Реферат по предмету Бурение нефтяных и газовых месторождений
 Скачать 287.43 Kb.
|
|
Областное государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Томский политехнический техникум» РЕФЕРАТ По предмету: «Бурение нефтяных и газовых месторождений» на тему: «Многозабойное бурение скважин»  Выполнил: студент 2 курса Группы 219р1 Муравьев Николай Николаевич Проверила: Преподаватель Альмендингер Татьяна Ивановна Томск – 2021 Содержание
Введение Многозабойное бурение имеет большое значение для возрождения старых нефтяных месторождений. На месторождениях типа Ишимбайских, где продуктивные пласты представлены известняковыми или доломитовыми массивами значительной мощности с низким пластовым давлением и неравномерной проницаемостью, затруднено извлечение нефти, особенно нижних частей пласта. На таких месторождениях в начальный период эксплуатации вертикальные скважины работают непродолжительное время с высокими дебитами, а затем питаются за счет весьма слабых притоков, поступающих через малопроницаемые толщи, разделяющие нефтесодержащие линзы и пропластки. В настоящее время нефть и газ являются важнейшими энергоносителями, обеспечивающими жизнедеятельность человечества. С каждым годом растет значение нефти в мировой экономике, что влечет рост ее добычи в мире. Но мировые запасы нефти не безграничны. Полнота извлечения нефти из пластов является в настоящий момент основной проблемой в нефтяной отрасли. Кроме того, на сегодня большинство оставшихся запасов углеводородного сырья относятся к трудноизвлекаемым. Они приурочены к залежам со сложным геологическим строением, низкой проницаемостью, высокой вязкостью нефти, наличием разломов, газовых шапок, зон малых нефтенасыщенных толщин, водонефтяных зон, зон вблизи населенных пунктов, заповедников, водных источников и их санитарно-защитных зон, а также к арктическому шельфу. Доля таких запасов неуклонно возрастает. Поэтому актуальность поиска технологий, позволяющих повысить коэффициент извлечения углеводородов, не вызывает сомнения. Одним из таких методов является применение технологии бурения многозабойных скважин и разработка месторождений на их основе. Основная часть Многозабойное бурение скважин применяется с целью увеличения поверхности фильтрации нефти. Многозабойное бурение - технология наклонно-направленного бурения, которая предполагает проходку основного ствола с последующим забуриванием и проходкой в его нижней части дополнительных стволов (ответвлений) Сущность многозабойного бурения заключается в проходке возможно большего числа резко искривленных наклонно-направленных стволов в испытуемом объекте. Многозабойное бурение может оказать существенную помощь в обнажении больших фильтрационных поверхностей и формировании забоя с разветвленной сетью микротрещин, объединенных в единой дренажной системе. При таком бурении во много раз увеличиваются площадь вскрытой части пласта и общая фильтрационная поверхность. Это позволяет значительно лучше выявить промышленную ценность и потенциальные возможности нефтяного коллектора трещинного типа. Другими словами, под многозабойными скважинами (МЗС) понимаются скважины, имеющие в нижней части основного ствола разветвления в виде двух или более протяженных горизонтальных, пологонаправленных или волнообразных стволов, у каждого из которых интервал вскрытия продуктивного пласта, как правило, в два раза и более превышает толщину пласта. Многозабойная скважина (МЗС) – скважина, состоящая из основного, как правило, горизонтального ствола, из которого в пределах продуктивного горизонта (пласта) пробурен 1 или несколько боковых стволов (ответвлений). При многозабойном бурении нефтяных и газовых скважин значительно увеличивается полезная протяженность скважин в продуктивном пласте и соответственно зона дренирования, а также поверхность фильтрации. Наиболее эффективно МЗБ в сравнительно устойчивых продуктивных пластах мощностью 20 м и более, в тч в монолитных или с прослоями глин и сланцев нефтеносных песчаниках, известняках и доломитах, при глубинах 1,5 -2,5 км при отсутствии газовой шапки и аномально высоких пластовых давлений. МЗБ сокращает число обычных скважин благодаря увеличению дренированной поверхности продуктивного пласта. Для проводки МЗС применяются искривляющие ствол скважины специальные снаряды, клинья, укороченные забойные двигатели с отклоняющими приспособлениями. Впервые метод многозабойного бурения горизонтальных скважин для увеличения притока нефти предложен профессором Н.С.Тимофеевым в 1941 г. Первые промышленные эксперименты по разветвлению скважин в продуктивном пласте были проведены А.М.Григоряном в 1947 г. в Краснокамнефти в скважине, где забурили два дополнительных ствола длиной 30 и 35 м с последующим разрушением перемычек между стволами взрывом. Положение оси ствола в призабойной части может быть почти горизонтальным. Особенности типов многозабойных скважин Строительство многозабойных скважин позволяет реализовать все возможности технологий, в рамках которых происходит направленное и горизонтальное бурение. Нефть извлекается из стволов, максимально приближенных к вертикальному направлению, тогда как остальные ветви используются в качестве дренажных каналов – по ним добываемое сырье поступает к главному стволу из отдаленных нефтеносных участков пласта. В процессе разработки месторождения могут оставаться трещины и линзы с высокой продуктивностью – многозабойные горизонтальные скважины могут использоваться для извлечения нефти на таких участках. Многозабойные скважины могут существенно различаться по форме – бурение ответвлений возможно на любом участке основного ствола, допускаются различные искривления и углы отклонения. При необходимости возможно создание не горизонтально-направленных скважин, а с определенным наклоном к пласту. Выделяются следующие типы многозабойных скважин: наклонно-направленные разветвленные; горизонтально-разветвленные скважины; радиальные скважины. Разветвленные наклонно направленные скважины состоят из основного ствола, обычно вертикального, и дополнительных наклонно-направленных стволов. Горизонтально разветвленные скважины - это разновидность разветвленных наклонно направленных скважин, так как их проводят аналогичным способом, но в завершающем интервале дополнительного ствола его зенитный угол увеличивают до 90 и более. У радиальных скважин основной ствол проводят горизонтально, а дополнительные - в радиальном направлении. Выбор формы разветвления скважин зависит от толщины продуктивного пласта и его литологической характеристики, наличия или отсутствия над ним пластов, требующих изоляции. Радиусы искривления стволов и глубины мест забуривания зависят от пластового давления, режима движения жидкостей в пласте и применяемых мер по поддержанию пластового давления. Профили стволов, их длина и число ответвлений зависят от степени неоднородности продуктивного пласта, толщины пласта, литологии, распределения твердости пород, степени устойчивости разреза. Рекомендации на составление проекта МЗС для каждого конкретного месторождения должны выдаваться в результате совокупного рассмотрения указанных геолого-технических условий. Профиль и другие параметры ствола (длина, количество ветвей) многозабойной горизонтальной скважины определяют по следующим критериям: · уровень неоднородности нефтеносного пласта; · толщина пласта; · литология; · устойчивость разреза; · твердость пород в пласте и ее распределение. Технологии строительства многозабойных скважин Существует ряд технологий строительства многозабойных скважин, ниже представлены некоторые из них: Известен «Бесклиновой способ бурения многозабойной скважины (МЗС)», включающий углубление ее основного ствола большего диаметра и бурение дополнительных стволов меньшего диаметра, при этом основной ствол скважины углубляют после окончания бурения ее очередного дополнительного ствола. Этот способ имеет существенный недостаток из-за того, что затруднено управляемое попадание скважинным инструментом в дополнительные стволы. Это особенно сильно скажется при разработке нефтяных залежей с низкой проницаемостью, т.к. возникает необходимость частой обработки призабойной зоны. Альтернативной технологией является «Бесклиновой способ бурения многозабойной скважины», включающий углубление ее основного ствола большего диаметра и бурение дополнительных стволов меньшего диаметра, при этом основной ствол скважины углубляют после окончания бурения ее очередного дополнительного ствола, но после окончания бурения дополнительного ствола в основную скважину спускают жесткий колонковый снаряд для сохранения заданного направления основного ствола, и продолжают углубление основного ствола до глубины зарезания второго дополнительного ствола. Однако и этот способ не гарантирует избирательного попадания в необходимый ствол скважины, а также сложный в исполнении, т.к. требует использования нескольких бурильных компоновок для расширения и бурения стволов, в том числе жесткого колонкового снаряда. Один из путей решения данной задачи представлен в следующем виде: Техническая задача изобретения - выполнение работ по бурению многозабойной скважины малым количеством бурильных компоновок с применением серийно выпускаемого отечественного бурового оборудования, а также обеспечение избирательного входа скважинным инструментом в любой дополнительный ствол с целью проведения технологических работ (промывка, кислотная обработка призабойной зоны, изоляционные работы, геофизические и гидродинамические исследования и др.) и избирательного отключения стволов при их обводнении для дальнейшей эксплуатации скважины. Техническая задача решается способом бурения многозабойной скважины, включающим бурение основного ствола большего диаметра и бурение дополнительных стволов меньшего диаметра. Новым является то, что основной ствол в продуктивном пласте скважины бурят в наклонном и/или горизонтальном направлении с отклонением забоя вниз к подошве продуктивного пласта, после чего из наклонного и/или горизонтального участка основного ствола бурят вниз последовательно от забоя основного ствола дополнительные стволы последовательно уменьшающегося диаметра. Новым является также то, что основной и дополнительные стволы бурят так, чтобы абсолютная отметка уровня забоя каждого следующего пробуренного ствола располагалась выше предыдущего. Проблемы при проектировании многозабойных скважин Конструктивно многозабойные скважины имеют основной ствол и несколько дополнительных стволов. Главное преимущество таких скважин состоит в увеличении площади контакта скважины с продуктивным пластом. В результате чего увеличивается производительность скважины, повышается коэффициент извлечения флюида, снижается депрессия на пласт (уменьшается вынос песка и приток воды). Наличие нескольких стволов приводит к уменьшению потребности в устьевом и насосном оборудовании при эксплуатации скважины, а также к снижению затрат на природоохранные мероприятия. С другой стороны, эта технология не обделена недостатками: авария в основном стволе приводит к потере всех дополнительных стволов; возникает потребность в дополнительном оборудовании и инструменте для обеспечения данной технологии и, как следствие, удорожание буровых работ . Известно, что технология бурения выбирается под запроектированный профиль скважины согласно горно-геологическим условиям. Следовательно, успешность и эффективность применения технологии многоствольных или многозабойных скважин определяется не только конкретным методом и наличием бурового оборудования у подрядчика, но также запроектированным профилем скважины. Анализ показывает, что в настоящее время профили скважин в большинстве случаев проектируются с применением специального программного обеспечения. В это же время обучение проектированию профилей при подготовке инженеров в вузах ведется с применением стандартных расчетных схем, основанных на тригонометрических законах. Это приводит к тому, что теория и практика для будущего инженера не согласуется. Следовательно, актуальным вопросом становится потребность в разработке новой математической модели проектирования скважины, которая позволит обучать студента проектированию профиля в математическом виде, но с учетом практических аспектов и многолетнего опыта направленного бурения. Для достижения этой цели необходимо первоначально оценить адекватность существующих математических моделей расчета и определить перечень их недостатков. В рамках работы было решено провести оценку адекватности методики расчета многоствольной (многозабойной) скважины представленной в пособии Калинина А.Г. Выбранная методика имеет несколько основных положений: 1. Многообразие профилей многозабойных скважин приводится к обобщённому профилю с характерными интервалами для всех типов; 2. Проектный профиль многозабойных скважин имеет пространственный характер; 3. Обобщённый профиль состоит из интервалов: вертикального (0-1), увеличения зенитного угла (1-2), условно-горизонтального ствола (2-7) и ответвлений условно-горизонтального ствола (3-4, 5-6); 4. Форма осей ответвлений представляют собой дуги окружностей с уменьшением или увеличением зенитного угла в плоскостях. Для упрощения расчетов и сравнения было решено запроектировать на первом этапе плоский профиль многозабойной скважины. Заключение Увеличение объемов и качества буровых работ является основным условием заблаговременного и ритмичного наращивания запасов полезных ископаемых для обеспечения сырьевыми ресурсами промышленности и сельского хозяйства. Вскрытие нефтяных пластов многозабойными скважинами позволяет увеличить дебиты нефтяных скважин за счёт увеличения поверхности фильтрации; увеличить нефтеотдачу пласта; ввести в промышленную разработку малодебитные месторождения c низкой проницаемостью коллектора или высоковязкой нефтью; повысить приёмистость нагнетательных скважин, повысить точность проводки противофонтанных скважин за счёт перебуривания только нижних её интервалов в случае непопадания первым стволом. B нефтедобывающих районах эксплуатируются скважины c 5-10 ответвляющимися стволами длиной по 150-300 м каждый. Благодаря этому приток нефти на первом этапе эксплуатации в несколько раз больше, чем из обычных скважин. B нашей стране c помощью многозабойного бурения успешно проведены десятки скважин на нефть, разрабатывается и испытывается многозабойное бурение глубоких горизонтальных скважин большой протяжённости (неск. км). Многозабойные скважины стали ключевыми технологиями, разработанными в последние годы. Сегодня исключительно важно выработать и выбрать системы строительства многозабойных скважин с боковыми отводами для соответствия условиям пластов, полевым требованиям разработки, общим затратам и совокупному риску. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||