ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ И ЛИКВИДАЦИЯ ОСЛОЖНЕНИЙ ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН В МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ПОРОДАХ. Тиунов Александр Алексеевич 46группа бурение. Вариант 39. Реферат по дисциплине Технология бурения нефтяных и газовых скважин по теме

• Название: Реферат по дисциплине Технология бурения нефтяных и газовых скважин по теме
• Анкор: ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ И ЛИКВИДАЦИЯ ОСЛОЖНЕНИЙ ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН В МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ПОРОДАХ
• Дата: 03.03.2021
• Размер: 16.44 Kb.
• Имя файла: Тиунов Александр Алексеевич 46группа бурение. Вариант 39.docx
• Тип: Реферат; #181520

Министерство Науки и высшего образования росийской федерации

федеральное государственное бюджетное образовательное

учереждение высшего образования

удмуртский государственный университет

институт нефти и газа им. м.с.гуцериева

«кафедра Бурения нефтяных

и газовых скважин»













Реферат по дисциплине Технология бурения нефтяных и газовых скважин по теме

предупреждение и ликвидация осложнений при бурении скважин в многолетнемерзлых породах







Выполнил: студент группы ЗПБ-21.03.01-46(Б)

Тиунов Александр Алексеевич

Проверил

Дорофеев Николай Петрович









Ижевск 2021

Согласно принятой терминологии мерзлыми породами называ­ются такие породы, которые имеют нулевую или отрицательную температуру, и в которых хотя бы часть воды замерзла.

Суммарная льдистость мерзлой породы Л_с — отношение содер­жащегося в объеме породы льда к объему мерзлой породы — оп­ределяется из следующего выражения, %:

л_с = л_в + л_ц,

где Л_в — льдистость породы, избыточная за счет ледяных включе­ний, %;

Л_ц — льдистость породы за счет порового льда (льда-це­мента), %.

По льдистости мерзлые породы делятся на малольдистые (со­держание льда менее 10 %), слабольдистые (менее 25 %), льдис­тые (25...40%) и сильнольдистые (более 40%).

Многолетнемерзлые (вечномерзлые) породы (ММП) — это породы, находящиеся в мерзлом состоянии в течение многих лет (от трех и более).

В верхней части геологического разреза многих северных райо­нов (Коми, Западная Сибирь, Аляска, Канада и др.) залегает тол­ща многолетнемерзлых пород; мощность этой толщи иногда дос­тигает 500 м и более. В состав ее могут входить как хорошо связанные прочные породы (известняки, песчаники и т.п.), так и поро­ды несвязанные (пески, галечники и т.п.), единственным цемен­тирующим материалом для которых является лед.

При бурении в толще многолетнемерзлых пород возникают сле­дующие осложнения:

интенсивное кавернообразование (К_к > 1,5) в интервалах за­легания ММП и низкотемпературных талых пород (НТП), осыпи и обвалы пород, приводящие к прихвату, слому бурильного ин­струмента; размыв, провалы фундамента под буровой установ­кой в результате протаивания мерзлых пород, прилегающих к по­верхности; протаивание, размыв ММП и НТП за направлением, кондук­тором, проникновение бурового раствора в затрубное простран­ство, в том числе соседних близкорасположенных скважин при бурении с поглощением бурового раствора с частичной или пол­ной потерей его циркуляции в стволе, грифонообразование; недопуск обсадных колонн до проектной глубины, неподъем цемента за направлением, кондуктором, разгерметизация резьбо­вых соединений, смятие обсадных колонн, насосно-компрессорных труб в случае обратного промерзания при длительных просто­ях, консервации скважин; примерзание спускаемых обсадных колонн к стенке скважины в интервале залегания ММП в зимний период; выбросы бурового раствора, воды, газа из-за наличия зажатых между мерзлых вод и пропластков гидратов.

Бурение скважины в ММП должно осуществляться в строгом соответствии с Регламентом технологии строительства скважин в условиях многолетнемерзлых пород с контролем качества в про­цессе бурения и крепления (РД 39-009-90 Миннефтегазпрома). Согласно этому регламенту, скважина считается качественно по­строенной в интервале залегания ММП, если в результате при­менения выбранной конструкции и технологии бурения пре­дотвращаются осложнения, перечисленные выше; обеспечива­ется К_к < 1,3 в интервале криолитовой зоны и спуска кондуктора; качество цементирования 40 % длины колонны в интервале крио­литовой зоны отмечается как хорошее и удовлетворительное, при­чем ниже криолитовой зоны, над башмаком кондуктора, на высо­ту не менее чем 60 м, как хорошее.

Конструкция скважин в зоне залегания ММП должна обеспе­чивать надежную сохранность ее устья, предотвращать промыв бу­ровым раствором затрубного пространства за направлением и кон­дуктором, а также образование воронок, провалов пород в приус­тьевой зоне в процессе всего цикла строительства скважины, а также при ее испытании и дальнейшей эксплуатации.

Эксплуатационная колонна в интервалах залегания ММП дол­жна состоять из труб, выдерживающих давления, которые возникают при обратном промерзании затрубных и межтрубных про­странств. При использовании труб меньшей прочности должны осу­ществляться специальные мероприятия (управляемое заморажи­вание затрубного пространства, периодические прогревы) предотвращающие смятие колонн и нарушение резьбовых соеди­нений при обратном промерзании.

Основным способом предотвращения осложнений при буре­нии в многолетнемерзлых породах является сохранение отрица­тельной температуры стенок скважины. Для этой цели применя­ют различные буровые среды: от охлажденного воздуха и буровых растворов до устойчивой пены. При использовании буровых ра­створов на водной основе приходится также решать проблему пре­дупреждения замерзания раствора при длительном прекращении промывки.

После разбуривания всей толщи многолетнемерзлых пород ствол скважины закрепляют обсадной колонной, башмак которой уста­навливают на 100... 150 м ниже глубины промерзания. При цемен­тировании следует подбирать цементы с низкой температурой гид­ратации, низкой теплопроводностью и высокой скоростью выде­ления тепла при гидратации. В газовых и газоконденсатных сква­жинах кольцевое пространство между кондуктором и стенками ствола скважины рекомендуется герметизировать с помощью пакера, устанавливаемого в 10... 20 м от башмака. Это позволяет пре­дотвратить прорыв в заколонное пространство и образование гри­фонов вокруг устья скважин, что часто наблюдается при растепле­нии мерзлых пород.

Учитывая, что зона ММП, как правило, состоит из рыхлых и неустойчивых пород, большое значение имеет продолжитель­ность бурения под кондуктор, которая должна составлять (для ус­ловий Западной Сибири) не более 1 ...2 сут. За это время при при­менении качественного глинистого раствора с температурой не выше 5 °С осложнений, как правило, не бывает, и спуск колонны происходит нормально. Если же продолжительность бурения по каким-либо причинам увеличивается до 4...5 сут и более, то воз­никают обвалы и необходимость в многократных проработках.