Бакалаврская работа тема работы Технологические решения для строительства разведочной вертикальной скважины глубиной 2490 метров на нефтяном месторождении (Томская область)
 Скачать 2.14 Mb.
|
|
Министерство образования и науки Российской Федерации федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Инженерная школа природных ресурсов Направление подготовки 21.03.01 Нефтегазовое дело » Отделение нефтегазового дела БАКАЛАВРСКАЯ РАБОТА Тема работы Технологические решения для строительства разведочной вертикальной скважины глубиной 2490 метров на нефтяном месторождении (Томская область) УДК622.243.22:622.143:622.276(571.16) Студент Группа ФИО Подпись Дата З-2Б42Т Феоктистов Станислав Игоревич Руководитель ВКР Должность ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата Доцент Ковалев Артем Владимирович к.т.н КОНСУЛЬТАНТЫ По разделу Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение Должность ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата ст. преподаватель Вершкова Елена Михайловна По разделу Социальная ответственность Должность ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата ст. преподаватель Алексеев Николай Архипович ДОПУСТИТЬ К ЗАЩИТЕ Руководитель ООП ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата ст. преподователь Максимова Юлия Анатольевна Томск – 2018 г 2 Министерство образования и науки Российской Федерации федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Инженерная школа природных ресурсов Направление подготовки 21.03.01 Нефтегазовое дело » Отделение нефтегазового дела УТВЕРЖДАЮ Руководитель ООП _____ _______ Максимова Ю.А Подпись) (Дата) (Ф.И.О.) УТВЕРЖДАЮ: Руководитель ООП _____ _______ ____________ Подпись) (Дата) (Ф.И.О.) ЗАДАНИЕ на выполнение выпускной квалификационной работы В форме Бакалаврской работы Студенту Группа ФИО З-2Б42Т Феоктистову Станиславу Игоревичу Тема работы Технологические решения для строительства разведочной вертикальной скважины глубиной 2490 метров на нефтяном месторождении (Томская область) Утверждена приказом директора (дата, номер) Срок сдачи студентом выполненной работы 14.06.2018 ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ Исходные данные к работе наименование объекта исследования или проектирования производительность или нагрузка режим работы (непрерывный, периодический, циклический и т. д вид сырья или материал изделия требования к продукту, изделию или процессу особые требования к особенностям функционирования эксплуатации) объекта или изделия в плане безопасности эксплуатации, влияния на окружающую среду, энергозатратам экономический анализ и т. д.). Геолого-технические условия бурения скважины на нефтяном месторождении (Томская область, с ожидаемым притоком Q = 140 м 3 /сутки. Перечень подлежащих исследованию, проектированию и разработке вопросов аналитический обзор по литературным источникам с целью выяснения достижений мировой науки техники в рассматриваемой области постановка задачи исследования, проектирования, конструирования содержание процедуры исследования, проектирования, конструирования обсуждение результатов выполненной работы наименование дополнительных разделов, подлежащих разработке заключение по работе ОБЩАЯ И ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 1.1 Геологические условия бурения 1.2 Нефтегазоводоносность по разрезу скважины 1.3 Зоны возможных осложнений ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 2.1 Обоснование и расчет профиля скважины 2.2 Обоснование конструкции скважины 2.2.1 Обоснование конструкции эксплуатационного забоя 3 2.2.2 Построение совмещенного графика давлений 2.2.3 Определение числа обсадных колонн и глубины их спуска 2.2.4 Выбор интервалов цементирования 2.2.5 Расчет диаметров скважины и обсадных колонн 2.2.6 Проектирование обвязки обсадных колонн 2.3 Углубление скважины 2.3.1 Выбор способа бурения 2.3.2 Выбор породоразрушающего инструмента 2.3.2.1 Выбор типа калибратора 2.3.3 Расчет осевой нагрузки на долото по интервалам горных пород 2.3.4 Расчет частоты вращения долота 2.3.5 Выбор и обоснование типа забойного двигателя 2.3.6 Выбор компоновки и расчет бурильной колонны 2.3.7 Обоснование типов и компонентного состава буровых растворов 2.3.8 Выбор гидравлической программы промывки скважины 2.3.9 Технические средства и режимы бурения при отборе керна 2.4 Проектирование процессов заканчивания скважин 2.4.1 Расчет обсадных колонн на прочность 2.4.1.1 Исходные данные для расчета действующих нагрузок 2.4.1.2 Расчет наружных избыточных давлений 2.4.1.3 Расчет внутренних избыточных давлений 2.4.1.4 Конструирование обсадной колонны по длине 2.4.2 Расчет и обоснование параметров цементирования эксплуатационной колонны 2.4.2.1 Обоснование способа цементирования 2.4.2.2 Расчет объёмов буферной жидкости, тампонажного раствора и продавочной жидкост 2.4.2.3 Определение необходимых количеств компонентов тампонажного раствора 2.4.2.4 Выбор типа и расчёт необходимого количества цементировочного оборудования 2.4.3 Выбор технологической оснастки обсадных колонн Проектирование процессов испытания и освоения скважин 2.5 Выбор буровой установки 3 ГИБРИДНЫЕ ДОЛОТА Перечень графического материала сточным указанием обязательных чертежей) 1. Геолого-технический наряд 2. Компоновка бурильной колонны Консультанты по разделам выпускной квалификационной работы с указанием разделов 4 Раздел Консультант Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение Вершкова Елена Михайловна Социальная ответственность Алексеев Николай Архипович Названия разделов, которые должны быть написаны на русском и иностранном языках 1. Общая и геологическая часть 2. Технологическая часть 3. Гибридные долота 4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 5. Социальная ответственность Дата выдачи задания на выполнение выпускной квалификационной работы по линейному графику 15.02.2018 г. Задание выдал руководитель Должность ФИО Ученая степень, звание Подпись Дата Ассистент Башкиров Иван Александрович Задание принял к исполнению студент Группа ФИО Подпись Дата З-2Б42Т Феоктистов Станислав Игоревич 5 РЕФЕРАТ Выпускная квалификационная работа содержит 80 с, 14 рис, 31 табл, 30 литературных источников, 15 прил. Выпускная квалификационная работа содержит такие ключевые слова, бурение, глубина 2490, вертикальная скважина, закрытый забой, гибридное долото, месторождение, перфорация, интенсификация притока, буровой раствор, буровая установка, заканчивание скважины, экономическая часть, экология, техника безопасности. Объектом исследования является разведочная вертикальная скважина глубиной 2490 метров на нефтяном месторождении (Томская область. Цель работы – проектирование технологического решения для строительства разведочной вертикальной скважины глубиной 2490 метров на нефтяном месторождении. В процессе работы проводилось проектирование технологических решений по строительству разведочной вертикальной скважины, построение геолого-технического наряда и компоновки низа бурильной колонны, рассмотрены современные тенденции гибридных долот. В результате исследования были спроектированы технологические решения на строительство разведочной вертикальной нефтяной скважины глубиной 2490 м. Основные конструктивные, технологические и технико- эксплуатационные характеристики вертикальная одноколонная разведочная скважина с закрытым забоем, с рекомендуемыми режима бурения, отбора керна и интервалами спуска, цементирования обсадных колонн. Область применения строительство разведочных вертикальных скважин. Экономическая эффективность работы, снижение себестоимости строительства разведочной вертикальной скважины. 6 ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ, СОКРАЩЕНИЯ В данной работе применены следующие обозначения и сокращения с соответствующими расшифровками ЗУМППФ – зона успокоения механических примесей пластового флюида ПВО - противовыбросовое оборудование ВЗД – винтовой забойный двигатель ОТТМ – муфтовое резьбовое соединение обсадной трубы, трапецеидальная КПО - кумулятивное перфорационное оборудование МСП – механическая скорость проходки КНБК – компоновка низа бурильной колонны УБТ – утяжеленные бурильные трубы ТБВК - Трубы бурильные стальные бесшовные с высаженными внутрь концами и коническими стабилизирующими поясками ОЗЦ - ожидания затвердения цемента СПО - спуско-подъемные операции УВ – условная вязкость ПВ – пластическая вязкость БУ – буровая установка БКП – башмак колонный ЦКОД – центральный клапан обратного действия ЦЦ – центратор цементировочный ГЦУ – головка цементировочная универсальная ПРП-Ц – пробка разделительная продавочная цементировочная. В тексте документа применены сокращения, установленные в национальных стандартах и соответствующие правилам русской орфографии т.д. – так далее т.п. – тому подобное и др. – и другие шт. – штуки наруж. – наружний, внутр. - внутренний и др. 7 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ ..................................................................................................................................................... 10 1 ОБЩАЯ И ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ................................................................................................... 11 1.1 Геологические условия бурения ......................................................................................................... 11 1.2 Нефтегазоводоносность по разрезу скважины .................................................................................. 11 1.3 Возможные осложнения по разрезу скважины ................................................................................. 12 2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА ............................................................................................. 13 2.1 Обоснование и расчет профиля скважины ........................................................................................ 13 2.2 Обоснование конструкции скважины ................................................................................................ 13 2.2.1 Обоснование конструкции эксплуатационного забоя и выбор способа заканчивания скважин ................................................................................................................................................... 13 2.2.2 Построение совмещенного графика давлений ........................................................................... 13 2.2.3 Определение числа обсадных колонн и глубины их спуска ..................................................... 14 2.2.4 Выбор интервалов цементирования ............................................................................................ 14 2.2.5 Расчет диаметров скважины и обсадных колонн ....................................................................... 15 2.2.6 Проектирование обвязки обсадных колонн ................................................................................ 16 2.3 Углубление скважины ......................................................................................................................... 17 2.3.1 Выбор способа бурения ................................................................................................................ 17 2.3.2 Выбор породоразрушающего инструмента ................................................................................ 18 2.3.2.1 Выбор типа калибратора ............................................................................................................ 18 2.3.3 Расчет осевой нагрузки на долото по интервалам горных пород ............................................. 19 2.3.4 Расчет частоты вращения долота ................................................................................................. 20 2.3.5 Выбор и обоснование типа забойного двигателя ....................................................................... 21 2.3.6 Выбор компоновки и расчет бурильной колонны. 22 2.3.7 Обоснование типов и компонентного состава буровых растворов .......................................... 22 2.3.8 Выбор гидравлической программы промывки скважины ......................................................... 23 2.3.9 Технические средства и режимы бурения при отборе керна .................................................... 24 2.4 Проектирование процессов заканчивания скважин .......................................................................... 26 2.4.1 Расчет обсадных колонн на прочность ....................................................................................... 26 2.4.1.1 Исходные данные для расчета действующих нагрузок .......................................................... 26 2.4.1.2 Расчет наружных избыточных давлений ................................................................................. 26 2.4.1.3 Расчет внутренних избыточных давлений ............................................................................... 29 2.4.1.4 Конструирование обсадной колонны по длине ....................................................................... 32 2.4.2 Расчет и обоснование параметров цементирования эксплуатационной колонны .................. 32 2.4.2.1 Обоснование способа цементирования .................................................................................... 32 2.4.2.2 Расчет объёмов буферной жидкости, тампонажного раствора и продавочной жидкости .. 33 2.4.2.3 Определение необходимых количеств компонентов буферной жидкости и тампонажного раствора ................................................................................................................................................... 33 8 2.4.2.4 Выбор типа и расчёт необходимого количества цементировочного оборудования ............ 34 2.4.3 Выбор технологической оснастки обсадных колонн ................................................................. 35 2.4.4 Проектирование процесса испытания и освоения скважины ................................................... 36 2.4.4.1 Проектирование перфорационного оборудования для вторичного вскрытия продуктивного пласта ............................................................................................................................ 36 2.4.4.2 Выбор пластоиспытателя........................................................................................................... 37 2.4.4.3 Проектирование оборудования для вызова притока методом свабирования ....................... 38 2.5 Выбор буровой установки ................................................................................................................... 40 3 ГИБРИДНЫЕ ДОЛОТА ............................................................................................................................. 42 3.1 Назначение и классификация буровых долот ................................................................................... 42 3.2 Задача гибридных долот ...................................................................................................................... 43 3.3 Долота Kymera ...................................................................................................................................... 44 3.4 Долота SteeringWheel ........................................................................................................................... 45 3.5 Долота Fusetek ...................................................................................................................................... 47 4 ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ............................................................................. 52 4.1.1 Основные направления деятельности нефтяной компании ООО«Газпромнефть-Восток» ... 52 4.1.2 Организационная структура управления предприятием ........................................................... 53 4.1.3 График работы и обслуживающий персонал .............................................................................. 54 4.2 Расчет нормативной продолжительности строительства скважин ................................................. 54 4.2.1 Расчет нормативного времени на механическое бурение ......................................................... 55 4.2.2 Расчет нормативного времени на спускоподъемные операции ................................................ 56 4.2.3 Расчет нормативного времени на установку центрирующих фонарей .................................... 58 4.2.4 Расчет нормативного времени ожидания затвердевания цемента. 58 4.2.5 Расчет нормативного времени на разбуривание цементной пробки ........................................ 59 4.2.6 Расчет нормативного времени на геофизические работы ......................................................... 60 4.2.7 Расчет затратна прочие вспомогательные работы, неучтенные укрупненными нормами .. 60 4.2.8 Расчет нормативных затрат времени на проведение ремонтных работ ................................... 61 4.3 Сметная стоимость строительства скважины .................................................................................... 61 4.3.1 Определение проектной продолжительности бурения и крепления скважины ...................... 61 4.4 Расчет технико-экономических показателей ..................................................................................... 62 5 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ................................................................................................... 65 5.1 Производственная безопасность ......................................................................................................... 65 5.1.1 Анализ опасных факторов и мероприятия по их устранению .................................................. 65 5.1.2 Анализ вредных факторов и мероприятия по их устранению .................................................. 71 5.2 Экологическая безопасность ............................................................................................................... 74 5.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях .......................................................................................... 76 5.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ............................................... 78 9 ЗАКЛЮЧЕНИЕ .............................................................................................................................................. 80 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ .......................................................................................... 81 Приложение А ................................................................................................................................................ 84 Геологические условия бурения скважины ............................................................................................. 84 Приложение Б ................................................................................................................................................. 91 Нефтегазоводоносность по разрезу скважины ........................................................................................ 91 Приложение В ................................................................................................................................................ 92 Возможные осложнения по разрезу скважины ....................................................................................... 92 Приложение Г .............................................................................................................................................. 93 Cовмещенный график давлений ............................................................................................................... 93 Приложение Г .............................................................................................................................................. 94 Расчет диаметров скважины и обсадных колонн .................................................................................... 94 Приложение Д ............................................................................................................................................. 95 Выбор породоразрушающего инструмента ............................................................................................. 95 Приложение Д ............................................................................................................................................. 96 Выбор компоновки и расчет бурильной колонны .................................................................................. 96 Приложение Д ............................................................................................................................................. 99 Обоснование типов и компонентного состава буровых растворов ....................................................... 99 Приложение Д ........................................................................................................................................... 103 Гидравлическая программа промывки скважины ................................................................................. 103 Приложение Е ............................................................................................................................................... 105 Технологическая схема обвязки цементировочного оборудования .................................................... 105 Приложение И .............................................................................................................................................. 106 Организационная структура управления предприятия ООО «Газпромнефть-Восток» .................... 106 Приложение К .............................................................................................................................................. 107 Расчет нормативной продолжительности строительства скважины ................................................... 107 Приложение Л .............................................................................................................................................. 109 Сметная стоимость строительства скважины ........................................................................................ 109 Приложение М .............................................................................................................................................. 118 Производственная безопасность ............................................................................................................. 118 Приложение Н .............................................................................................................................................. 119 Экологическая безопасность ................................................................................................................... 119 10 ВВЕДЕНИЕ Нефтегазовые ресурсы являются важнейшими источниками энергии для всего мира. Они используются в качестве сырья для изготовления различных продуктов, таких как синтетические масла, пластик, полиэтилен, смазки и многое другое. На сегодняшний день невозможно представить жизнедеятельность человека с отсутствием этих ресурсов. Главным этапом в процессе добычи полезных ископаемых является строительство скважины. От качества спроектированной скважины зависит и то, сколько в конечном итоге будет извлечено нефти или газа на поверхность. Вовремя бурения необходимо обеспечивать наиболее рациональное проектирование техники и технологии строительства скважины, качественное вскрытие продуктивного пласта и цементирование ствола скважины, отсутствие аварий и осложнений. Первая в мире нефтяная скважина была пробурена в 1846 году в посёлке Биби-Эйбат, что недалеко от Баку, входивший тогда в Российскую империю. Это стало отправной точкой для развития нефтяной индустрии по всему миру. Сегодняшнее место Российской Федерации в нефтяном секторе мира достаточно солидно, Российские запасы нефти оцениваются в 13 процентов от мировых. В данной работе представлено проектирование строительства разведочной скважины на нефть в Томской области включающий в себя технические решения для достижения высоких технико-экономических показателей, и выбор оборудования с целью обеспечения высокой продуктивности и долговечности скважины, атак же раздел социальной ответственности. 11 |