Реферати українською » Геология » Експлуатаційні свердловини для освоєння родовищ Західного Сибіру


Реферат Експлуатаційні свердловини для освоєння родовищ Західного Сибіру

і навіть до аварій. Для роторного буріння потрібні бурильні труби підвищеної міці й збалансований важкий низбурильной колони [1].

Враховуючи той факт, що у Західного Сибіру бурінняелектробурами не застосовується, і навіть згеолого-технологических умов буріння, вибирається буріння з допомогою гідравлічних забійних двигунів. Це дозволить домогтися простоти конструкції свердловини завдяки тому, що колона бурильних труб не обертається, цим виключається можливість небажаних осипів, обвалів стінок свердловини, позаяк буріння у цих геологічних умовах йде по хистким гірським породам.


2.2 Конструкція і профіль проектної свердловини

2.2.1 Проектування та обґрунтування конструкції свердловини

Під конструкцією експлуатаційного забою розуміється конструкція низуобсадной експлуатаційної колони у районі продуктивного пласта. Конструкція має відповідати певним вимогам:

1. Пристрій стовбура у процесі період експлуатації.

2. Проведення технологічних операцій із підвищенню нафтовіддачі.

3. Можливість проведенняремонтно-изоляционних робіт.

4. Максимальна продуктивність свердловини.

З усіх наявних способів устрою експлуатаційного забою для конкретних умов даної свердловини: колектор хитливий, водоносний обрій лежить нижче підошви продуктивного пласта на 10 метрів, вибираємо наступний метод: стовбур свердловини вище продуктивного горизонту при первинному розтині залишається питанням відкритим, не закріплений обсадними трубами, розтин продуктивного горизонту складаєпромивочной рідини, які забезпечують схоронність відкритого стовбура свердловини. І тут буриться до глибини, на 50 м нижче підошви продуктивного горизонту. Потім у свердловину спускається до забоюобсадная колона іцементируется у всій довжині, згодомобсадная колона і цементний камінь у районі експлуатаційного об'єктаперфорируется [2].

Цей метод має такі гідності: простий у реалізації; дозволяєселективно повідомляти свердловину із кожнимпропластком продуктивної поклади; вартість власне бурових робіт може бути меншою, аніж за інші методи.

Під несумісними умовами буріння розуміють таке застосування обох, коли задані параметри процесів буріння нижчого інтервалу свердловини викличуть ускладнення впробуренномвишележащем інтервалі, якщо не закріплено колоною. Для цього він будується графік об'єднаних тисківрис.2.1 підставі даних, які утабл.1.5 За графіком визначається число та глибина спуску обсадних проміжних колон.

Тиск стовпапромивочной рідини повинна перевищуватиРпл на глибині 0 - 1200 метрів на 10 - 15%, але з більш 1,5МПа, на глибині 1200 - 2500 м на майже 7 - 10%, але з більш 2,5МПа, на глибині 2500 - 2830 м на майже 7 - 4%, але з більш 3,5МПа [3].

З графіка слід, що інтервали, несумісні в умовах буріння розрізі відсутні. Необхідна умоваРпл <>Рбр <>Ргр виконується.

>Проектируемое число і глибини спуску обсадних колон має забезпечити:

>Долговечность свердловини.

>Герметичное роз'єднання всіх проникних порід.

Збереження запасів з корисними копалинами.

Мінімальну ймовірність ускладнень.

Мінімальнуметаллоемкость.

Мінімум витрат за одиницю видобутої продукції.

Практично обов'язковими є кондуктор і експлуатаційна колона, напрям відсутня, позаяк буріння і кріплення кондуктора триває дві доби і розмиву гирла немає.

Мінімальна глибина спуску кондуктора М до вираховується за формулою, представленої у [1], з умови попередженнягидроразрива гірських порід:

МДо (РПЛ -10-6>LqФ) / (>РГР -0,1qФ) м, (2.1)

де РПЛ - максимальне пластовий тиск у свердловині,МПа; L - глибина свердловини, м;qФ - питому вагу флюїду,Н/м3ГР - максимальний градієнтгидроразрива порід,МПа/м.

МДо (28,5 - 10-6>28250,76104) / (0,2 -0,10,76104) = 480 м.

Приймається глибина спуску кондуктора з те, що свердловина похило спрямована, за вертикаллю 600 метрів за довжиною стовбура 650 м, виходячи з обраного способу розтину продуктивного горизонту, експлуатаційна колона спускається на глибину 2825 (3100) м.

Розрахунок конструкції свердловини здійснюється знизу в вгору. У цьому вихідним є діаметр найнижчої колони, у разі - експлуатаційної, який приймається залежно від очікуваного дебіту, припливу і умов випробування, експлуатації і ремонту свердловини. Очікуваний дебіт проектованої свердловини дорівнює 120тонн/сутки. Для даного дебіту котрий рекомендується діаметр експлуатаційної колони становить 0,146 м [].

Діаметр долота для буріння стовбура під експлуатаційну колону вираховується за формулою:

>dебуд=>dем+>2dдо м, (2.2)

деdебуд - діаметр долота під цю колону, м;dем - зовнішнє діаметр муфт обсадних труб, м;dдо - мінімально необхідний радіальний зазор для вільного проходу колони у замкову шпарину При спуску, м.

>Наружний діаметр муфт для обсадних труб діаметром 0,146 м - 0,166 м, мінімально необхідний радіальний зазор для вільного проходу колони у замкову шпарину При спуску обсадних труб діаметром 0,146 м -0,01…0,015м [4].

>dебуд=>0,166+2 (0,01…0,015) =0,186…0, 196 м.

Приймається діаметр долота рівний 0,2159 м, оскільки досвід буріння свердловин наИгольско-Таловом родовищі показує ефективність використання доліт з цим діаметром цьому інтервалі.

Внутрішній діаметр попередньоїобсадной колони (кондуктора) розраховується так:

>dдов=>dебуд+>2d м, (2.3)

деdдов - внутрішній діаметр кондуктора, м;

>dебуд - діаметр долота під експлуатаційну колону, м;

>d - мінімально необхідний радіальний зазор для вільного проходу всередині даної колони долота для буріння під експлуатаційну колону, м.

>Минимально необхідний радіальний зазор дорівнює0,005…0,01м.

>d дов=>0,2159+2 (0,005…0,01) =0,2259…0,2359 м.

Приймаємообсадние труби з діаметром зовнішнім 0,2445 м.

Діаметр долота для буріння стовбура під кондуктор вираховується за формулою 2.2Наружний діаметр муфт для обсадних труб діаметром 0,2445 м - 0,270 м, мінімально необхідний радіальний зазор для вільного проходу колони у замкову шпарину При спуску обсадних труб діаметром 0,270 м - 0,02…0,025 м [4].

>d добуд=>0,270+2 (0,02…0,025) =0,310…0,320 м.

Вибираємо долото діаметром 0,2953 м, оскільки досвід буріння свердловин наИгольско-Таловом родовищі показує ефективність використання доліт з цим діаметром цьому інтервалі.

>Сводние даних про діаметрах доліт і обсадних колон наведені утабл.2.1

Таблиця 2.1 Діаметр доліт і обсадних колон

Назваобсадной

колони

Діаметробсадной колони, м

Діаметр доліт під

>обсадную колону, м

>Кондуктор 0,2445 0,2953
>Эксплуатационная 0,146 0,2159

2.2.2 Обгрунтування і розрахунок профілю проектної свердловини

Проектування профілів похило спрямованих свердловин полягає, по-перше, у виборі типу профілю, по-друге, у визначенні інтенсивності викривлення на окремі ділянки стовбура, і він, у розрахунку профілю, що включає розрахунок довжин, глибин за вертикаллю і відходів за горизонталлю кожному за інтервалу стовбура та свердловини загалом [5].

Профіль похило спрямованої свердловини вибирається те щоб при мінімальних витратах грошей і їхньому проходку було забезпечено потрапляння свердловини в задану точку продуктивного пласта при допустимому відхиленні.

>Профили свердловини класифікують за кількістю інтервалів стовбура. За інтервал приймається ділянку свердловини за незмінною інтенсивністю викривлення. По зазначеному ознакою профілі похило спрямованих свердловин поділяються двома, трьох, чотирьох, п'ятьох і більшеинтервальние. З іншого боку, профілі поділяються на плоскі - які працюють у одній вертикальній площині, і просторові, які становлять просторову криву лінію. У розділі розглядаються лише плоскі профілі [5].

З умов, які у спеціальної частини дипломного проекту, для реалізації поставлених завдань застосуємопятиинтервальний профіль свердловини (>рис.2.2). Цей тип профілю свердловини включає вертикальний ділянку, ділянку набору зенітного кута, ділянку стабілізації зенітного кута, ділянку падіння зенітного кута до 00 або близьких щодо нього значень і друге вертикальний ділянку.

Під час проведення розрахунків користуємося такими умовними позначками: h - глибина свердловини за вертикаллю, м; P.S - загальний відхід свердловини (усунення), м; n - вертикальна проекціяn-го інтервалу, м;Sn - горизонтальна проекціяn-го інтервалу, м;ln - довжинаn-го інтервалу, м;Rn - радіус кривизниn-го інтервалу, м; L - глибина свердловини стовбуром, м;qn - зенітний кут свердловини наприкінціn-го інтервалу, град.


При розрахункупятиинтервального профілю свердловини користуються такими проектними даними: глибина свердловини за вертикаллю (до підошви продуктивного пласта)h=2760 м; загальний відхід свердловиниS=1149 м; можлива довжина інтервалу стабілізації l3=2249 м; радіус кривизни 4-го інтервалу R4=498 м; встановлюється довжина п'ятого вертикального ділянки H5=>250м.

Далі визначаються проміжніпараметриR0 і М по формулам:

R0= R2+ R4 м; (2.4)

R0= 401+498=899 м;

М=h-Н15 м; (2.5)

М= 2760-100-250=2410 м.

>Зенитний кут наприкінці другого інтервалу за такою формулою 2.6 становитиме:

>q2=>arcsin (R0 · H- (R0-P.S) (H2-P.S· (>2·R0-P.S) 2) 0,5/ (H2+ R02 - P.S · (2 ·R0-P.S))) град; (2.6)

>q2=>arcsin (899· 2410- (899-1149) · (24102-1149· (2·899-1149) 2) 0,5/ (24102+ 8992 - 1149 · (2 ·899-1149))) =27,75 град

Розрахунок профілю другою інтервалі ведеться за наступним формулам:

l2 =0,01745· R2q2 м; (2.7)

l2 =0,01745· 401 ·27,75 =194 м;

М2= R2 ·>sinq2 м; (2.8)

М2= 401sin27,75=186 м;

P.S2= R2 · (>1-cosq2) м; (2.9)

P.S2= 401 · (>1-cos 27,75) =46 м.

Інші параметри визначаються за такими формулам:

М3= h - М1 - М5- (R2+ R4) ·sinq2 м; (2.10)

М3= 2760-100 - 250- (401+ 498) ·sin27,75=1992 м

l3= М3/>cosq2 м; (2.11)

l3=1991/cos 27,75=2249 м;

P.S3= М3 ·tgq2 м; (2.12)

P.S3= 1991 ·tg27,75=1046 м;

l4 =0,01745· R4 ·>q2 м; (2.13)

l4 =0,01745· 498 ·27,75=242 м;

P.S4= R4 · (>1-cosq2) м; (2.14)

P.S4= 498 · (>1-cos 27,75) =57 м;

М4= R4 ·>sinq2 м; (2.15)

М4= 498 ·>sin27,75=232 м;

L= М1+ l2+ l3+ l4+ М5 м; (2.16)

L= 100+ 194+ 2249+ 242+ 250=3035 м

h= М1+ М2+ М3+ М4+ М5 м; (2.17)

h= 100+186+1992+232+250=2760 м

P.S= P.S2+ P.S3+ P.S4 м; (2.18)

P.S= 46+1046+57=1149 м.

Усі розрахункові параметри заносять у програму на проводку похило спрямованої свердловини відображеній втабл.2.2

Таблиця 2.2 Програма на проводку похило спрямованої свердловини

Інтервал, м >Зенитний кут, град Відхилення, м Подовження стовбура, м Глибина стовбуром, м
від до довжина поч. >конеч. наинтерв. всього наинтерв. всього

0

100

286

2278

2510

100

286

2278

2510

2760

100

186

1992

232

250

0

0

27,75

27,75

0

0

27,75

27,75

0

0

0

46

1046

57

0

0

46

1092

1149

1149

0

7

258

10

0

0

7

265

275

275

100

294

2543

2785

3035

Під час проведення свердловини інтенсивність просторового викривлення має перевищувати 1,5град/10 метрів.

2.3 Розробка режимів буріння

2.3.1 Обгрунтування класу тут і типорозмірів доліт по інтервалам буріння

У основу вибору типів доліт покладено фізико-механічні властивості гірських порід (твердість,абразивность, пластичність та інших.).

Раціональним типом долота даного розміру для конкретнихгеолого-технических умов буріння є така тип, який за бурінні в умовах забезпечує мінімум експлуатаційних витрат за 1 м проходки.

Керуючись досвідом буріння свердловин у аналогічних геологічних умовах майданами Західного Сибіру раціонально застосуваннятрехшарошечних доліт.

При бурінні під кондуктор в інтервалі 0 - 650 м геологічний розріз представлений глинами, пісками,супесями з твердістю по штампу 100МПа (див.табл.1.3), категорією порід по промислової класифікації М,абразивностью IV - X категорії.

Виходячи з розуміння, що буріннятурбобуром характеризується високими частотами обертанняпородоразрушающего інструмента, для буріння під кондуктор вибираємовисокооборотное долото з типом опор "У" - опори шарошок на підшипникахкачения з бічний промиванням, діаметром 295,3 мм. З багаторічного досвіду робіт цьому родовищі для буріння під кондуктор застосовуємо долото III 295,3СЗ-ГВ.

На інтервалі 650 - 2510 м геологічний розріз представлений глинами, пісками,супесями,песчаниками,аргиллитами з твердістю по штампу 100 - 200МПа, категорією порід по промисловій класифікації М, МС іабразивностью IV - X категорії. Вибираєтьсявисокооборотное долото з типом опор "У" - опори шарошок на підшипникахкачения з бічний промиванням, діаметром 215,9 мм. Для буріння під експлуатаційну колону застосовуємо долота III 215,9МЗ-ГВ у верхній частині інтервалу і III 215,9С-ГВ у нижній частині.

На інтервалі 2510 - 3105 м геологічний розріз представленийпесчаниками,аргиллитами,алевролитами з твердістю по штампу 200 - 500МПа, категорією порід по промислової класифікації МС, З повагою таабразивностью VI - X категорії. Досвід робіт цьому родовищі останніми роками показав ефективність застосування у цьому інтервалі доліт змаслонаполненними опорами 8MF - 15 виробництва фірми ">Смитт".

Застосовувані долота по інтервалам буріння представлені утабл.2.3

Таблиця 2.3 >Типоразмери доліт по інтервалам буріння

Інтервал, метр >Типоразмер долота

0 - 650

650 - 2550

2550 - 3105

III 295,3СЗ-ГВ

III 215,9МЗ-ГВ, III 215,9С-ГВ

8MF - 15

2.3.2 Розрахунок осьової навантаження на долото

При розрахунку осьової навантаження на долото використовують такі методи:

>Статистический аналіз відпрацювання доліт в аналогічнихгеолого-технических умов.

Аналітичний розрахунок з урахуванням якісних показників фізико-механічних властивостей гірської породи і характеристик шарошкових доліт, застосування базових залежностей довговічності долота і механічної швидкості буріння від основних параметрів буріння.

Найточнішою вважається статистичний метод розрахунку осьової навантаження, після розрахунку отримане значення порівнюється зі припустимою навантаженням за паспортом долота і законодавців береться навантаження не більше вирахуваних величин.

>Осевая навантаження долото вираховується за формулою:

G>OC =g>O · Д Д >кН, (2.19)

де g>O - питома навантаження 1 м діаметра долота для буріння породах цієї категорії,кН/метр.

Для даного району робітЗапСибНИИ рекомендує застосовувати такі удільні навантаження [4]:

для порід категорії М: g>O <200кН/м;

для порід категорії МС: g>O <200 - 400кН/м;

для порід категорії З: g>O <400 - 800кН/м.

Для буріння під кондуктор на інтервалі 0 - 650 м g>O=200кН/м, позаяк у інтервалі представлені породи промислової класифікації М. Тоді формулі (2.19):

G>OC =200·0,295=59,06кН.

Розрахунковий значення осьової навантаження на повинен перевищувати 80% від припустимою за паспортом долота:

G>OC<0,8· GД>OП >кН, (2.20)

де G>ДOП - допустима навантаження долото за паспортом,кН.

Для долота III 295,3СЗ-ГВ GД>OП=>400кН, тоді з формулі (2.20):

G>OC<0,8· 400=320кН.

Умова виконується. З даних слід, що у інтервалі кондуктора осьова навантаження становитиме 60кН.

Для буріння під експлуатаційну колону на інтервалі 650 -1400 м g>O=300кН/м, позаяк у інтервалі представлені породи промислової класифікації М, МС. Тоді формулі (2.19):

G>OC =300·0,2159=70кН.

Для долота III 215,9МЗ-ГВ GД>OП=>250кН, тоді з формулі (2.20):

G>OC<0,8· 250=200кН.

Умова виконується. З даних слід, що з буріння під експлуатаційну колону осьова навантаження інтервалі 650 -1400 метрів становитиме 70кН.

Для буріння під експлуатаційну колону на інтервалі 1400 - 2550 м g>O=400кН/м, позаяк у інтервалі представлені породи промислової класифікації МС. Тоді формулі (2.19):

G>OC =400·0,2159=86,36кН.

Для долота III 215,9С-ГВ GД>OП=>250кН, за такою формулою (2.20):

G>OC<0,8· 250<200кН.

Умова виконується. З даних слід, що з буріння під експлуатаційну колону осьова навантаження інтервалі 1400 - 2550 м становитиме 90кН.

Для буріння під експлуатаційну колону на інтервалі 2550 - 3105 м g>O=800кН/м, позаяк у інтервалі представлені породи промислової класифікації МС. Тоді формулі (2.19):

G>OC =800·0,2159=172,72кН.

Для долота 8MF-15 GД>OП=>319кН,

Схожі реферати:

Нові надходження

Замовлення реферату

Реклама

Навігація