Шпаргалка по "Нефтегазовому делу"

Бурильная колонна  предназначена для подвода энергии (механической, гидравлической, электрической  к долоту), обеспечения подачи бурового раствора к забою, создания осевой грузки на долото, восприятия реактивного  момента долот забойного двигателя.

Основные  элементы, составляющие бурильную колонну, - ведущие трубы, бурильные трубы, бурильные замки, переводники, центраторы бурильной колонны, утяжеленные бурильные трубы.

Ведущие трубы  предназначены для передачи вращения от ротора к бурильным трубам. Бурильные  трубы составляют основную часть  колонны. При роторном бурении колонна  бурильных труб служит для передачи вращения долоту и для подачи бурового раствора к забою скважины.

Бурильные замки  соединяют между собой отдельные  бурильные трубы. Переводники предназначены  для соединения элементов бурильных  колонн, имеющих разные размеры или  разнотипные резьбы, а также для присоединения подсобных и ловильных инструментов к бурильным трубам. Центраторы бурильной колонны служат для предупреждения искривления ствола скважины при бурении забойными двигателями. Утяжеленные бурильные трубы, устанавливаемые непосредственно над долотом или забойным двигателем, создают необходимую жесткость в нижней части бурильной колонны и обеспечивают нагрузку на долото в заданных пределах.

Конструкция элементов бурильной колонны

Трубы бурильные ведущие представляют собой толстостенную трубу, имеющую в сечении квадратную, шестигранную или крестообразную форму с концентрично расположенным круглым или квадратным отверстием для прохода бурового раствора.

Наиболее  распространены ведущие трубы с  квадратным сечением. Шестигранные и  крестообразные ведущие трубы применяются  редко.

Ведущие трубы  конструктивно выполняются в  двух вариантах: сборными, составленными  из трех деталей, и цельными.

Трубы бурильные  ведущие (сборные), изготовляемые предпочтительно  квадратного сечения, включают собственно трубу (штангу), верхний переводник (ПШВ) для соединения ведущей трубы с вертлюгом и нижний переводник (ПШН) для присоединения к бурильной колонне.

Свободный конец  верхнего переводника для соединения с вертлюгом снабжен левой  замковой резьбой; свободный конец  нижнего переводника, предназначенный  для соединения с бурильной колонной, имеет правую замковую резьбу.

Наиболее  распространены ведущие трубы сборной  конструкции вследствие простоты изготовления. Они выполняются в соответствии с ТУ 14-3-126-73 и нормалью Н 293-49 следующих  размеров (по стороне квадрата): 65, 80, 115, 140 и 155 мм.

Наряду с  ведущими трубами сборной конструкции  промышленностью осваиваются цельнокатаные  ведущие трубы. В этом случае конструкция  предусматривает исключение резьбового соединения в местах присоединения  верхнего и нижнего переводников с ведущей трубой.

Бурильные трубы. Бурильные трубы и соединительные муфты к ним изготовляются следующих размеров (условный наружный диаметр): 60, 73, 89, 102, 114, 127, 140 и 168 мм с толщиной стенок от 7 до 11 мм.

В настоящее  время существует несколько разновидностей бурильных труб, различающихся по конструктивному исполнению:

1. Трубы бурильные сборной конструкции с навинченными замками. Трубы этой конструкции изготавливаются двух видов (ГОСТ 631-75): трубы с высаженными внутрь концами и трубы с высаженными наружу концами. Трубы выполняются длиной 6+0,6 м; 8+0,6 м; 11,5+0,9 м (диаметром 60-102 мм) и длиной 11,5+0,9 м (диаметром 1114-168 мм). Для изготовления бурильных труб и соединительных муфт к ним применяется сталь групп прочности Д, К, Е, Л, М.
2. Бурильные трубы сборной конструкции с коническими блокирующими (стабилизирующими) поясками (ТБНК – трубы бурильные с высаженными наружу и ТБВК – трубы бурильные с высаженными внутрь концами), применяемые для уменьшения переменных напряжений в резьбовом соединении в опасном сечении по последнему витку резьбы труб. Иногда у стандартных бурильных труб вследствие безупорного резьбового соединения замка с трубой происходят усталостные поломки высаженных концов бурильных труб, особенно при роторном способе проводки скважин. В бурильных трубах с блокирующими (стабилизирующими) поясками за счет удлинения у замковых деталей цилиндр ческой выточки и обточки гладкого пояска на трубе вблизи резьбы достигает плотное сопряжение замка с трубой, навинчиваемого в горячем состоянии. Трубы бурильные с блокирующими поясками позволяют повысить предел выносливости по сравнению со стандартными трубами приблизительно на 40 %.
3. Трубы бурильные с приварными соединительными концами. Отличительная особенность этих труб - замена резьбы сваркой в местах соединения замка с трубой. Трубы между собой соединяются посредством крупной замковой резьбы. Трубы этой конструкции могут быть трех типов: ТБП - трубы бурильные с приваренными соединительными концами к трубной заготовке, не имеющей высаженных концов; ТБПВ - трубы бурильные с приваренными соединительными концами к трубной заготовке с высаженными наружу концами; ТБПВЭ – отличающиеся от труб ТБПВ конструкцией соединительных концов. Бурильные трубы типа ТБП применяют только в турбинном бурении, а типа ТБПВ - как в роторном, так и турбинном бурении. Трубы типа ТБПВЭ созданы для бурения скважин электробуром.
4. Трубы с высаженными наружу концами и нарезанной на них крупной (замковой) резьбой (беззамковые раструбные трубы), предназначенные для использования при бурении с погружными забойными двигателями и в роторном бурении.

Замки для  бурильных труб предназначаются  для соединения в колонну бурильных  труб. Они состоят из двух деталей: замкового ниппеля с наружной резьбой и замковой муфты с внутренней крупной резьбой. Посредством таких резьб указанные детали соединяются между собой. Для соединения с бурильными трубами на замковых деталях нарезана мелкая трубная резьба.

Замки каждого  типа изготавливаются с правой или  левой замковой резьбой для соединения с бурильной трубой.

Утяжеленные бурильные трубы (УБТ) предназначены для установки в нижнюю часть бурильной колонны с целью увеличения ее жесткости, большей устойчивости и передачи нагрузки на долото. Комплект утяжеленных труб состоит из одной наддолотной трубы, имеющей на обоих концах внутреннюю замковую резьбу, и промежуточных труб, снабженных на верхнем конце внутренней замковой резьбой, а на нижнем – наружной.

Переводники для колонны бурильного инструмента представляют собой разновидность соединительных элементов бурильной колонны. Применяют 5 основных типов переводников. Их подразделяют на 2 группы:

1. штанговые - для соединения трубы бурильной ведущй с вертлюгом и бурильными трубами;
2. промежуточные - для соединения других элементов колонны.

18.Призабойная зона пласта. Её формирование и борьба с негативными факторами.

ПРИЗАБОЙНАЯ ЗОНА (а. borehole zone; н. Воhrungsbereich; ф. zone de forage, zone entourant un trou; и. zona de pozo, zona de sondeo) — участок пласта, примыкающий к стволу скважины, в пределах которого изменяются фильтрационные характеристики продуктивного пласта в период строительства, эксплуатации или ремонта скважины.

Причины, приводящие к изменению фильтрационных характеристик  пласта: перераспределение напряжений в приствольной части скважины, гидродинамические  и физико-химические воздействия бурового раствора или других технологических жидкостей на породу и пластовые флюиды, физико-химические процессы, вызванные технологией и режимами эксплуатации. Конфигурация, размеры и гидродинамические характеристики призабойной зоны изменяются в течение всего срока существования скважины. Они определяют гидравлическую связь скважины с пластом и весьма существенно влияют на её производительность. Конфигурация зоны с измененными гидродинамическими характеристиками пласта в приствольной части скважины не имеет какой-то строгой геометрической формы, и её морфология, особенно в трещиноватых и трещиновато-поровых коллекторах, сложна и многообразна. Качественную и количественную оценку физико-геологических свойств пласта игидравлического сопротивления призабойной зоны дают гидродинамические исследования скважин. В результате получают не фактические размеры зоны, а размер эквивалентной по гидравлическим свойствам круговой зоны. Размеры призабойной зоны измеряются от долей до десятков метров. В ряде случаев наблюдается полное разобщение скважины и пласта как в период её строительства, так и при ремонте и эксплуатации, в результате чего при опробовании продуктивные объекты не дают продукции. Для предупреждения снижения фильтрационных характеристик призабойной зоны проводят комплекс мероприятий, как правило, снижающих давление на пласт при бурении, креплении и ремонте скважин, а также используют технологические жидкости и композиционные составы, совместимые с породой пласта и флюидами, его насыщающими. Воздействуя на призабойную зону различными способами (кислотная обработка, гидроразрыв пласта и др.), восстанавливают или повышают её фильтрационные характеристики. Наибольший эффект достигается комплексным воздействием на призабойную зону.

19.Исследование продуктивных пластов. Пластоиспытатель на трубах. Его конструкция и функционирование.

Для изучения нефтегазоносности вскрытого скважиной  геологического разреза в ней  проводят специальные исследования. Их объем, задачи и методы проведения зависят от целевого .назначения скважины. В поисковой скважине исследования направлены на решение следующих  задач: определение нефтегазонасы-щенности отдельных интервалов и предварительная  оценка их промышленной значимости. Исследования, выполняемые в разведочной скважине, должны обеспечить получение достаточно достоверных данных для подсчета запасов и последующего проектирования системы разработки месторождения. В эксплуатационной скважине основная цель исследований — определение  эксплуатационных характеристик пласта. 
 
В исследовании скважин применяют ряд методов оценки продуктивности разреза, которые можно подразделить на две группы — косвенные и прямые. Методы, отнесенные к первой группе, позволяют получить характеристики, косвенным образом освещающие возможность присутствия нефти или газа в исследованном интервале. К косвенным методам относятся оперативный геологический контроль в процессе бурения и геофизические методы исследования в скважине. Прямые методы базируются на непосредственных свидетельствах о присутствии нефти или газа (отбор пробы, получение притока и т. д.). Прямые методы осуществляют вызовом притока нефти или газа из пласта. 
 
Для изучения геологического разреза по скважине широко применяют геофизические методы исследования. Они включают различные виды скважинного каротажа: электрический, радиоактивный, ядерно-магнитный, акустический и др. Геофизические методы применяют для изучения геологического разреза, выделения интервалов пористых и проницаемых пород, определения свойств коллекторов. Эти методы используют для промышленной оценки месторождения. 
 
Наиболее полная информация об исследуемых объектах и о выявленных продуктивных пластах может быть получена при использовании прямых методов, т. е. основанных на вызове притока из пласта. В задачу исследования прямым методом входят такие вопросы, как выявление возможности получения притока нефти или газа из исследуемого объекта, отбор проб пластовой жидкости для изучения ее состава и свойств, установление соотношения компонентов в пластовом флюиде, оценка возможного дебита из исследуемого объекта, измерение пластового давления, получение исходных данных для первоначальной оценки коллек-торских свойств объекта, вскрытого скважиной. 
 
По режиму работы пласта эти методы подразделяются на стационарные и экспресс-методы. При стационарных методах исследование ведут на установившемся режиме фильтрации. К ним можно отнести метод пробной эксплуатации, когда наблюдения ведутся в течение длительного времени (до месяца и более), и метод установившихся отборов, когда наблюдения и замеры проводят на нескольких режимах, доведенных до' стабилизации притока. Стационарные методы позволяют получить характеристику пласта и эксплуатационных возможностей скважины, но не позволяют судить о степени снижения проницаемости ПЗП. 
 
На проведение исследований по экспресс-методу задалживается значительно меньше времени. Экспресс-метод заключается в контроле за восстановлением давления в ограниченном объеме, сообщающемся с объектом, после вызова притока из последнего. Иногда в малодебитных скважинах применяют экспресс-метод исследования на приток, когда его контролируют по восстановлению уровня жидкости в скважине, сниженного в результате отбора жидкости из ствола. 
 
По технологии, применяемым техническим средствам и объему получаемой информации исследования по экспресс-методу можно подразделить на испытание и опробование. При проведении испытаний ставятся более широкие задачи, чем при опробовании. 
 
При исследовании по способу «снизу вверх» скважину доводят до проектной глубины, закрепляют обсадной колонной, которую затем цементируют. Испытание начинают с самого нижнего объекта. В его интервале обсадную колонну перфорируют и осуществляют вызов притока. Отбирают пробы пластовой жидкости и проводят необходимые измерения. 
 
После завершения испытания нижнего объекта выше перфорированного участка создают цементный мост или устанавливают резиновый тампон, выдерживающий перепад давления до 20— 25 МПа. Затем перфорируют обсадную колонну против следующего (вышерасположенного) объекта, испытывают его и подобным образом последовательно все последующие объекты, перемещаясь снизу вверх. Отсюда и сам способ получил название «снизу вверх». Этот способ широко применяли достаточно давно и продолжают применять и в настоящее время, отмечая в то же время ряд его существенных недостатков: загрязнение в открытом стволе пройденных объектов при добуривании скважины; искажение результатов исследования, а иногда и пропуски продуктивных горизонтов с низким пластовым давлением; необходимость спуска и цементирования обсадной колонны, которая в данном случае необходима для разобщения опробуемых объектов; повышение расходов на строительство скважины, вызванных дополнительными затратами на крепление скважины. 
 
Устранение отмеченных недостатков этого способа исследования объектов привело к созданию специальных измерительных инструментов, которые позволили опробовать и испытывать каждый объект в открытом стволе скважины сразу же после вскрытия и отказаться от спуска обсадной колонны. С созданием таких инструментов появился новый способ, получивший название способа «сверху вниз». 
 
В его техническом оснащении имеется немало различных сква-жинных инструментов, которые по конструктивному исполнению, особенности применения и назначению можно подразделить на три типа: пластоиспытатели, спускаемые в скважину на колонне бурильных или насосно-компрессорных труб; аппараты, сбрасываемые внутрь колонны бурильных труб сразу после вскрытия при бурении намеченного объекта; аппараты, спускаемые в скважину на каротажном кабеле. 
 
 
 
 
Рис.34. Этапы работы опробователя, сбрасы- Рис.35. Этапы работы пробоотборника на 
 
ваемого внутрь бурильной колонны. кабеле. 
 
 
Наиболее полную информацию об исследуемом объекте получают с помощью пластоиспытателя на колонне труб. Аппараты второго и третьего типа позволяют осуществить только опробование пласта, поэтому их нередко называют опробователями. 
 
Опробователь, сбрасываемый внутри бурильной колонны, позволяет вызывать приток сразу после вскрытия исследуемого объекта и отбирать пробу пластовой жидкости. Для использования данного метода над долотом устанавливают специальное пакерующее устройство. 
 
В отсутствии пробоотборника пакерующий элемент сжат и не препятствует проходу бурового раствора по затрубному зазору (рис.34, I). После спуска пробоотборника в пакерующее устройство открываются каналы, по которым буровой раствор под давлением подается под пакерующий элемент и вызывает его расширение вплоть до полного контакта со стенками ствола скважины и перекрытия кольцевого зазора. Таким образом происходит изоляция призабойной части скважины (рис.34, II). С повышением давления внутри бурильных труб в пробоотборнике открывается клапан и давление в подпакерной зоне резко падает, вызывая приток пластового флюида (рис.34, III). Он поступает в пробоотборник, одновременно регистрирующим манометром записывается кривая восстановления давления (в некоторых конструкциях предусмотрена подача сигнала от манометра на поверхность по кабелю). По истечении времени, отведенного на опробование, давление в бурильной колонне снижают, что приводит к закрытию клапана пробоотборника и постепенному возвращению пакера в исходное состояние. Пробоотборник поднимают с помощью кабеля и захвата (овершота) на поверхность, и бурение продолжается. В некоторых случаях пробоотборник извлекают на поверхность вместе с бурильной колонной. 
 
Пробоотборник, спускаемый на каротажном кабеле, применяют в тех случаях, когда необходимо исследовать пласт на отдельных уровнях, например, для прослеживания изменения проницаемости по мощности пласта, определения положения водо-нефтяного контакта и т. п. После подъема бурильной колонны пробоотборник спускают в скважину на заданную глубину (рис. 35, I). С поверхности по кабелю в виде электрического импульса подают команду на выдвижение упорного башмака. Он прижимает к ограниченному участку стенки ствола скважины уплотнительную подушку, которая изолирует небольшую площадь открытой поверхности пласта. По команде с поверхности взрывают кумулятивный заряд, и в изолированной части пласта образуется канал, по которому пластовый флюид поступает в нижнюю емкость опробователя (рис. 35, II). Регистрирующий манометр записывает восстановление давления в емкости по мере ее заполнения. Срабатывание гидравлической системы пробоотборника в конце исследования приводит к закрытию входного клапана емкости, в результате отобранная проба запирается, снимается избыточное давление под прижимным башмаком и под действием пружины он возвращается в транспортное положение (рис. 35, III). Пробоотборник извлекают на поверхность.

20.Цементирование обсадных колонн. Схемы и способы цементирования. Понятие о расчете цементирования.

Он включает следующие виды работ: подготовительные работы к строительству скважины: устройство подъездных путей и проводка коммуникаций, расчистка и планировка площадки (удаление плодородного слоя почвы в валки), сооружение фундаментов  под буровое оборудование, доставка бурового оборудования; вышкомонтажные работы: строительство или перетаскивание вышки, монтаж и установка бурового оборудования на фундаменты, монтаж циркуляционной системы, оборудование устья будущей  скважины; подготовительные работы к  бурению скважины: опробование смонтированного  оборудования, доставка инструмента  и материалов, подготовка бурового инструмента к работе, заготовка  или доставка бурового раствора; бурение скважины (работы по проходке ствола скважины): углубка ствола, проведение спуско-подъемных операций; крепление ствола скважины и разобщение пластов: подготовка ствола, обсадных труб и оборудования к спуску обсадной колонны, спуск обсадной колонны, цементирование обсадной колонны, контроль качества цементирования и герметичности обсадной колонны; опробование перспективных пластов и испытание скважины на приток нефти или газа; демонтаж бурового оборудования, вышки и привышечных сооружений и подготовка их к транспортированию на новую точку; отправка демонтированного оборудования и имущества на новую точку; очистка территории и проведение мероприятий по охране окружающей среды (восстановление плодородного слоя почвы).

Понятие крепления  скважины охватывает работы по спуску в скважину обсадной колонны и  ее цементированию.

цементирования  и прочих работ в скважине (бурение  нижерасположенного интервала, вызов  притока, добыча нефти или газа и  т.

Среди них  можно выделить: продольные усилия растяжения от собственного веса; дополнительные продольные динамические нагрузки, возникающие  в связи с изменением скорости спуска; осевые нагрузки от трения обсадной колонны о стенки скважины при ее спуске; продольные нагрузки сжатия в нижней части колонны от собственного веса при разгрузке ее на забой или под действием окружающих пород при их осадке по мере выработки продуктивного пласта; продольные нагрузки в колонне при бурении и эксплуатации вследствие продольных деформаций под воздействием изменения температурного режима; наружное давление на колонну со стороны массива горных пород и жидкости, заполняющей за-трубное пространство; нагрузки в колонне от ее изгиба при спуске в искривленный ствол; внутреннее давление при цементировании колонны, проверке ее герметичности, регулировании притока и т.