Гарифуллин Н.А. БИЛЕТ 2. Супервайзинг
 Скачать 2.11 Mb.
|
|
БИЛЕТ №2. «Школы» супервайзинга. Цели, задачи и различие. Ответ: Супервайзинг – это контроль и выполнение административных функций на предприятии человеком, в подчинении которого находится определенное количество сотрудников. Цель: Основные понятия, методы и инструментальные средства для геологического и гидродинамического моделирования разработки нефтегазовых пластов с применением современных программных продуктов и систем визуализации. ... Информационное поле учебного процесса по буровому супервайзингу формируется на основе практического опыта работы специалистов на скважинах. Решение триединой задачи: буровой супервайзинг – разработка проектно-сметной документации – геолого-технологические исследования процессов бурения скважины обеспечило синергетический эффект, как для каждого вида деятельности, так и для решения общей задачи создания качественной скважины. Супервайзер и менеджер: отличия и точки соприкосновения. Обе должности относятся к категории руководящих, однако в зоне ответственности менеджера и супервайзера разные сферы деятельности. Менеджер – это управленческая должность: директор, руководитель группы, начальник или заведующий. Супервайзер в отличие от менеджера контролирует и управляет подчиненную ему группу сотрудников. Отсутствие информации «снизу», как причина возникновения аварии или осложнения при бурении скважин. Ответ: Скважина представляет собой довольно сложное инженерный объект, для сооружения которого необходимо знание многих тонкостей. Поэтому, если ее бурение осуществляют недостаточно профессионально подготовленные люди, то они часто допускают ошибки, и отсутствие информации «снизу», которые впоследствии существенно влияют на эксплуатационные характеристики скважины и ее долговечность. Понятия об аварии. Бурение скважин на нефть и газ — сложный технологический процесс. ... Под аварией в бурении следует понимать нарушение технологического процесса строительства скважины, вызываемое потерей подвижности колонны труб или их поломкой с оставлением в скважине элементов колонны труб, а также различных предметов и инструментов, для извлечения которых требуется проведение специальных работ. ... Влияние перечисленных причин существенно сказывается на уровне аварийности, особенно при бурении глубоких интервалов скважин Осложнения в процессе Бурения скважин. Под осложнением в скважине следует понимать затруднение ее углубления, вызванное нарушением состояния буровой скважины. К наиболее распространенным видам осложнений относятся осложнения, вызывающие нарушения целостности стенок скважины, поглощения бурового раствора, нефте-, газо- или водо-проявления при бурении наклонно-направленных скважин для предупреждения заклинивания труб в желобах соблюдать отношения на ружного диаметра спускаемых труб к диаметру желоба не менее 1,35... 1,40; колонну бурильных труб поднимать на пониженной скорости, чтобы не допустить сильного заклинивания Эпюра распределения давления в скважине. Нарисовать. Объяснить. Ответ: Распределение давления и градиент давления в скважине имеют вид. Из формулы распределения давления следует, что давление в пласте распределяется по логарифмическому закону (см.рис.). Давление изменяется резко около скважины и незначительно у контура питания. Градиент давления и, следовательно, фильтрационная скорость u обратно пропорциональны расстоянию (см.рис.) и образуют гиперболу с резким возрастанием значений при приближении к забою.  Рис.1  Рис.2 Проведение теста на буримость при использовании ВЗД (Drill of test). Ответ: Проведения теста на буримость (Drill of test) на первой скважине куста, при кустовом бурении и на каждой, при ЗБС и разведочном бурении; - расчет механической скорости бурения скважины под каждую секцию обсадных колонн с интервалом не более, чем каждые 50 метров бурения с указанием режимов бурения: нагрузка на долото (тс), производительность насосов (л/с), частота вращения ротора и ВЗД (об/мин) ... и) использование собственных ВЗД с перелевными и обратными клапанами, буровых долот, в том числе шарошечных, бурголовок, раздвижных расширителей и долот для зачистки хвостовика. Тест drill-оff – конкурирующая физическая модель бурения – применяется для оптимизации таких параметров, как нагрузка на долото и частота его вращения. Тест определяет процесс достижения максимальной скорости бурения и проводится каждый раз, когда в стволе работает новое долото, пласты породы перемежаются или заметно изменилась скорость бурения. Предварительные шаги теста drill-оff: 1) перед началом теста необходимо убедиться, что долото установлено правильно, т. е. приработано; 2) бурильщик и персонал помощников должны общаться до начала испытания. 3 признака возможного возникновения дифприхвата. «Визитная карточка» дифприхвата. Нарисовать и пояснить. Действия при возникновении дифференциального прихвата. Ответ: Факторы, способствующие возникновению дифприхвата: 1. Проницаемые пласты 2. Репрессия 3. Фильтрационная корка 4. Контакт колонны со стенкой скважины 5. Неподвижное состояние колонны 6. Время 7. Поперечная нагрузка. «Визитная карточка» дифференциального прихвата на диаграмме станции контроля параметров бурения. При первом наращивании никаких признаков прихвата нет. Вес на крюке Момент Давление При последнем наращивании сопротивление продольному перемещению колонны и крутящий момент возрастают, но возвращаются к первоначальному значению. Давление, как правило, не изменяется, т.к. не изменяется затрубный канал и циркуляция полная.   ВЕС НА КРЮКЕ МОМЕНТ ДАВЛЕНИЕ 1. Ни в коем случае нельзя пытаться приподнять («вырвать», «выдернуть») колонну! Прихват начался когда колонна была неподвижна. Обычно это означает, что в момент начала прихвата колонна была растянута и была прижата к верхней стенке скважины. Дальнейшее натяжение колонны приведет лишь к возрастанию поперечной нагрузки, вдавливающей ее в фильтрационную корку. Дополнительная поперечная нагрузка приведет к возрастанию силы трения, препятствующей перемещению колонны. Есть и еще одна причина, по которой нельзя пытаться приподнять прихваченную колонну. Она заключается в том, что растягивающие и скручивающие напряжения суммируются. Сжимающие и скручивающие напряжения не суммируются, поэтому можно одновременно полностью разгрузить колонну и создать максимальный крутящий момент, не опасаясь разрушения бурильной колонны. 2. Обеспечить циркуляцию с максимально допустимым расходом и одновременно с этим приложить максимально допустимый крутящий момент и довести его до места прихвата. 3. После того, как плотность выходящего раствора сравняется с плотностью входящего, необходимо остановить циркуляцию и продолжить в разгруженном до СВ колонной труб попытки её провернуть (снизить давление в КП). 4. Если в компоновке есть ЯС и положение над забоем позволяет, нужно произвести УДАР ВНИЗ! Непосредственно перед ударом необходимо снизить подачу насоса или остановить циркуляцию, если позволяет ситуация, чтобы ослабить выталкивающую силу и не ослабить удар. 5. Если предпринятые действия не привели к положительному результату необходимо переходить к дополнительным мерам.  Очистка ствола скважины. Режимы течения жидкости. ДНС, ПВ, кажущаяся вязкость. Ответ: Понимание процесса очистки ствола является ключом к предотвращению прихватов, непродуктивного времени и финансовых затрат. Проблемы при бурении горизонтальных скважин: – В вертикальных скважинах около 30 % всех прихватов связанны с очисткой. В скважинах с большим зенитным углом около 80 % всех прихватов связаны с очисткой. – Хорошая реология для вертикального ствола не является хорошей в горизонтальной скважине. – Оседание барита и шлама. – Изменение эквивалентной циркуляционной плотности намного чувствительно к свойствам раствора. Неэффективная очистка скважины приводит к накоплению шлама в стволе, что служит причиной возникновения серьезных проблем, ликвидация которых может потребовать больших затрат, многократно превышающих затраты на превентивные мероприятия по улучшению очистки ствола скважины [4]. ... Бурение при неполном выносе шлама приводит к образованию так называемых шламовых подушек, которые при подъеме бурильной колонны перемещаются вместе с более «широкой» частью КНБК. В результате чего происходит закупоривание кольцевого пространства, сопровождающееся затяжками, которые могут привести к прихвату с полной потерей циркуляции. Для очистка ствола скважины от осадков твердых тел при бурении шарошечными, лопастными и колонковыми долотами, при ликвидации аварий с породоразрушающими инструментами необходимо использовать забойные шламометаллоуловители конструкции ВНИИБТ ( ШМУ), принцип действия которых основан на способности создавать высокие скорости, необходимые для подъема частиц, и резко их уменьшать в зоне улавливания частиц. Режим течения промывочной жидкости определяется средней скоростью потока, плотностью и реологическими характеристиками жидкостей, а также размерами канала. Область существования ламинарного режима течения воды и других вязких жидкостей определяется условием (Re – критерий Рейнольдса). В общем случае различают два вида потока: ламинарный и турбулентный . ... При бурении нефтяных скважин необходимо избегать турбулентных потоков, так как они могут вызвать сильную эрозию стенок скважины и с увеличением степени турбулизации увеличиваются потери давления. При цементировании приходится специально вызывать турбулентность потока для удаления со стенок скважины корки бурового раствора, что позволяет улучшить контакт цементного раствора с поверхностью породы.  Кажущуюся вязкость, hк, сПз, (или эффективную вязкость при 600 об/мин) вычисляют по формуле: Если показания прибора требуется снимать при всех значениях скорости вращения ротора, замеры всегда начинают от больших значений скорости вращения к меньшей. — для вязкопластичных промывочных жидкостей. ... а в чем суть? Т.е. ДНС должно быть как можно меньше, а ПВ больше? Так? Нет. Не так, наоборот. Желательно иметь низкие значения ПВ. При ДНС=40 и ПВ=10 коэффициент =4, при ДНС=40 и ПВ=15 коэффициент =2,6. А если ДНС будет меньше 40, то коэффициент станет еще ниже. «Визитная карточка» прихвата по причине плохой очистки ствола. Нарисовать и объяснить. Действия при ликвидации прихвата, вызванного плохой очисткой ствола скважины. Ответ: При некачественной очистке скважины наблюдаются следующие тенденции: 1. Затяжка при снятии колонны с клиньев после наращивания. 2. Увеличение давления насоса при восстановлении циркуляции после наращивания. 3. Броски давления. 4 Возрастание как крутящего момента, так и сопротивления продольному перемещению колонны при бурении. 5 Хаотичные изменения крутящего момента, сопротивления продольному перемещению колонны и давления насоса. 6 Скопление шлама на забое, или трудно создать осевую нагрузку на долото. 7 Темп роста давления опережает плановую величину, рассчитанную для данного интервала 8 Снижается осевая нагрузка на долото (поскольку давление под долотом стремится приподнять колонну). При некачественной очистке скважины наблюдаются следующие тенденции: 1. Затяжка при снятии колонны с клиньев после наращивания. 2. Увеличение давления насоса при восстановлении циркуляции после наращивания. 3. Броски давления. 4 Возрастание как крутящего момента, так и сопротивления продольному перемещению колонны при бурении. 5 Хаотичные изменения крутящего момента, сопротивления продольному перемещению колонны и давления насоса. 6 Скопление шлама на забое, или трудно создать осевую нагрузку на долото. 7 Темп роста давления опережает плановую величину, рассчитанную для данного интервала 8 Снижается осевая нагрузка на долото (поскольку давление под долотом стремится приподнять колонну).  Признаки возникновения «мелких» искривлений. Ответ: Мелкие искривления уменьшают эффективный диаметр скважины. Когда КНБК находится в сжатом состоянии, она более податлива и может пройти через меньший эффективный диаметр на участке мелких искривлений. Когда колонна находится в растянутом состоянии, КНБК становится более жесткой и расклинивается в интервале последовательных мелких искривлений. Причиной возникновения мелких искривлений является частое изменение направления или углов при бурении наклонно-направленной скважины или естественным отклонением долота при разбуривании чередующихся твердых и мягких пород. При переходе из мягкой породы в твердую долото стремится изменить свое направление. Одной стороной долото попадает в твердую породу, а другой продолжает разбуривать мягкую породу. Поэтому возникает неравномерное сопротивлению породы разрушению, и долото отклоняется вверх по восстанию или соскальзывает вниз по падению пласта. Часто изменяется направление бурения наклонно-направленной скважины. Если угол между торцем долота и линией падения пласта меньше 45 °, то долото имеет тенденцию уходить вверх по восстанию. Если угол между торцем долота и линией падения пласта больше 45 °, то долото имеет тенденцию уходить вниз по падению. Признаки заклинивания в мелких искривлениях. К признакам заклинивания в мелких искривлениях можно отнести и условия, благоприятные для их образования. Обычно заклинивание в мелких искривлениях происходит при подъеме инструмента, но очень жесткие КНБК и обсадные колонны могут заклиниться и при спуске. Действия при заклинке КНБК. Ответ: Способы ликвидации прихватов бурильных колонн Расхаживание и отбивка ротора. Расхаживание - способ ликвидации прихвата, при котором к БИ прикладывается нагрузка на какое-то значение превышающая его вес (буровик может превышать нагрузку на 20тонн, а мастер на 30тонн). Рдоп=σтек.матер.F/К; F – площадь тела трубы, F=785(D2-d2); К – коэффициент запаса прочности, К=1.2-1.3; σтек.матер. – предел текучести материала(σтек.матер.=380кг/см2). Отбивка ротора – забиваются клинья и вращают инструмент, находящийся в клиновом захвате в право, для этого рассчитывается дополнительное число оборотов: σр=Рраст/(Fтрубы.К); Гидровибрирование. Для придания колебательных движений колонне БТ используется энергия гидравлического удара путем отключения на этот период компенсаторов БН или части клапанов насосов. Данный способ может дать результат в сочетании с рассаживанием или установкой жидкостных ванн, поскольку при вибрировании нарушается контакт со стенками скважины, снижается коэффициент трения в контактной зоне и образуются каналы, которые легко заполняются агентом ванны. Взрывной метод. Существуют шнуровые торпеды, которые послу проверки прохождения до места прихвата взрывают, создается встряхивание, инструмент освобождается. При встряхивании труб выполняют следующие операции: 1.производится расхаживание труб, а если не потеряна циркуляция, то и промывка скважины; 2.определяется зона прихвата; 3.собирается торпеда заданной длины, спускается в скважину и устанавливается напротив всей зоны прихвата или над долотом при его заклинивании; 4.производится натяг труб с максимально возможной силой и моментом; 5.осуществляется взрыв; 6.колонна труб поднимается (в случае необходимости производится ее расхаживание). Гидроимпульсный метод. Рекомендуется для ликвидации прихватов, вызванных действием перепада давления, заклинивания колонн в желобных выработках или обломках породы. Необходимым условием при этом является нахождение нижней части колонны БТ на некотором расстоянии от забоя скважины, что ликвидация будет происходить сбиванием колонны вниз. Ликвидация прихватов с помощью жидкостных ванн. В качестве агентов ванны используют нефть (эффективен в интервалах проницаемых пород, вызванных действием перепада давления, и не рекомендуется при ликвидации прихватов, произошедших в результате заклинивания труб посторонними предметами или обрушившейся горной породой, в желобах, в суженной части ствола скважины или в нарушенной ОК), воду, кислоты (карбонатные, глинисто карбонатные интервалы), щелочи и др. продукты. Суть в том, что агент проходя мимо места прихвата разрушает корку или породу. Объем прокачиваемого агента: Vагент=VкольцпростК, К=1,2. объем продавочной жидкости: Vпрод=Vтрубы+Vкол прост. Применение технических ударных устройств. Ясс – это приспособление, которое включается в состав БК и при натяжении начинает сотрясать колонну. Могут быть гидравлические и механические. Яссы представляют собой раздвижные устройства, которые приводятся в действие натяжением проволоки. Они предназначены для создания динамических ударов. Гидравлический ясс для удара вверх срабатывает автоматически, когда его плунжер достигает участка цилиндра диаметром большим, чем диаметр плунжера, что приводит к резкому увеличению его скорости. Механический ясс предназначен для создания удара вверх и вниз. Отвинчивание колонны. При отвинчивании колонны с использованием взрыва в большинстве случаев удается освободить весь инструмент или большую его часть путем многократного отвинчивания в сочетании с промывкой инструмента и скважины через разъединенную колонну труб. При отвинчивании труб необходимо: 1.провести расхаживание и, если не потеряна циркуляция, промыть скважину; 2. закрепить резьбовое соединение БТ; 3.наметить место отворота труб и разгрузить резьбовое соединение(нейтральное сечение), намеченное для отвинчивания, от веса верхней части колонны (место отворота выбирается в устойчивой части разреза в интервале отсутствия каверн); 4.посадить натянутую колонну труб на трубные клинья, что бы предотвратить ее смещение относительно ствола ротора; 5. приложить к колонне труб обратный вращающий момент (против чс), равный 1/3, но неболее ½, закручиваемого момента, и застопорить колонну; 6.опустить торпеду, установить в намеченном интервале и взорвать; 7.поднять из скважины кабель с остовом торпеды, грузом и держателем; 8.расстопорить ротор и приступить к развинчиванию труб. Отстрел. Применяется тогда, когда другие методы ликвидации аварии оказываются безуспешными или их применение экономически не выгодно. Спускаем торпеду до намеченного интервала и взрываем. 2 группы причин поломок бурильных труб. Перечислить. Поломки труб в результате натяжения. Способы предотвращения. Ответ: Усталостные разрушения возникают вследствие следующих причин: - Возникновение циклических напряжений с пиковыми значениями, превышающими 40% предела прочности. - Возникновение точек концентрации напряжений, где пиковые величины возрастают. - Влияние коррозии. - Сопротивляемость материала труб развитию трещин. Точки концентрации напряжений – ускорители усталостных разрушений. В некоторых точках напряжения усиливаются и концентрируются. В этих точках развиваются усталостные трещины, которые становятся концентраторами напряжений, ускоряющими развитие трещины вплоть до разрушения трубы. Циклические напряжения образуют небольшие трещины. С продолжением нагрузок трещины увеличиваются, усталость накапливается. Как предотвратить: 1. Ограничить значение осевой нагрузки на долото, чтобы трубы не потеряли продольную устойчивость, что особенно актуально при бурении горизонтальных скважин и ЗБС, если ЛБТПН применяются в нижней части бурильной колонны (исключить «баклинг»). Проверка (2 способа) исправности ПКР и вкладышей. Требования к длине переводников. Ответ: Способ 1 (визуальный) Проверка состояния клиньев на наличие трещин, надрывов, зазубрин, коррозионных пятен, сломов, выработки отверстий, деформации и выработки соединительных пальцев. Проверка состояния клиньев с применением к их поверхностям двух металлических линеек. Предварительно извлечь сухари. Если зазор между линейками и поверхностью клиньев более 2-3 мм. их необходимо заменить. Вкладыши не должны иметь трещин, зазубрин, коррозионных пятен, надрывов. Проверка линейкой, приложенной так же, допускает зазор не более 2 мм. (если больше, то необходимо заменить) Способ 2 (бумажный) Одиночную трубу вставить в ротор и обмотать тело чистой бумагой, зафиксировать скотчем в месте зажима клиньев. Поднять трубу и установить трубу участком с бумагой в зону зажима клиньями. Установить ПКР в нейтральное положение. Пригрузить клинья грузом (элеватором на вспом лебёдке) до полного опускания. Разгрузить трубу в клиньях. Поднять клинья и трубу. Взять лист бумаги и посмотреть, и посмотреть отпечаток. Если отпечаток полный, то захват допускается в работу. Если какой-либо из клиньев не отпечатался, его необходимо заменить. Требования к переводникам: у любых переводников длинна участка с меньшим диаметром должна быть не менее 500 мм. Работа песко и илоотделителей. Процесс правильного выбора насадок. Ответ: Песко- и илоотделитель состоит из гидроциклонов, размещенных на едином коллекторе, и насоса, подающего раствор из емкости ЦС в коллектор и затем в каждый гидроциклон. Количество гидроциклонов в установке - от 2 до 16. Гидроциклон состоит из цилиндрического и конического корпусов, тангенциального патрубка, сливного патрубка. Нижняя часть конического корпуса часто делается съемной и называется насадком. Илоотделители имеют гидроциклоны от 4 до 5 дюймов (101-127 мм). Ввиду меньшего размера гидроциклонов илоотделители способны отделять более мелкие частицы чем пескоотделители, однако, следует знать, что с уменьшением размера отделяемых частиц ухудшается эффективность сепарации. — пескоотделитель 110-44 мкм; — илоотделитель 110-25 мкм. Процесс сепарации как в одном, так и другом устройстве происходит по одному принципу, посредством центробежных сил, вырабатываемых в гидроциклонах. Прямолинейное движение раствора наталкивается на внутреннюю стенку циклона, что приводит к закручиванию потока. Выбор насадок. Для того, чтобы насадка работала эффективно, она должна удовлетворять следующим основным требованиям: 1) обладать большой поверхностью в единице объеме; 2) хорошо смачиваться орошающей жидкостью; 3) оказывать малое гидравлическое сопротивление газовому потоку; 4) равномерно распределять орошающую жидкость; б) быть стойкой к химическому воздействию жидкости и газа, движущихся в колонне; 6) иметь малый удельный вес; 7) обладать высокой механической прочностью; 8) иметь невысокую стоимость. Насадок, полностью удовлетворяющих всем указанным требованиям, не существует. Большие кольца (размером не менее 50х50 мм) укладывают правильными рядами. Задачи Вариант №2. |