей колонны:  (3.2.3.2.)где ∆ - необходимый радиальный зазор для свободного прохождения долота через предыдущую колонну. Обычно принимают ∆=5  15 мм; больший зазор принимают для долот большего диаметра.» [10]1) Определяем диаметр долота для бурения под потайную колонну. Заказчик принял диаметр потайной колонны равным dпк = 127 мм. Согласно ГОСТ 632-80 наружный диаметр муфты равен dм= 141,3 мм. По формуле (3.2.3.1.) необходимый диаметр долота для бурения под потайную колонну равен:  В соответствие с требованиями п. 119 [7] и [13] выбирается долото диаметром 155,6 мм. 2) Определяем диаметр эксплуатационной колонны: Внутренний диаметр эксплуатационной колонны определяется из формулы (3.2.3.2.):  Данный внутренний диаметр соответствует обсадной трубе с условным диаметром 168 мм. Диаметр муфты для этой обсадной трубы – dм= 187,7 мм. 3) Определение диаметра долота для бурения под эксплуатационную колонну:  В соответствие с требованиями п. 119 [7] и [13] выбирается долото диаметром 220,7 мм. 4) Определение диаметра промежуточной колонны:  Данный внутренний диаметр соответствует обсадной трубе с условным диаметром 245 мм. Диаметр муфты для этой обсадной трубы – dм= 269,9 мм. 5) Определение диаметра долота для бурения под промежуточную колонну :  В соответствие с требованиями п. 119 [7] и [13] выбирается долото диаметром 295,3 мм. 6) Определение диаметра кондуктора:  Данный внутренний диаметр соответствует обсадной трубе с условным диаметром 324 мм. Диаметр муфты для этой обсадной трубы – dм= 351 мм. 7) Определение диаметра долота для бурения под кондуктор:  В соответствие с требованиями п. 119 [7] и [13] выбирается долото диаметром 393,7 мм. 8) Определение диаметра направления:  Данный внутренний диаметр соответствует обсадной трубе с условным диаметром 426 мм. Диаметр муфты для этой обсадной трубы – dм= 451 мм. 9) Определение диаметра долота для бурения под направление:  В соответствие с требованиями п. 119 [7] и [13] выбирается долото диаметром 490 мм. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||