Лекции ТО. лекции то. Урок 1 введение 2 часа
 Скачать 0.89 Mb.
|
|
Тема 3.1. Технологический процесс бурения нефтяных и газовых скважин – 6ч, 10 ч.- практ. раб.; 6 ч- с/р Физико-механические свойства горных пород и процесс разрушения их при бурении. Способы бурения скважин :ударное бурение, вращательное бурение скважин. Технологический инструмент. Аварии и осложнения в процессе бурения. Крепление скважин. Методика проектных и проверочных расчетов, эффективности работы оборудования. Проектирование технологии бурения скважин Урок 6 Тема в журнале – Состав и свойства нефти и газа. Основные сведения о нефтяных и газовых месторождениях. 1.Нефть, ее свойства и состав 2.Нефтяные газы и их свойства 3. Физико- химические свойства пластовых вод 4.Горные породы. Физические свойства пород- коллекторов 5.Формы залегания осадочных горных пород 6.Классификация осадочных горных пород. 7.Классификация пород-коллекторов. 8.Природный резервуар. Типы природных резервуаров.   Понятие «ловушка для нефти и газа». Виды ловушек по происхождению. Ловушка - это часть природного резервуара, где уменьшаются скорости движения флюидов - воды, нефти, газа - происходит их дифференциация, и возникают скопления нефти и газа. Ловушка - это препятствие на пути движения пластовых флюидов. В строении ловушки участвуют коллектор и ограничивающие его непроницаемые отложения. Возникают ловушки на перегибах пласта-коллектора, в участках ограничения его тектоническими, стратиграфическими и литологическими экранами, в выступах и линзах.По происхождению различают следующие ловушки: Структурные-образованные в результате изгиба слоев или разрыва их сплошности; стратиграфические -сформированные в результате эрозии пластов-коллекторов во время перерыва в накоплении осадков (в эпоху восходящих движений) и перекрытия их затем непроницаемыми породами (в эпоху нисходящих движений). Как правило, толщи пород, образовавшиеся после перерыва в осадконакоплении, характеризуются более простыми структурными формами залегания. Поверхность, отделяющая эти толщи от толщ, возникших ранее, называется поверхностью стратиграфического несогласия; литологические -образованные в результате литологического замещения пористых проницаемых пород непроницаемыми; рифогенные-сформированные в результате отмирания организмов-рифостроителей (кораллов, мшанок), накопления их скелетных остатков в форме рифового тела и последующего его перекрытия непроницаемыми породами. Около 80 % залежей в мире связано с ловушками структурного класса, на долю ловушек иного происхождения (рифогенных, стратиграфических и литологических) приходится немного более 20 %. Каждая ловушка имеет различный генезис: Тектонический, Седиментационный, Денудационный. Понятие «залежь» и местоскопление нефти и газа. Залежь нефти и газа представляет собой естественное локальное промышленное скопление нефти и газа в проницаемых коллекторах (ловушках) различного типа. Залежь образуется в той части резервуара, в которой устанавливается равновесие между силами, заставляющими перемещаться нефть и газ в природном резервуаре, и силами, препятствующими этому перемещению. Местоскопление – это совокупность залежей, приуроченных к одной или нескольким ловушкам в недрах одной и той же ограниченной по размерам площади. Местоскопления бывают локальные (залежи и местоскопления) и региональные (зоны нефтегазонакопления, нефтегазоносные области и провинции). Классификация залежей. Залежью нефти и газа называют скопление полезного ископаемого, возникшее под влиянием гравитационных сил в ловушке природного резервуара. Залежь образуется в той части резервуара, в которой устанавливается равновесие между силами, заставляющими перемещаться нефть и газ в природном резервуаре, и силами, препятствующими этому перемещению. Залежи делятся на: Структурные Группа антиклинальных структур. Они приурочены к локальным поднятиям различного вида: - Сводовые залежи -Висячие залежи (располагаются на крыльях складки) - Тектонически-экранированные (формируются вдоль сбросов и взбросов) - Приконтактные (образуются на контакте продуктивного горизонта с соленым штоком или вулканогенными образованиями) Группа моноклинальных структур. Связаны с флексурными образованиями или со структурными носами, или с разрывными нарушениями. Группа синклинальных структур. Формируется в практически безводных коллекторах под действием сил гравитации, встречается крайне редко. Рифогенные. В рифогенном массиве кавернозность и трещиноватость очень неоднородна, поэтому коллекторские свойства могут меняться даже на незначительных расстояниях и дебиты скважины в различных частях массива неодинаковы. Литологические. Литологически-экранированные: Литологически-ограниченные: Стратиграфические. Залежи в коллекторах, срезанных эрозией и перекрытых непроницаемыми породами более молодого возраста. Миграция нефти и газа. Виды миграции. Миграция – это перемещение в осадочной оболочке. Путями миграции служат поры, трещины, каверны, а также поверхности наслоений, поверхности разрывных нарушений. Миграция может происходить в одной и той же толще или пласта (внутрипластовая, внутрирезервуарная), а также она может быть из одного пласта в другой (межпластовая, межрезервуарная). Первая осуществляется по порам и трещинам, а вторая – по разрывным нарушениям и стратиграфическим несогласиям. И та, и другая могут иметь боковое напряжение (вдоль напластования пластов) - латеральная, вертикальная миграция (перпендикулярно напластованию пластов). В зависимости от физического состояния у/в различаются: Молекулярная (движение у/в в растворенном состоянии вместе с водой) Фазовая (у/в находятся в свободном состоянии) Еще перемещение бывает в виде паров, способных преобразовываться в нефть и газ при изменении температуры и давления. По отношению к нефтегазоматеринским толщам: Первичная – процесс перехода у/в из пород, в которых они образовались, в коллекторы. Вторичная – перемещение у/в по породам-коллекторам, по разрывным нарушениям, трещинам и т.д. Понятие о нефтяной залежи, нефтяном месторождении. Источники пластовой энергии. Режимы разработки нефтяных залежей Нефть и газ скапливаются в пластах- коллекторах, в так называемых ловушках, образовавшихся в результате: 1)изгибов земной коры 2)выклинивания пласта 3)запечатывание пласта другими непроницаемыми породами             газ       газ    нефть нефть  вода нефть вода вода    Скопление нефти газа в ловушке одного или нескольких гидродинамически связанных пластов- коллекторов называется залежью. Пласты- коллектора состоят из проницаемых горных пород, которые переслаиваются с непроницаемыми горными породами, верхняя граница- кровля, нижняя граница – подошва. Складки, обращенные выпуклостью вверх, называются антиклиналями, а складки направленные выпуклостью вниз - синклиналями.  Антиклиналь Синклиналь Самая высокая точка антиклинали называется ее вершиной, а центральная часть сводом. Наклонные боковые части складок (антиклиналей и синклиналей) образуют крылья. Антиклиналь, крылья которой имеют углы наклона, одинаковые со всех сторон, называется куполом. Большинство нефтяных и газовых залежей мира приурочены к антиклинальным складкам. Обычно одна складчатая система слоев (пластов) представляет собой чередование выпуклостей (антиклиналей) и вогнутостей (синклиналей), причем в таких системах породы синклиналей заполнены водой, т.к. они занимают нижнюю часть структуры, нефть (газ) же, если они встречаются, заполняют поры пород антиклиналей. Газ, нефть и вода располагаются внутри ловушки под воздействием гравитационного фактора в зависимости от величины их плотностей. . Урок 7 Тема в журнале - Бурение нефтяных и газовых скважин. Скважиной называется цилиндрическая горная выработка в земной коре, имеющая при малом поперечном сечении весьма значительную длину и предназначенная для извлечения полезных ископаемых на поверхность. Начало скважины (на поверхности) называют устьем, ее конец- забоем. Все полое пространство от устья до забоя называется стволом. Скважины могут быть вертикальными или наклонно-направленными. В отдельных случаях бурят горизонтальные скважины. По назначению скважины делятся: 1) поисковые - для поисков новых залежей 2) разведочные - для изучения геологического строения и свойств продуктивных пластов с целью получения информации, необходимой для установления площадных размеров залежей и подсчетов запасов в них полезных ископаемых, а также для проектирования систем разработки 3) добывающие (эксплуатационные) – для извлечения из недр нефти и газа. 4) нагнетательные – для закачки в недра воды, воздуха или газа со специальными целями (поддержание пластового давления) 5) наблюдательные и контрольные – для наблюдения за ходом разработки залежи (для контроля Рпл, положения ВНК, ГНК) при помощи различных приборов, спускаемых в скважину 6) специальные: а) оценочные – для оценки нефтенасыщенности пластов, уточнения положения контуров нефтеносности и т.д. б) водозаборные – для водоснабжения буровых установок и систем нагнетания воды в продуктивные пласты в) поглощающие – для сброса сточных вод в глубоко залегающие пласты, чтобы не загрязнять поверхностные водоемы г) зажигательные – для образования очагов подземного горения нефти при использовании тепловых методов разработки Способы бурения: механическое, термическое, физико-химическое, элетроискровое. Широкое применение: механический способ бурения: ударный, ударно-вращательный, вращательный. Вращательное бурение. Скважина высверливается непрерывно вращающимся долотом. Разбуренные частицы породы в процессе бурения выносятся на поверхность непрерывно циркулирующей струей бурового раствора. В зависимости от местонахождения двигателя вращательное бурение разделяют на: роторное – двигатель находится на поверхности и приводит во вращение долото на забое колонной буровых труб; и бурение с забойным двигателем (турбиной) (гидравлическое или при помощи электрического бура) – двигатель переносится к забою скважины и устанавливается над долотом. Процесс бурения состоит из следующих операций: спуско- подъемных работ (опускание буровых труб с долотом в скважину до забоя и подъем буровых труб с отработанным долотом из скважины); работы долота на забое (разрушение породы долотом). Эти операции периодически прерываются для спуска обсадных труб в скважину, чтобы предохранять стенки скважины от обвалов и разобщить нефтяные и водяные горизонты. Пробурив с поверхности земли скважину, на глубину 30-600 м, в нее спускают кондуктор, служащий для перекрытия слабых (неустойчивых) пород или верхних притоков воды и для создания вертикального направления ствола скважины при дальнейшем бурении. После спуска кондуктора проводят цементирование (тампонаж), т.е. закачивают цементный раствор через обсадные трубы в кольцевое пространство между ними и стенками скважины. Цементный раствор, поднимаясь вверх, заполняет затрубное пространство. После затвердения цементного раствора бурение возобновляется. В скважину спускают долото, диаметр которого меньше диаметра предыдущей обсадной колонны. Затем в пробуренную до проектной глубины скважину опускают колонну обсадных труб (эксплуатирующих колонну) и цементируют ее. Если при бурении под эксплуатационную колонну возникают большие осложнения, то после кондуктора спускают одну или две промежуточные (технические) колонны. Полный цикл строительства скважины: Подготовительные работы – устройство подъездного пути, планировка площади, устройство фундаментов и т.п. ВМР – строительство или перетаскивание вышки, монтажно–бурового оборудования, установка его на фундаменте. Подготовительные работы и бурение скважины. Бурение скважины – проходка и крепление. Испытание скважины на приток нефти (освоение). Демонтаж бурового оборудования. Буровая установка – сложный комплекс машин, механизмов, аппаратуры, металлоконструкций, средств контроля и управления, расположенных на поверхности. В комплект буровой установки входят: -вышка для подвешивания талевой системы и размещения буровых труб, оборудование для СПО, оборудование для подачи и вращения инструмента, насосы для прокачивания промывочной жидкости, силовой привод, механизмы для приготовления и очистки промывочной жидкости, механизмы для автоматизации и механизации СПО, КИПиА. В комплект буровой установки входят также металлические основания, на которые монтируется оборудование. Понятие о конструкции скважин 1. Конструкция скважин Скважина – горная выработка (вертикальная или наклонная) круглого сечения глубиной от нескольких метров до нескольких километров и диаметром свыше 75 мм, сооружаемая в толще горных пород (рис. 2.1). Элементы скважины: · Устье – выход на поверхность; · забой – дно; · ствол или стенка – боковая поверхность. Расстояние от устья до забоя по оси ствола – длина скважины, а по проекции оси на вертикаль – ее глубина. Непрерывный рост добычи нефти и газа возможен лишь при условии бурения тысяч скважин, обеспечивающих разведку и ввод в эксплуатацию десятков новых нефтяных и газовых месторождений. Под конструкцией скважины понимают расположение обсадных колонн с указанием их диаметров, глубины перехода с большего диаметра скважины на меньший, глубины спуска обсадных колонн и интервалов их цементирования. Если в скважину, кроме направления и кондуктора, спускают только эксплуатационную колонну, конструкцию называют одноколонной. Если в скважину, кроме направления и кондуктора, спускают промежуточные и эксплуатационные колонны, то конструкцию называют двухколонной (при одной промежуточной колонне) или трехколонной (при двухпромежуточных колоннах).Конструкцию скважины выбирают с учетом геологических особенностей месторождения (глубины залегания зон обвалов, поглощений, водопроявлений, глубины расположения продуктивных горизонтов), вида добываемого продукта (нефть или газ), способов эксплуатации и бурения, техники и технологии бурения. После определения высоты подъема цементного раствора за эксплуатационной колонной осуществляют подвеску обсадных колонн на устье и обвязку их между собой колонной головкой, герметизирующей затрубное пространство.  Число спущенных в скважину обсадных колонн и их размеры, а также диаметры ствола под каждую колонну в совокупности с интервалами их цементирования определяют понятие конструкции скважин. В целом конструкция ствола скважины представлена в зависимости от геологических и технологических факторов несколькими концентрически спущенными на различную глубину колоннами обсадных труб:    Колонная головка       1   2  3 4  5   зумпф Направление (1)- для крепления верхнего интервала ствола скважины, вскрывающего рыхлые слабоустойчивые породы. Диаметр колонны-426 мм, глубина спуска до 50 м  кондуктор (2)- для крепления верхних слабоустойчивых пород разреза, изоляции верхних водоносных горизонтов от загрязнения. Диаметр колонны- 324мм ,глубина спуска до 500м промежуточная (техническая) (3) колонна для крепления стенок скважины и разобщения пластов. Диаметр колонны-219мм, глубина спуска до 2000м эксплуатационная (4) колонна- для крепления стенок разобщения продуктивных горизонтов и изоляции их от других горизонтов. Основное назначение- извлечение нефти и газа на поверхность. Диаметр колонны- 146; 139,7; 146; 168; 178 мм, спускается на глубину на 50м ниже проектного горизонта Глубина цементного стакана, остающегося в скважине после цементирования эксплуатационной колонны является искусственным забоем (5). Верхняя часть обсадных труб всех скважин заканчивается колонной головкой. Она предназначена для подвешивания и обвязки обсадных труб с целью герметизации всех межтрубных пространств, контроля и управления межтрубными проявлениями и служит основанием для устьевого оборудования. Урок 8 Бурильный инструмент Уроки 9-13 Практическая работа Самостоятельная работа 1.Оборудования для очистки и приготовления буровых растворов - работа с технической литературой ,устная защита 2. Бурение скважин в заданном направлении- реферат 3. Режимы бурения - конспект Тема 3.2. Технологический процесс добычи нефти и газа - 6ч, 10 ч практ. раб.; 4 ч- с/р Способы эксплуатации нефтяных и газовых скважин. Технологические схемы добычи нефти. Методика проектных и проверочных расчетов параметров технологических процессов добычи нефти фонтанным и механизированными способами. Проектирование оборудование для эксплуатации скважин. Урок 14-15 Тема в журнале - Способы добычи. Фонтанный и механизированный способы добычи. Самостоятельная работа - Оборудование устья скважин: 1.Устройство фонтанных арматуры. 2.Принцип работы и общее устройство установки скважинного центробежного электронасоса. Урок 16-17 Практическая работа «Проектирование технологического процесса добычи нефти и газа» Урок 18 Тема в журнале - Эксплуатация газовых скважин Самостоятельная работа - Оборудование устья скважин. Назначение и конструкция газлифтных клапанов и скважинных камер. Урок 19-21 Практическая работа «Проектирование технологического процесса добычи нефти и газа» Урок 22-29Тема 3.3. Технологический процесс сбора и подготовки скважинной продукции- 8ч, 8 ч.- практ. раб.; 8 ч- с/р Система сбора и внутрипромыслового транспорта нефти и газа, измерение скважинной продукции. Сепарация нефти от газа. Промысловые трубопроводы. Подготовка нефти, газа и воды. Проектирование технологических схем движения нефти, газа и воды от устья скважин до конечного пункта на месторождении, технологических схем работы промысловых установок. Урок 22-23Тема в журнале - Сбор и замер продукции на промысле.Самостоятельная работа - Старые методы измерения продукции скважин. Устройство ИЗУ. Урок 24-25 Тема в журнале - Промысловые трубопроводы, нефтегазовые сепараторы и нефтяные резервуары Самостоятельная работа - Применение ингибиторов коррозии Урок 26,27 Практическая работа «Проектирование технологического процесса сбора и подготовки скважинной продукции» Урок 28,29 Тема в журнале - Подготовка нефти и газа Самостоятельная работа - Насосные станции для перекачки нефти .Компрессорные станции для перекачки нефтяного газа. Урок 30-32 Тема в журнале - Тема 3.4. Технологический процесс подземного ремонта - 4ч, 2 ч.- практ. раб.; 6 ч- с/р. Технология капитального и текущего ремонтов. Методика расчета параметров технологических процессов при ремонте скважин. Нормирование операции (подготовительно-заключительные, вспомогательные и спуско-подъемные операции) при подземном ремонте. Самостоятельная работа- Оборудование для подземного ремонта скважин Практическая работа« Проектирование технологического процесса подземного ремонта скважин» |