Автор работы: Пользователь скрыл имя, 07 Сентября 2014 в 08:05, дипломная работа
Важной задачей работы является рассмотрение высокоэффективной и безопасной технологии крепления скважины, с высокими технико-экономическими показателями.
Эксплуатация нефтяных и газовых месторождений продолжается в течении многих десятилетий, поэтому многие из известных крупных залежей значительно истощены. Имея развитую нефтедобывающую и нефтеперерабатывающую инфраструктуру, регион крайне заинтересован в восполнении топливно-энергетических ресурсов. Особенно ценными являются запасы качественного углеводородного сырья в пределах известных и эксплуатируемых месторождений.
Введение
1. Общая часть
1.1 Географо-экономическая характеристика района работ
1.2 Геологические условия бурения
1.3 Характеристика газонефтеводоносности по разрезу скважины
1.4 Зоны возможных осложнений
1.5 Геохимические исследования
2. Технологическая часть
2.1 Выбор и обоснование способа бурения
2.2 Проектирование профиля и конструкции скважины
2.2.1 Обоснование и расчёт профиля проектной скважины
2.2.2 Выбор конструкции эксплуатационного забоя скважины
2.2.3 Обоснование конструкции скважины
2.2.4 Расчет диаметров обсадных колонн и долот
2.2.5 Обоснование высот подъемов тампонажных растворов
2.2.6 Разработка схем обвязки устья скважины
2.3 Проектирование процесса углубления скважины
2.3.1 Обоснование класса и типоразмеров долот по интервалам
2.3.2 Расчет осевой нагрузки на долото по интервалам
2.3.3 Расчет частоты вращения долота
2.3.4 Выбор типа забойного двигателя
2.3.5 Выбор компоновки и расчет бурильной колонны
2.3.6 Обоснование и выбор очистного агента
2.3.7 Расчет необходимого расхода бурового раствора
2.3.8 Обоснование критериев рациональной отработки долот
2.3.9 Технология бурения на участках искусственного искривления скважины и вскрытия продуктивного пласта
2.4 Проектирование процессов заканчивания скважины
2.4.1 Расчет эксплуатационной обсадной колонны
2.4.1.1 Условия работы колонны в скважине
2.4.1.2 Расчёт действующих нагрузок
2.4.1.3 Расчет наружных избыточных давлений
2.4.1.4 Расчет внутренних избыточных давлений
2.4.2 Конструирование эксплуатационной колонны по длине
2.4.3Расчёт натяжения эксплуатационной колонны
2.4.4 Технологическая оснастка эксплуатационной колонны
2.4.5 Выбор режима спуска эксплуатационной колонны
2.4.5.1 Подготовка ствола скважины к спуску колонны
2.4.5.2 Подготовка обсадных труб
2.4.5.3 Технологический режим спуска колонны
2.4.6 Расчёт цементирования обсадных колонн
2.4.7 Заключительные работы и контроль цементирования
2.5 Проектирование процессов испытания и освоения скважины
2.5.1 Вторичное вскрытие продуктивных горизонтов
2.5.2 Вызов притока пластового флюида
2.6 Разработка мероприятий по предупреждению осложнений и аварий при сооружении скважины
2.6.1 Осыпи и обвалы стенок скважины
2.6.2 Поглощения бурового раствора
2.6.3 Прихваты бурильной колонны
2.6.4 Газонефтеводопроявления
2.7 Выбор буровой установки
2.8 Проектирование бурового технологического комплекса
2.8.1 Выбор типа оснастки талевой системы
3. Специальная часть
3.1 Введение
3.2 Системы получения и обработки геолого-технологической информации скважин
3.3 Системы регистрации и обработки данных инклинометрии
3.4 Системы регистрации и обработки геофизической информации
3.5 Разработка алгоритмов подсистем прогнозирования аварийных
Ситуаций
3.6 Выводы по специальной части
4. Безопасность жизнедеятельности
4.1 Безопасность жизнедеятельности на объектах нефтегазового промысла
4.2 Характеристика проектируемого объекта с точки зрения безопасности жизнедеятельности
4.3 Производственная санитария
4.4 Техника безопасности
4.5 Пожарная безопасность
4.6 Безопасность жизнедеятельности в условиях чрезвычайных ситуациях
5. Экономическая часть
5.1 Расчет нормативного времени на механическое бурение
5.2 Расчёт нормативного времени на спускоподъемные операции
5.2.1 Расчёт нормативного количества долблений
5.2.2 Определение количества спускаемых и поднимаемых свечей
5.2.3 Расчёт нормативного времени на спуск и подъём свечей
5.3 Расчёт нормативного времени на наращивание труб
5.4 Расчёт нормативного времени на смену долота
5.5 Время на промывку скважины после спуска и перед подъёмом инструмента
5.6 Время на подготовительно – заключительные работы
5.7 Время на проверку превентора
5.8 Время на переоснастку талевой системы
5.9 Время на сборку и разборку убт
5.10 Расчёт нормативного времени на крепление эксплуатационной колонны
5.10.1 Шаблонировка, опрессовка, подтаскивание и укладка труб на мостки
5.10.2 Подготовительно-заключительные работы при спуске обсадных труб
5.10.3 Нормативное время промывки перед спуском обсадных труб
5.10.4 Спуск обсадных колонн
5.10.5 Нормативное время для промывки скважины перед цементажем
5.10.6 Подготовительно-заключительные работы перед цементированием эксплуатационной колонны
5.10.7 Нормативное время для закачки и продавливания цемента, ожидания его затвердевания
5.10.8 Нормативное время на испытание колонны
5.10.9 Время на чистку шахты и прочие работы
5.11 Расчет нормативного времени на геофизические работы
5.12 Расчёт нормативного времени на ремонтные работы
5.13 Нормативное время на приём и сдачу вахт
5.14 Расчёт скоростей бурения
Заключение
Список использованных источников
1.3 Характеристика
газонефтеводоносности по
Северо-Прибрежная площадь расположена в Прибрежно-Морозовском нефтегазоносном районе Темрюкской синклинали. Этот нефтегазоносный район приурочен к одноименному конусу выноса, сформировавшемся в чокракское время на платформенном склоне.
Конус характеризуется лопастно-канальным строением песчано-глинистых пачек и песчаных резервуаров и поперечной относительно простирания палеосклона структурно-фациальной зональностью.
Залежи литологические, литолого-тектонические, реже структурно-литологические, а также комбинированные. Приурочены к высокорезервуарным пластам песчаников мелкозернистых, кварцевых, толщиной 2 – 10 м. Тип коллектора поровый. Размер залежей 0,5 – 1,5 х 1,2 – 4,0 км.
Залежи высокодебитные, первоначальные дебиты на штуцерах 4 – 5 мм составляли: нефти 50 – 170 т/сут., газа 50 – 120 тыс. м3/сут.
По физико-химическим свойствам нефти Прибрежно-Морозовского района очень похожи и по типу относятся к легким. Плотность нефти в поверхностных условиях составляет 0,781 – 0,786 г/см3, реже до 0,806 г/см3. Нефти парафинистые (4,31 – 8,21%), малосернистые (0,06 – 0,27%), малосмолистые (0,65 – 10%).
Нефтеносность площади представлена в таблице 1.5
Таблица 1.5 – Нефтеносность по разрезу скважины
Индекс подразделения |
№ пласта, пачки |
Интервал, м |
Мощность, м |
Тип коллектора |
Ожидаемый дебит, м3/сут |
Плотность после дегазации, кг/м3 | |
от |
до | ||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
N12 tsch |
VII |
2950 |
2990 |
40 |
поровый |
110 |
778 |
Газоносность отображена в таблице 1.6
Таблица 1.6 – Газоносность по разрезу скважины
Индекс подразделения |
№ пласта, пачки |
Интервал, м |
Мощность, м |
Тип коллектора |
Ожидаемый дебит, тыс. м3/сут |
Относительная плотность по воздуху | |
от |
до | ||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
N12 tsch |
VII |
2950 |
2990 |
40 |
поровый |
32,4 |
0,733 |
Конденсатность по разрезу скважины отсутствует.
Давление и температура по разрезу скважины представлена в таблице 1.7
Таблица 1.7 – Давление и температура по разрезу скважины
Индекс подразделения |
Интервал, м |
Температура, ºС |
Давление на нижней глубине интервала, МПа |
Градиенты давлений, МПа/100 м |
Градиент геортемический, град/м | |||||||
от (верх) |
до (низ) |
пластовое |
поровое |
гидроразрыва |
горное |
пластового |
порового |
гтидроразрыва |
горного | |||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
Q4+ N23 kl |
0 |
620 |
31 |
6,2 |
6,2 |
11,8 |
12,1 |
1,00 |
1,00 |
1,90 |
1,95 |
0,027 |
N22 km |
620 |
1020 |
43 |
10,2 |
10,2 |
19,4 |
20,2 |
1,00 |
1,00 |
1,90 |
1,98 |
0,028 |
N21 pt |
1020 |
1660 |
67 |
17,3 |
17,8 |
31,5 |
33,2 |
1,04 |
1,07 |
1,90 |
2,00 |
0,038 |
N13 mt |
1660 |
1950 |
78 |
20,5 |
21,8 |
38,0 |
40,0 |
1,05 |
1,12 |
1,95 |
2,05 |
0,038 |
N13 srm3 |
1950 |
2160 |
87 |
23,1 |
25,5 |
43,2 |
46,4 |
1,07 |
1,18 |
2,00 |
2,15 |
0,045 |
N13 srm2 |
2160 |
2310 |
94 |
- |
34,0 |
49,2 |
49,7 |
- |
1,47 |
2,13 |
2,15 |
0,046 |
N13 srm1 |
2310 |
2490 |
103 |
- |
41,1 |
55,8 |
56,0 |
- |
1,65 |
2,24 |
2,25 |
0,046 |
N12 kn+kr |
2490 |
2798 |
117 |
- |
56,0 |
63,0 |
63,2 |
- |
2,00 |
2,25 |
2,26 |
0,046 |
N12 tsch |
2798 |
3025 |
126 |
61,4 |
62,0 |
68,1 |
68,4 |
2,03 |
2,05 |
2,25 |
2,26 |
0,042 |
1.4 Зоны возможных осложнений
В процессе бурения эксплуатационной скважины на Северо-Прибрежной площади возможны следующие виды осложнений:
- сальникоообразование;
- прихваты бурового инструмента;
- нефтегазоводопроявления.
Возможные осложнения и условия их возникновения представлены в таблице 1.8
Таблица 1.8 – Осложнения и условия их возникновения в процессе строительства скважины
Интервал залегания, м |
Вид осложнения |
Условия возникновения | ||
от |
до | |||
0 1660 2160 |
1020 1950 2490 |
Сальникообразование |
Загрязнённость ствола скважины выбуренной породой при его неудовлетворительной промывке, плохая очистка бурового раствора от выбуренной породы и шлама, длительное бурение в глинистых отложениях без периодического отрыва долота от забоя. | |
1950 |
2310 |
Осыпи и обвалы стенок скважины |
Нарушение технологии бурения, отклонение параметров бурового раствора от проектных, несоблюдение скоростей СПО, несвоевременная реакция на признаки осложнений | |
1020 1660 |
1660 1950 |
Прихватоопасные зоны |
Несоблюдение режима промывки, недостаточная очистка скважины от выбуренной породы. Несоблюдение параметров бурового раствора, отсутствие проработки ствола в интервалах его сужения, оставление бурового инструмента без движения. Установление плотности бурового раствора выше проектной. | |
2310 |
3025 |
Нефтегазопроявления |
Несоблюдение параметров бурового раствора и скорости СПО. Возникновение депрессии на продуктивные пласты. |
1.5 Геохимические исследования
В результате проведённых геохимических исследований в отложениях куяльника, киммерия, понта, меотиса, верхнего и среднего сармата фоновые значения газосодержания составили от 0 до 0,05% в газо-воздушной смеси, что свидетельствует об отсутствии промышленных скоплении УВ.
Кратковременные повышения газопоказаний при бурении и промывках до 0,5 – 1,4% в киммерийских-сарматских отложениях (состав газа С1 = 98-99%, С2 = 1-2%), возможно, связаны с перетоками УВ из чокракских отложений соседних скважин.
Исследования шлама песчаников и глин куяльника, киммерия и понта по методике ЛБА показали отсутствие признаков битуминозности. Породы меотиса, сармата, конки и карагана отмечены фоновыми значениями ЛБА 1 – 2 балла ЛБ (БГ) (<0,05%).
В отложениях нижнего сармата и конка-караганского яруса фоновые газопоказания составили 0,01 – 0,07 в газовоздушной смеси. При промывках наблюдалось увеличение значений газопоказаний до 0,9 – 1,5%, газ по составу к чокракскому.
В чокракских отложениях выделяются
перспективные участки разреза, представленные
песчаниками и алевролитами. Песчаники
в интервалах 3017 – 3022 м. характеризуются
по результатам геохимических исследований
(диаграмм Пикслера, величине остаточного
газосодержания FГ, остаточного
газонефтесодержания FHГ и люминесцентно-
При анализе газовых пачек в буровом растворе после простоев скважины (метод ГКПБ – газовый каротаж после бурения) отмечается повышенное газосодержание бурого раствора до 2 – 2,7 см3/л. Качественный состав газа здесь приближается к эталонному составу газа газовых и газоконденсатных залежей чокракских отложений. Прибрежного месторождения. Увеличение содержания тяжелых УВ в фактическом составе газа, вероятно, связано с наличием в разрезе нефтенасыщенных коллекторов.
Таблица 1.9 – Состав газа чокракского горизонта
СН4 |
С2Н6 |
С3Н8 |
С4Н10 |
iС4Н10 |
С5Н12 | |
Газ чокракского продуктивного горизонта Северо-Прибрежной площади (данные лаборатории Каневского ГПУ)
Скв. 4 Песчаная, забой 3081 |
86,0
83,00 |
8,3
11,1 |
2,3
1,3 |
0,7
2,7 |
0,7
0 |
0,5
0 |
В результате комплексного анализа геохимических данных, механического каротажа выделены пласты коллекторы и определен характер их насыщения.
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Выбор и обоснование способа бурения
Принятие решения об использовании того или иного способа бурения - один из ответственных этапов при проектировании технологии бурения, так как в дальнейшем выбранный способ определяет многие технические решения: режимы бурения, гидравлическую программу, бурильный инструмент, тип буровой установки и технологию крепления скважины.
Основные требования к выбору способа бурения – необходимость обеспечения успешной проводки ствола скважины при минимальных осложнениях с высокими технико-экономическими показателями. Поэтому способ бурения выбирается на основе анализа статистического материала по уже пробуренным скважинам и соответствующих экономических расчетов.
Выбранный способ бурения должен допускать использование таких видов буровых растворов и такую технологию проводки ствола, которые наиболее полно обеспечивали бы следующее: качественное вскрытие продуктивного пласта; достижение высокого качества ствола скважины, ее конфигурации и наиболее высоких механических скоростей и проходок на долото; возможность применения долот различных типов в соответствии с механическими и абразивными свойствами пород.
Окончательное решение по выбору способа бурения представляет собой сложную задачу. В качестве исходной информации для принятия решения о способе бурения следует использовать следующие данные: глубину бурения и забойную температуру, профиль ствола скважины и диаметры долот, тип породоразрушающего инструмента и бурового раствора.
Основываясь на опыте ранее пробуренных скважин на площади Северо-Прибрежная и во всём Краснодарском крае, для бурения скважины применяем роторный способ бурения, а в интервале набора и стабилизации зенитного угла будем использовать винтовой забойный двигатель.
Бурение роторным способом наиболее приемлемо в следующих условиях:
Но также следует помнить, что бурение роторным способом при повышенных частотах вращения (200 об/мин и более) приводит к быстрому износу бурильных труб, бурильных замков, а также к авариям.
2.2
Проектирование профиля и
2.2.1 Обоснование и расчёт профиля проектной скважины
Профиль ствола скважины определяется для наклонно - направленных скважин.
Профиль наклонно направленной скважины должен обеспечивать:
-высокое качество скважины как объекта последующей эксплуатации;
-бурение
и крепление скважины с
-минимальные
затраты на строительство
-безаварийное бурение и крепление;