Отчёт практика ПМ. Содержание Вопрос Задачи буровых организаций, их структура 5 Вопрос 2

• Название: Содержание Вопрос Задачи буровых организаций, их структура 5 Вопрос 2
• Анкор: Отчёт практика ПМ.04
• Дата: 14.10.2022
• Размер: 247.73 Kb.
• Имя файла: jeca.docx
• Тип: Документы; #734217
• страница: 1 из 2

Содержание

Вопрос 1. Задачи буровых организаций, их структура 5

Вопрос 2. Задачи лаборатории глинистых растворов 8

Вопрос 3. Технологический цикл приготовления буровых растворов 11

Вопрос 4. Контроль за параметрами буровых и тампонажных растворов 19

Вопрос 5. Приборы для определения параметров буровых и тампонажных растворов. 21

Вопрос 6. Очистка буровых растворов от выбуренной породы 27



1. Задачи буровых организаций, их структура.

а). Производственная и организационная структура бурового предприятия.

Строительство нефтяных и газовых скважин - сложный многостадийный процесс, включающий строительство дорог, водоводов, линий электропередач и связи, транспортирование и монтаж бурового оборудования и сооружений, бурение и крепление ствола скважины, испытание продуктивных пластов и т.д. Реализация этих этапов, часто взаимосвязанных осуществляется посредством вспомогательные, обслуживающие и управленческие процессов, которые являются базой для формирования производственной структуры УБР.

Рис. 1

Организационная структура УБР (рис. 1) включает производственные подразделения, участвующие в изготовлении основной продукции - скважин, и органы управления предприятием. В ней также отражены организационные, иерархические и технические особенности предприятия.

Центральная инженерно-технологическая служба (ЦИТС); районные инженерно-технологические службы (РИТС); вышкомонтажный цех (ВМЦ) или контора (ВМК); цех опробования скважин (ЦОС) или контора (КОС) относятся к структурным подразделениям основного производства.

К структурным подразделениям вспомогательного производства относятся: цех крепления скважин (ЦКС) или тампонажная контора (ТК); база производственного обслуживания (БПО), состоящая из прокатно-ремонтных цехов бурового оборудования (ПРЦБО), электроснабжения (ПРЦЭЭ), турбобуров и труб (ПРЦТТ), цеха пароводоснабжения (ЦПВС); цеха промывочной жидкости (ЦПЖ), цеха автоматизации производства (ЦАП). К непромышленным хозяйствам относятся автотранспортная контора (АТК), строительно-монтажное управление (СМУ) или ремонтно-строительный участок (РСУ), жилищно-коммунальная контора (ЖКК), учебно-курсовой комбинат (УКК) и ряд других подразделений.

б). Основные задачи, решаемые при организации буровых работ в карьере:

- своевременная подготовка блока к бурению;

- обеспечение независимости и бесперебойной работы буровых станков.

Для реализации этих задач можно выделить два этапа: подготовка к бурению, буровые работы.

Подготовка к бурению включает:

- зачистку рабочей площадки (уступа);

- перенос транспортных коммуникаций, линий высоковольтных передач (ЛЭП), трансформаторных подстанций и приключательных пунктов;

- планировку, очистку от снега, устройство дорог для перемещения станков.

Затем производят маркшейдерскую съемку блока, вынос проектных отметок расположения скважин на местность в соответствии с проектом на массовый взрыв, перегон станка на обуриваемый блок, подключение к приключательным пунктам (КТП) и подготовку к работе.

Буровые работы могут осуществляться как с закреплением, так и без закрепления (открытый цикл) буровых станков за экскаваторными блоками. При жестком закреплении сокращаются перегоны станков с уступа на уступ, отключения и подключения к электросети и другие непроизводительные работы. Однако необходима строгая взаимоувязка производительности буровых станков и экскаваторов.

При открытом цикле возможна более гибкая организация работ и повышение производительности бурового оборудования. По открытому циклу обуривают экскаваторные блоки, если производительность станков недостаточна или существенно выше производительности экскаваторов. В остальных случаях целесообразно закреплять буровые станки за отдельными экскаваторами.

При работе в пределах блока нескольких буровых станков их располагают на площадке с таким расчетом, чтобы обеспечивалось независимое перемещение от скважины к скважине.

Организация бурения скважин должна обеспечить максимальную эффективность буровых работ и взаимосвязь с последующими процессами, в первую очередь, с выемочно-погрузочными работами. Для достижения указанной цели составляют программы и сетевые графики проведения всех видов работ, включая планово-предупредительные ремонты и обслуживание ЛЭП, приключательных пунктов и электрооборудования.

2). Задачи лаборатории глинистых растворов.

Лаборатория глинистых растворов ЛГР-3 - это комплект измерительных приборов с необходимыми приспособлениями, позволяющих проводить изучение свойств и характеристик выбранного бурового вещества, глинистых растворов и цементных смесей, находящихся в стационарных/полевых условиях (буровые площадки). (Буровой раствор — сложная многокомпонентная дисперсная система суспензионных, эмульсионных и аэрированных жидкостей, применяемых для промывки скважин в процессе бурения).

Лаборатория глинистых растворов (ЛГР) предназначена для оперативного обслуживания буровых в целях контроля качества глинистого и цементного растворов, применяемых при бурении нефтяных и газовых скважин, непосредственно на буровых, подбора рецептуры и режима химической обработки и утяжеления растворов. Лаборатория глинистых растворов предназначена также для контроля параметров бурового раствора, а может применяться для определения плотности тампонажного раствора. Она позволяет определить вязкость фильтрации бурового раствора, который является сложным соединением суспензионных, эмульсионных и аэрированных жидкостей, которые используются в нефте- и газодобывающей промышленности при бурении скважин. Так же проводить анализ смесей и растворов, предназначенных для цементирования скважин и изолирования пластов.

   Благодаря присутствию в лаборатории всего требуемого оборудования существует возможность максимально эффективно, качественно выполнять следующие задачи:

• 
  производить исследования и анализ опытного вещества, чтобы точно выявлять удельный вес глинистого раствора;
  
• 
  осуществлять измерение вязкости бурового раствора с учетом наличия в нем веществ в виде суспензий и эмульсий;
  
• 
  выявлять наличие с определением уровня концентрации песка в заданном растворе;
  
• 
  изучать контрольные образцы на предмет способности к водоотдаче за установленный промежуток времени (30 минут);
  
• 
  оценивать стабильность раствора с учетом различных деструктивных факторов;
  
• 
  для проведения более детального исследования раствора - осуществлять его суточный отстой, с минимизацией при этом внешнего влияния и стороннего воздействия.
  

   Конструкция установки представляет собой деревянный шкаф, внутри которого закреплены приборы и приспособления, входящие в состав лаборатории. Передняя крышка шкафа, кроме защиты оборудования от механических воздействий при транспортировке, в полевых условиях играет роль лабораторного стола.


Рис. 3
Оборудование лаборатории позволяет производить следующие работы: измерение параметров глинистых растворов (плотности, вязкости, водоотдачи, статического напряжения сдвига, стабильности, процентного содержания песка, толщины глинистой корки, степени загрязнения чанов); измерение параметров цементных растворов (растекаемости, начала и конца схватывания, удельного веса); приготовление проб химически обработанных растворов (взвешиваниеи смешивание растворов).
Рис.2
Например, в состав лаборатории «ЛГР-3» (Уфа) входит ареометр в футляре, вискозиметр, Прибор ВМ-6М, запасные части к приборам, различные прокладки, салфетки, секундомер, кисточки, лупа, перчатки и прочие обязательные составляющие лаборатории.

Лаборатория переносная ЛГР-3 предназначена для оперативного контроля параметров глинистого раствора и может использоваться как в помещении, так и на открытом воздухе под навесом. При исследовании в полевых условиях вместо стола используется передняя стенка, нижняя часть которой закрепляется. Данный ящик надёжно закрепляет все элементы, что позволяет удобно пользоваться составляющим оборудованием и деталями для проведения исследований. Лабораторию можно крепить к стене.

3). Технологический цикл приготовления буровых растворов.

Понятие «буровые растворы» охватывает широкий круг жидких, суспензионных, аэрированных сред, имеющих различные составы и свойства. Термин « буровой раствор» стали применять вместо его синонимов – «глинистый раствор», «промывочный раствор», «промывочная жидкость».

Тампонажные растворыприменяются при креплении обсадных колонн к стенкам скважины, а также при ремонте скважин. В отличие от буровых растворов тампонажные способны превращаться в твердое тело. В подавляющем количестве случаев в качестве вяжущего вещества в тампонажных растворах используется портландцемент. Поэтому в учебных пособиях термин «крепление скважин» отождествляется с термином «цементирование скважин».

Цементирование скважин - наиболее ответственный этап их строительства. Значение цементировочных работ обуславливается тем, что они являются заключительным процессом, и неудачи при их выполнении могут свести к минимуму успехи предыдущей работы, вплоть до потери скважины. Недоброкачественное цементирование скважин нередко является единственной причиной газопроявлений, грифонообразований и открытых нефтяных и газовых фонтанов. Оно приводит к перетокам нефти и газа в другие пласты, имеющие меньшее давление, обводнению продуктивных горизонтов.

Приготовление, утяжеление и обработка буровых раство­ров, а также их очистка от выбуренной породы — важный про­цесс при бурении скважины. От качества бурового раствора в значительной мере зависит успех проводки скважины. Приготовление буровых растворов может осуществляться в механических мешалках и гидравлических смесителях.

В настоящее время в отечественной практике для приго­товления буровых растворов широко применяются порошко­образные материалы. Для приготовления буровых растворов из этих материалов используют следующее оборудование: блок приготовления раствора (БПР), выносной гидроэжекторный смеситель, гидравлический диспергатор, емкости ЦС, механи­ческие и гидравлические перемешиватели, поршневой насос. БПР представляет собой единый транспортабельный блок, на раме которого смонтированы две цилиндрические телеско­пические емкости, состоящие из общего нижнего основания, на котором установлены неподвижные части емко­сти, и верхней подвижной части. Обе части емкости соединены между собой уплотнением из резинотканевой материи. Подвижная часть емкости оборудована воздушно-матерча­тым фильтром, фиксирующим устройством, смотровым лю­ком, ограждением, загрузочным трубопроводом, неподвижные ча­сти емкости оборудованы пневматическим разгрузочным устрой­ством, состоящим из аэрирующего шиберного устройства, где порошкообразный материал при помощи сжатого воздуха компрессора дополнительно аэрируется и транспортируется в гидросмеситель, другую емкость или автоцементовоз. Пневматическое разгрузочное устройство в сочетании с гидросмесителем используется для приготовления или утяже­ления бурового раствора. Промывочный раствор приготовляется и утяжеляется сле­дующим образом: при приготовлении глинистого раствора к гидросмесителю от бурового насоса подается вода, при утяжелении — глинистый раствор. В камере гидросмесителя об­разуется разрежение, достаточное для засасывания порошка из емкости. Количество подаваемого порошка регулируется поворотным шибером или изменением разрежения в гидросмеси­теле. БПР может быть использован также для приготовления цементных растворов при цементировании скважин. При этом емкости загружаются цементом. При морском бурении индивидуальное приготовление глинис­того раствора целесообразно только для отдельных разведочных скважин, находящихся далеко в море. В этом случае порошко­образный материал подвозят на морских судах.

Буровые, расположенные вблизи от берега или эстакады, наиболее выгодно снабжать глинистым раствором с глинозавода. Для этого с глинозавода прокладывают глинопровод, используемый в дальнейшем как нефтепровод. В целом ряде случаев буровой раствор приготовляется при помощи механической мешалки (глиномешалки). Глинистый раствор в глиномешалке приготовляется перио­дически или непрерывно. При периодическом способе приготов­ления глинистого раствора в глиномешалку заливается вода, затем она пускается в ход, после этого забрасывается глина. Через 45—55 мин проверяют вязкость раствора. Как только вязкость раствора становится равной заданной величине, гли­номешалку останавливают, открывают нижний люк и готовый раствор сливают в приемный резервуар (емкость). Затем цикл повторяется. При непрерывном способе приготовления с торцовой стороны глиномешалки на уровне раствора приваривают сливной патрубок. В глиномешалку непрерывно через люк за­брасывают глину, снизу поступает вода. Через верхний сливной патрубок готовый глинистый раствор непрерывно поступает в желобную систему и через нее в приемный резервуар (ем­кость). Поступление воды и глины регулируют так, чтобы из сливного патрубка выходил глинистый раствор заданной вяз­кости. Непрерывный способ приготовления глинистого раствора имеет следующие преимущества: нет перерывов для слива го­тового раствора, забрасывания глины и заливки водой; произ­водительность глиномешалки непрерывного действия почти в 3 раза больше. Во время приготовления глинистого раствора в глиноме­шалке во избежание несчастного случая нельзя проталкивать через отверстия решетки глину или утяжелитель в воронку глиномешалки ломом или лопатой; в глине, подготовленной для приготовления раствора, не должно быть комков, их надо размельчать. При обработке глинистых растворов химическими реаген­тами, особенно содержащими щелочи и кислоты, рабочие дол­жны работать в резиновых перчатках, очках, фартуках и сапо­гах, чтобы брызги щелочи и кислоты не повредили лицо, руки и одежду. В механических глиномешалках можно приготовить рас­творы из сырых глин, глинобрикетов и глинопорошков. Более эффективны, чем глиномешалки, фрезерно-струйные мельницы ФСМ-3 и ФСМ-7.

Фрезёрно-струйная мельница представляет собой металли­ческую емкость, разделенную перегородкой на две части: при­емный бункер и метательную камеру с лопастным ротором. Комовая глина (или глинопорошок) загружается в бункер, куда через перфорированную трубку подается вода. Лопастной ротор захватывает лопастями-фрезами глину, измельчает и выбрасывает ее вместе с водой на диспергирующую рифленую плиту, где происходит интенсивное диспергирование глины. Не успевшие продиспергировать глинистые комочки стекают в ловушку, откуда вновь попадают под лопасти фреза. Го­товый раствор переливается через отверстия выходной решетки в желоб и оттуда в циркуляционную систему или запасные емкости. Фрезерно-струйная мельница может быть использована не только для приготовления растворов, но и для утяжеления бу­рового раствора, а также для добавки в него глины и глинопорошка. В этом случае в ФСМ вместо воды подается буровой раствор.

Материалы для приготовления буровых растворов

Для приготовления бурового раствора на водной основе необходим материал, создающий дисперсную фазу. Этим материалом является глина. Существует много разновидностей глин. Химический состав разнообразен, но общим является содержание окиси кремния (кремнезем) и окиси алюминия (глинозем ), а также некоторое количество воды. Состав глины условно записывается: хА12 О3 . уSiО2 . zН2 О (водный алюмосиликат). Минералы глинистых пород: монтмориллонит, гидрослюда, палыгорскит, каолинит.

Глинистые минералы состоят из мельчайших плоских кристалликов-пластинок, между которыми проникают молекулы воды. Это и есть процесс распускания глины.

Натрий и кальций, не входящие в состав кристаллической решетки глинистых минералов, содержатся в поверхностном слое частиц глины. Поверхность глинистой частицы заряжена отрицательно, в то время как катионы натрия и кальция образуют «облако» в некотором отдалении от поверхности глины. Появление такого отрицательного заряда при распускании глины в воде является одной из причин устойчивости глинистых суспензий. По наименованию этих катионов, обеспечивающих защиту частиц от слипания, глины называют натриевыми и кальциевыми.

Различие в содержании коллоидных частиц сводится к различию в расходе глины на приготовление раствора. Чем более высокодисперсна глина, тем меньше ее расход. Для сравнения глин принята характеристика – выход глинистого раствора. Выход - это объем глинистого раствора вязкостью 25-30 с, получаемый из 1 т глинопорошка. Наибольший выход глинистого раствора получают из бентонитовых глин. К солестойким относят палыгорскитовые глины.

Вторым материалом для приготовления буровых растворов является органо-минеральное сырье (ОМС) . Это природный материал, представляющий собой донные илистые органогенные отложения водоемов. На основе ОМС сначала готовится сапропелевая паста (вода + ОМС + каустическая сода), затем раствор (путем разбавления водой на буровой).

Химические реагенты для обработки буровых растворов

1. Реагенты–стабилизаторы

Реагенты–стабилизаторы представляют собой высокомолекулярные органические вещества, высокогидрофильные, хорошо растворимые в воде с образованием вязких растворов. Механизм действия заключается в адсорбции на поверхности коллоидных частиц и гидрофилизации последних.

Реагенты-стабилизаторы 1-ой группы используют как понизители фильтрации, 2-ой группы – понизители вязкости (разжижители). Чем больше молекулярная масса, тем эффективнее реагент. Когда структура молекулы представлена переплетающимися цепочками, реагент является понизителем фильтрации, но вязкость при этом повышается. Глобулярная форма молекулы присуща реагентам второй группы.

Крахмальный реагент получают путем гидролиза в щелочной среде. Он является понизителем фильтрации соленасыщенных буровых растворов.

Крахмальный реагент «Фито-РК» - модифицированный водораство-римый реагент.

Лигнопол - полимерный реагент, продукт термической сополимеризации акрилового полимера (полиакрилонитрила - ПАН) с лигносульфонатами (ССБ). Применяется как понизитель фильтрации пресных и соленасыщенных буровых растворов.

Сульфит-спиртовая барда (ССБ ) является отходом при получении целлюлозы сульфатным способом. Эффективно снижает вязкость и СНС соленасыщенных буровых растворов, стабилизированных крахмальным реагентом. Недостаток - пенообразующая способность.

2. Реагент, связывающий двухвалентные катионы

Двухвалентные катионы находятся в пластовых водах и разбуриваемых породах и, поступая в буровой раствор, ухудшают его качество. Источником Са++ является цемент (при разбуривании цементного стакана после установки цементного моста). Для связывания ионов кальция применяют углекислый натрий (кальцинированную соду).

Са SО4 + Nа2 CO3 = СаСО3 + Nа2 SО4

Вместо ионов Са++ в растворе образуется нерастворимый углекислый кальций.

3. Регуляторы щелочности

По мере увеличения щелочности скорость распускания глины и ОМС сначала возрастает, а затем уменьшается. Большинство применяемых реагентов-стабилизаторов имеют рН 9-13. Суспензия глины имеет рН 7-8. Величина оптимальной щелочности – 9-11.

Едкий натр (гидрат окиси натрия, каустическая сода).

4. Смазочные добавки

В основе смазывающего действия, уменьшающего трение, лежит адсорбционный эффект. Действие реагента как смазывающей добавки зависит от его способности адсорбироваться на металле и сопротивляться выдавливанию при сближении трущихся поверхностей деталей инструмента. Смазки применяют для снижения трения между бурильными трубами и фильтрационной коркой при вращении.

Смазки ЗГВ-205, АКС-303, СК, нефть и др.

5. Пеногасители

Пеногасители относятся к ПАВ. Состоят из двух компонентов – собственно ПАВ и носителя, в котором ПАВ растворено. Носитель – органический растворитель, обладающий высокой подвижностью. Основной принцип механизма пеногашения сводится к тому, что ПАВ обладает высокой адсорбционной способностью. Границей раздела фаз, на которой адсорбируется пеногаситель, является поверхность пузырька, образующего пену, и поверхность коллоидной частицы. Пеногаситель вытесняет реагент – пенообразователь.

Если пена находится на поверхности, она сама быстро разрушается, если она внутри жидкости, только наиболее крупные пузыри способны всплыть, преодолевая прочность структуры. Но при перемешивании пузырьки встречаются в глубине и слабая поверхностная пленка, из которой ПАВ вытеснил пенообразователь, не может противостоять слиянию пузырьков. Они увеличиваются в размерах, всплывают и лопаются.

Вспененный раствор обладает высокими значениями структурно-механических характеристик. Ухудшается работа насосов.

Пеногасители: оксаль (Т-80), сивушное масло (применялось ранее), АКС-20.

6. Утяжелители буровых растворов

Основным средством повышения плотности является применение утяжелителей - измельченных в порошок тяжелых минералов. Однако при их добавке увеличивается содержание твердой фазы, вследствие чего подвижность системы уменьшается, т.е. возрастает вязкость.

Основная характеристика утяжелителя – плотность: чем она выше, тем меньше его расход, тем слабее его ухудшающее влияние на подвижность раствора.

Степень дисперсности утяжелителя называется тонкостью помола.

Утяжелители: мел, доломит, барит, гематит, магнетит.

Выбор типа бурового раствора для бурения скважин

Например, наличие соленосных пород в геологическом разрезе месторождений Беларуси обусловило условное подразделение на части: надсолевую, верхнесоленосную, межсолевую, нижнесоленосную и подсолевую. В зависимости от вскрываемого разреза необходимо использовать несколько типов бурового раствора. Выбор типа раствора является одним из основных элементов технологии проводки скважин. Он определяет номенклатуру реагентов и материалов для его создания и эксплуатации.

Надсоль бурят пресным сапропелевым раствором (при мощности до 800 м), пресным глинистым, обработанным Лигнополом (от 800 до 2000 м) и пресным сапропелевым, обработанным Лигнополом (более 2000 м).

Соленосные комплексы бурят тремя типами растворов:

- соленасыщенным глинистым, обработанным крахмальным реагентом «Фито-РК»;

- соленасыщенным сапропелевым, обработанным крахмальным реагентом «Фито-РК»;

- соленасыщенным глинистым, обработанным Лигнополом.

Межсолевые и подсолевые отложения, являющиеся продуктивными, бурят в основном пресным сапропелевым раствором (в случае перекрытия соленосных отложений колонной) и соленасыщенным, который использовался при бурении основного ствола, если соленосные отложения не перекрывались колонной.

Буровые растворы для вскрытия продуктивных отложений не требуют обработки химическими реагентами.