1999

Выбор технических средств и технологии для бурения скважин малого диаметра. Модернизация Колтюбинговой установки МК-40-Курсовая работа-Оборудование для капитального ремонта, обработки пласта, бурения и цементирования нефтяных и газовых скважин

ID: 172191
Дата закачки: 06 Августа 2016
Продавец: lenya.nakonechnyy.92@mail.ru (Напишите, если есть вопросы)
    Посмотреть другие работы этого продавца

Тип работы: Работа Курсовая
Форматы файлов: AutoCAD (DWG/DXF), КОМПАС, Microsoft Word
Сдано в учебном заведении: ИНиГ

Описание:
Выбор технических средств и технологии для бурения скважин малого диаметра. Модернизация Колтюбинговой установки МК-40-Курсовая работа-Оборудование для капитального ремонта, обработки пласта, бурения и цементирования нефтяных и газовых скважин
В настоящее время характерно значительное сокращение объемов финансирования буровых работ, и поэтому уро¬вень развития технико-технологических разработок в области строительства раз¬ведочных скважин продолжает оставаться сравнительно невысоким, а стоимость строительства скважин возрастает, в частности в результате применения не¬обоснованных вариантов «тяжелых» кон¬струкций. Вследствие того, что финанси¬рование бурения разведочных скважин осуществляется по «остаточному» прин¬ципу, возникает необходимость поиска путей снижения финансовых затрат на различных этапах строительства скважин.
Наибольшие возможности в этом направлении следует связывать в первую очередь с упрощением («облегчением») конструкций разведочных скважин.

Плакат 1.Обзорные сведения о скважинах малого диаметра.
В дипломном проекте был проанализирован отечественный и зарубежный опыт строительства скважин малого диаметра. Результаты Вы можете увидеть на данном плакате. Результаты строительства скважин ПМД показывают, что эта технология обеспечивает значительную экономию средств, поскольку на традиционное бурение часто приходится более половины затрат на разведку и разработку месторождения и влечет за собой сокращения:
• габаритов и веса буровой установки;
• размера буровой площадки;
• размера обсадных труб;
• объема бурового раствора;
• объема цементного раствора;
•расходов на транспорт.
По сравнению с традиционным бурением, скважины малого диаметра позволяют экономить средства в размере от 25 до 40 %. Более того, эта технология сопряжена с рядом экологических преимуществ, поскольку при бурении скважин малого диаметра производится меньше отработанного раствора и выносится на поверхность меньше бурового шлама.
Однако экономия может достигаться лишь в случае проектного планирования таких работ и проработки всех возможных проблем, появление которых возможно при строительстве скважины ПМД.
К числу серьёзных технологических проблем следует отнести ограниченность технической оснащенности буровых предприятий России, а также изменение гидродинамических условий бурения, связанных с сужением живого сечения кольцевого и трубного пространств при промывке скважины и цементировании обсадных колонн. В настоящее время появилось ряд новинок по рецептуре буровых и цементных растворов, позволяющие значительно сократить гидравлические сопротивления движению раствора. Разработаны методы гидроимпульсной изоляции поглощающих интервалов, показавшие неплохие результаты на скважинах Сибирской платформы.
Опровергнуто мнение о существенном снижении дебита в скважинах МД. Проведенные исследования и расчеты показали /2/, что при переходе от ко¬лонны диаметром 168 мм к колонне диа¬метром 80 мм (т. е. при уменьшении диа¬метра почти в 2 раза) дебит скважины мо¬жет снизиться не более, чем на 10 %.

Плакат 2. Гидродинамика промывки скважины типовой скважины ПМД.
Для условий Красноярского края можно рекомендовать следующую типовую конструкцию с. ПМД (см. на плакат 1, сравнить со старой конструкцией)
Для того, чтобы приступить к выбору технических средств, были проведены необходимые гидродинамические расчеты. Результаты вы можете увидеть на плакате 2, основное условие проведенного гидродинамического расчета- предотвращение гидроразрыва пластов.
На основании проведенного расчета был подобран буровой насос (НТП-175, тех. Характеристики см. на плакате 2), на данном плакате вы можете увидеть график работы насоса на различных этапах строительства скважины.

Плакат 3. Мобильная колтюбинговая установка М40.
Классические техника и технология бурения составной колонной подошли к своему пределу, после которого невозможно дальнейшее совершенствование старых комплексов. Наиболее прогрессивным методом в настоящее время является колтюбинг, бурение с использованием гибкой безмуфтовой трубы.
При этом применяются длинномерные (до 3000-5000 м) безмуфтовые гибкие ( стальные, Ст 08Г20Ф6) трубы, наматываемые на барабан и многократно спускаемых в скважину. Колтюбинг позволяет удешевить и ускорить бурение скважин, за счет исключения операций по свинчиванию/ развинчиванию бурильных труб и укладка их на мостки, а также улучшить условия труда на скважине.
К настоящему времени создано множество типов колтюбинговых установок, в том числе и на территории СНГ. В настоящее время актуален вопрос о комбинировании колтюбинговых установок с традиционными. В последнее время проектируются т.н. гибридные колтюбинговые установки, Гибридная установка предусматривает возможность объединения буровых работ с применением бурильных труб с резьбовыми соединениями с преимуществами использования длинномерной безмуфтовой гибкой трубы. Такие установки представляют собой комбинацию обычной буровой вышки и установки с гибкими трубами. Именно к этому классу относится создаваемая сегодня группой компаний ФИД установка М50.
Традиционная колтюбинговая установка, например, М-40 с тяговым усилием инжектора 40т, гибкой трубой диаметром 60,3 мм и длиной до 3500м или диаметром 73 мм и длиной 2200м производства группы компаний ФИД представляет собой комплексную установку, смонтированную на полуприцепе с седельным тягачом повышенной проходимости. Она включает барабан с гибкой трубой, механизм подачи трубы (инжектор), направляющую трубу ("гусак") с изменяющимся радиусом для подачи труб в инжектор, кабину оператора с панелью управления и автономный силовой блок для обеспечения энергией барабана, инжектора и органов управления поста оператора. В состав комплекса входит: устьевое сборное основание под инжектор с самоподъемной вышкой, комплект устьевого противовыбросового оборудования с шлюз-лубрикатором. Вышка и шлюз-лубрикатор предназначены для проведения работ по спуску и подъему компоновки низа бурильной колонны (КНБК) в скважину под давлением.
Выполненные нами расчеты на прочность и выносливость колонны гибких труб, показали, что колонна гибких труб устойчива и выдерживает все возникающие напряжения при бурении типовой скважины ПМД.

Плакат 4. Циркуляционная система закрытого типа.
Новые, прогрессивные способы бурения, такие как колтюбинг, позволяют вскрывать продуктивные пласты на равновесии или в условиях депрессии, когда почти полностью исключается возможность проникновения промывочной жидкости в продуктивный пласт и его кольматация, вследствие чего значительно ухудшается коллекторские свойства пород. Эту задачу позволяет осуществить колтюбинг с циркуляционной системой закрытого типа. Схему такой системы вы можете увидеть на плакате.
Забойное давление (возможность достижения депрессионных условий бурения) регулируется двумя способами: увеличением или уменьшением избыточного давления на устье или обеспечением необходимой плотности ПЖ, которая достигается ее аэрацией инертным газом (азотом).

Плакат 5. Схема обвязки противовыбросового оборудования.
Для работы на скважинах малого диаметра планируются к использованию сдвоенные плашечные превенторы типа ППГ2-180х35 (с глухими и трубными плашками), а также универсальный вращающийся превентор ПВУ 180х35, схема обвязки стандартная- трехпревенторная, с двумя линиями манифольда и одной крестовиной (ГОСТ 13862-80).

Плакат 6. Схема размещения оборудования.
На основе известного состава комплекса для колтюбингового бурения нами составлена схема размещения оборудования на скважине, схема приведена на плакате.

Плакат 7. Патентно-информационный поиск.
В процессе выполнения дипломного проекта был также выполнен обширный патентно-информационный поиск по тематике: ”устройства для спуска и подъёма в скважине длинномерного изделия (гибкой трубы)” Обнаружено достаточное количество патентов и авторских свидетельств, некоторые из которых уже внедрены в серийно выпускаемую технику (компания F.I.D.). результаты вы можете увидеть на плакате.

Плакат 8,9. Инжектор.
Инжектор колтюбинговой установки представляет собой гидроприводное устройство, служащее для подачи гибкой трубы в скважину, удержание ее на весу и подъем трубы наверх с определенной скоростью. Серийно выпускаемые инжекторы компании F.I.D. отличаются сложностью в изготовлении, высокой стоимостью, сложностью в эксплуатации и ремонте, а также низкой приспособленностью к работе в низких температурах в условиях Сибири и крайнего Севера.
В связи с этим было принято решение разработать упрощенную конструкцию инжектора на основе а.с. 1684473 от 21.09.89, применимую к условиям данного дипломного проекта.
На основе данного дипломного проекта выдвигаются следующие технические требования к характеристикам инжектора: максимальное тяговое усилие- 200 кН, максимальное толкающее усилие- 200 кН, диапазон скоростей подачи гибкой трубы- 0.01-0.9 м/с. (описать принцип действия, резина 4326,4327, раб. Температура от -55 до +100).
При разработке инжектора выполнены необходимые гидравлические и прочностные расчеты.
Заключение.
Таким образом
1. В результате анализа достижений научно-технического прогресса и практики бурения на нефть и газ и геологоразведочных скважин на твердые полезные ископаемые, а также зарубежного опыта, доказана актуальность и возможность использования существующей техники и технологии для бурения скважин параметрических, поисковых и другого назначения предельно малым диаметром (95 мм) на глубину 3000-5000 м.
2. Доказаны технико- экономическая обоснованность бурения скважин ПМД с использованием гибкой безмуфтовой трубы.
3. Предложена карта размещения ряда параметрических скважин на территории Восточной Сибири, которые могут быть спроектированы в варианте ПМД.
4. Дана оценка применимости для бурения скважин ПМД ряда технологий: гидродинамические методы (импульсный) предупреждения и ликвидации осложнений, цементирования обсадных колонн, режимов промывки скважин.
5. Даны предварительные варианты конструкций скважин. 
6 Даны предварительные рекомендации по техническим и технологическим требованиям к подбору типов буровых растворов для промывки скважин ПМД на завершающем этапе строительства.
7 На основании проведенных расчетов сформулированы требования к техническим средствам, и, на основании эти требований, подобран комплект наземного оборудования и технических средств для бурения скважин ПМД.
8 Проведен патентно-информационный поиск по теме бурение с помощью гибкой безмуфтовой трубы.
9 Разработана конструкция инжектора для колтюбинговой установки.
Результаты работы представляют практический интерес для дальнейшего развития буровых предприятий Красноярского края к более прогрессивным, а следовательно, и более экономичным и экологичным способам бурения.
5.8 Выбор технических средств, входящих в буровой комплекс для бурения скважин малого диаметра



По нашему мнению, целесообразно применять колтюбинг при строительстве скважин ПМД. К настоящему времени создано множество типов колтюбинговых установок, в том числе и на территории СНГ. Так как начальные диаметры под направление и кондуктор бурятся относительно большими диаметрами то встаёт вопрос о комбинировании колтюбинговых установок с традиционными. Эту проблему можно решить следующим образом: для бурения начальных интервалов использовать легкие буровые установки типа, а под хвостовик бурить с использованием колтюбинга. Однако в последнее время проектируются т.н. гибридные колтюбинговые установки, объединяющие в себе возможность бурения составной колонной и преимущества колтюбинга, в частности в Белоруссии на стадии разработки находится установка М50.
Тогда, буровой комплекс для бурения СМД должен включать в себя следующие компоненты: колтюбинговая установка; циркуляционная система закрытого типа; два буровых насоса; противовыбросовое оборудование с пультом управления; цементировочный агрегат; электростанции (основная и аварийная); датчики технологических параметров; компоновка низа бурильной колонны.


5.8.1 Колтюбинговая установка



Из серийно выпускаемых колтюбинговых установок по техническим характеристикам, (тяговое усилие инжектора и максимальный диаметр гибкой трубы) необходимым для строительства скважины малого диаметра типовой конструкции ( глубина 3000 м, конечный диаметр ствола 95 мм) подходит установка М40, производства белорусской компании F.I.D. Имеются аналогичные установки производства известных американских и канадских производителей (Hydra Rig Incorporated ,Stewart & Stevenson Services Incorporated ,Varco International Incorporated), однако их стоимость вместе с доставкой превышет разумные пределы. Кроме того, группа компаний F.I.D.- единственная компания, производящая технику такого рода на территории СНГ.
Ниже приведены основные сведения об этой установке /также см. лист 4 графической части/.
Рисунок 5.8.1.1-Мобильная колтюбинговая установка М40

Технические характеристики.
Шасси Полуприцеп МЗКТ-99891
Максимальное давление на устье скважины при проведении работ 70 МПа
Максимальное тяговое усилие инжектора 440 кН
Максимальный диаметр гибкой трубы 73,03 мм
Емкость барабана *
при диаметре трубы 1 3/4" (44,5 мм) 6 800 м
при диаметре трубы 2" (50,8 мм) 5 100 м
при диаметре трубы 2 3/8" (60,3 мм) 3 800 м
при диаметре трубы 2 7/8" (73,0 мм) 2 200 м
Скорость подачи гибкой трубы
Максимальная 0,9 м/с
Минимальная 0,005 м/с
Максимальная грузоподъемность установщика оборудования
Габариты:
Длина, мм 18 700
Ширина, мм 3 070
Высота, мм 4 500
Масса полная 68 000 кг
* - длина трубы на барабане определяется допустимой нагрузкой на шасси

Комментарии: Классические техника и технология бурения составной колонной подошли к с своему пределу, после которого невозможно дальнейшее совершенствование старых комплексов. Наиболее прогрессивным методом в настоящее время является колтюбинг, бурение с использованием гибкой безмуфтовой трубы.
К сожалению, в настоящее время многие из месторождений вышли на позднюю стадию разработки с падающей добычей. В то же время, к разработке готовятся месторождения Сахалина, Тимано-Печоры и российской части Каспия. Однако, разработка этих месторождений потребует значительных инвестиций.
Поэтому одной из основных целей нефтегазодобывающих компаний сегодня является более полное извлечение углеводородного сырья и снижение себестоимости этого процесса. Классические технологии, позволяющие решать данную проблему, имеют пределы, и эти пределы уже достигнуты для большинства разрабатываемых месторождений России.
В мировой практике нефтегазодобычи все более широко распространяются технологии, связанные с использованием длинномерной трубы. Это объясняется их высокой технологичностью и экономической эффективностью.
Очевидно, что наша страна заметно отстает во внедрении современного эффективного оборудования и методов применяемых работ. Пять лет назад была проведена первая конференция по колтюбинговым технологиям, в которой приняли участие представители нефтяной и газовой отрасли. Надо признать, что эта конференция дала ощутимый толчок в распространении новых технологий, количество агрегатов с гибкими трубами в российском ТЭК возросло вдвое. В России и странах СНГ появились новые производители современной техники. Если в 1998 г. более 90% ремонтов на скважинах выполнялись американскими и канадскими агрегатами, то в 2000 г. около 80% прироста колтюбинговой техники в российском ТЭК (16 агрегатов) обеспечила группа российских и белорусских фирм.
Новый импульс развитию колтюбинговых технологий в России дала вторая конференция, организованная Минэнерго России в прошлом году. Минэнерго России будет и в дальнейшем поддерживать широкое внедрение в производство новейших технологий добычи нефти и газа.
Колтюбинговые технологии базируются на использовании длинномерных (до 3000-5000 м) безмуфтовых гибких (обычно стальных) труб, наматываемых на барабан и многократно спускаемых в скважину, позволяют удешевить ремонтно-восстановительные работы, а также решать некоторые задачи, которые невозможно решить при применении колонны составных труб.
Первые попытки создания колтюбинговой техники, в основе которой лежит использование гибкой трубы, были предприняты в начале 60-х годов прошлого столетия. Первоначально работы велись в направлении создания установок капитального ремонта в действующих скважинах небольшой глубины без их глушения.
Сегодня из 50 – 60 известных операций, проводимых с использованием длинномерной гибкой трубы, в России наиболее широко распространены следующие:
- ликвидация отложений парафина, гидратных и песчаных пробок в НКТ;
- обработка призабойной зоны, подача технологических растворов, специальных жидкостей (в том числе щелочных и кислотных растворов) и газов;
- спуск оборудования для проведения геофизических исследований, особенно в наклонных и горизонтальных скважинах;
- установка цементных мостов;
- выполнение работ по изоляции пластов и др.
Использование колтюбинговых установок совместно с азотно-бустерным комплексом позволяет проводить освоение скважин пенными системами, снизить уровень жидкости до необходимой глубины, продувать скважины газообразным азотом.
Наиболее значительный эффект гибкие трубы дают при бурении. Именно это направление интенсивно развивается в настоящее время. Гибкие трубы позволяют проводить бурение на депрессии без глушения скважин и увеличить их дебит в 3-5 раз. Особенно перспективным является применение горизонтального бурения гибкими трубами дополнительных горизонтальных стволов из колонны старой скважины при доразработке истощенных месторождений на поздней стадии, вовлечении в разработку трудноизвлекаемых запасов, восстановление бездействующих и малодебитных скважин. Бурение гибкими трубами позволяет уже сегодня вовлечь в разработку значительную часть, а в перспективе – практически все забалансовые запасы углеводородов и добывать дополнительно в России до 50 млн. тонн нефти и до 30 млрд. куб. м. газа ежегодно.
Для того, чтобы бурить скважину и особенно вскрывать продуктивные пласты наклонными и горизонтальными стволами на депрессии без их глушения (это наиболее эффективные и перспективные в настоящее время технологии в мировой буровой практике, на которые нацелены сегодня широко известные зарубежные фирмы), недостаточно создания мобильной колтюбинговой установки. Должна быть продумана вся архитектура комплекса, включая специальное наземное и противовыбросовое оборудование, внутрискважинный инструмент и контрольно-измерительные приборы, определена возможность его создания в кратчайшие сроки, выявлена необходимость и целесообразность разработки, изготовления и приобретения комплектующего оборудования, инструмента, КИП и оценена итоговая стоимость всего комплекса.
Комплекс оборудования, внутрискважинного инструмента и КИП для бурения скважин с использованием колтюбинга существенно отличается от традиционного принятого. Существуют два класса мобильных колтюбинговых установок, применяемых для бурения и заканчивания скважин: традиционные и так называемые гибридные.
Традиционная колтюбинговая установка, например, М-40 с тяговым усилием инжектора 40т, гибкой трубой диаметром 60,3 мм и длиной до 3500м или диаметром 73 мм и длиной 2200м производства группы компаний Белорусского фонда развития и поддержки изобретательства и рационализации (ФИД) представляет собой комплексную установку, смонтированную на полуприцепе с седельным тягачом повышенной проходимости. Она включает барабан с гибкой трубой, механизм подачи трубы (инжектор), направляющую трубу ("гусак") с изменяющимся радиусом для подачи труб в инжектор, кабину оператора с панелью управления и автономный силовой блок для обеспечения энергией барабана, инжектора и органов управления поста оператора. В состав комплекса входит: устьевое сборное основание под инжектор с самоподъемной вышкой, комплект устьевого противовыбросового оборудования с шлюз-лубрикатором. Вышка и шлюз-лубрикатор предназначены для проведения работ по спуску и подъему компоновки низа бурильной колонны (КНБК) в скважину под давлением.
Гибридная установка предусматривает возможность объединения буровых работ с применением бурильных труб с резьбовыми соединениями с преимуществами использования длинномерной безмуфтовой гибкой трубы. Такие установки представляют собой комбинацию обычной буровой вышки и установки с гибкими трубами. Именно к этому классу относится создаваемая сегодня группой компаний ФИД установка М50.
Основными поставщиками качественного колтюбингового оборудования в Россию до 2000 г. были американские фирмы Hydra Rig Incorporated Varco International Incorporated, Stewart & Stevenson Services Incorporated и др. Однако почти каждый колтюбинговый агрегат имеет свои особенности применения и требует индивидуального исполнения, что, конечно, с одной стороны, в условиях высокой заработной платы персонала американских производителей отрицательно сказывается на цене, а с другой, - ограничивает возможности удовлетворения всех пожеланий заказчиков. Именно этот фактор в сочетании с наличием необходимых технологий и хорошо развитым машиностроением был главным при определении участия отечественных разработчиков в создании колтюбинговой техники. Сегодня этот проект осуществляется группой российских и белорусских компаний ФИД. За последние два года ФИД продал больше оборудования в России, чем кто-либо другой, больше, чем Hydra Rig, Stewart & Stevenson и другие производители вместе взятые. Отечественные установки успешно работают на месторождениях углеводородного сырья ОАО «Газпром», ОАО «НК Сургутнефтегаз», ОАО «НК ЛУКОЙЛ», ОАО «Татнефть» и других предприятиях.
Большинство предприятий, эксплуатирующих колтюбинговые агрегаты, используют только 3-5 технологий. В этом случае эффективность работы недостаточно высокая. Необходимо, чтобы каждая компания, имеющая колтюбинговую технику, имела возможность использовать хотя бы 15-20 известных основных технологий. Недавно в России создано некоммерческое партнерство "Центр развития колтюбинговых технологий", призванное содействовать развитию новых технологий, что позволит ускорить технический прогресс в этой области /3/.
Идея использования колонны гибких труб (КГТ) для выполнения операций подземного ремонта скважин (ПРС) представляет собой принципиально новый подход к решению данной проблемы. При этом не само предложение о применении одной сплошной непрерывной колонны вместо собираемой из отдельных труб является новаторским, а реализация схем работоспособного оборудования в подземных условиях.
Реализация схем работоспособного оборудования стала возможной только после решения двух технических задач: это создание колонны гибких труб, обладающих достаточно высокой циклической прочностью даже за пределами упругости, и промыслового оборудования, обеспечивающего спуск и подъем такой колонны в скважину, а также выполнение всех необходимых технологических операций. В результате решения этих задач появилась новая технология проведения буровых работ и подземного ремонта скважин на основе использования колонны непрерывных гибких труб. Причем имеется в виду не новая технология выполнения спускоподъемных операций, а всего комплекса работ. К ним относятся подготовка оборудования, выполнение операций ремонта или бурения скважины и свертывание комплекса оборудования.
В 50-х годах Н.В. Богдановым было предложено использовать колонны гибких труб для спуска в скважину электропогружного центробежного насоса. При этом кабель, питающий погружной электродвигатель, располагался внутри колонны гибких труб. Подобное решение позволяло не только ускорить процесс выполнения спускоподъемных операций при смене насоса, но и обеспечивал сохранность кабеля при эксплуатации искривленных скважин. Однако практическая реализация этого предложения в сколько-нибудь широких промышленных масштабах в то время была нереальна.
Тогда же были разработаны и доведены до практического внедрения конструкции буровых установок с применением непрерывных колонн гибких труб – шлангокабелей. По существу, они представляли собой резинометаллические рукава большого диаметра. Работы по их созданию проводили, в частности, специалисты Франции и нашей страны. Совместные испытания осуществляли на опытной буровой установке, однако в силу ряда причин их промышленное внедрение не состоялось.
Тем не менее, и у нас в стране, и за рубежом продолжали разрабатывать оборудование подобного класса. Уже первые пробные его варианты показали, что, несмотря на очевидную простоту самого принципа новой технологии проведения подземного ремонта, его реализация требует создания машин нового типа, ранее не существовавших и не имевших аналогов ни в одной отрасли машиностроения. Еще большую проблему представляла разработка технологии изготовления гибких труб, прочность и долговечность которых соответствовали бы условиям их эксплуатации.
Как и любое новое направление техники, оборудование с применением колонн гибких труб (колтюбинговые установки) и технология их производства создавались не на пустом месте. К этому моменту уже существовали машины для спуска в скважину под давлением кабеля и труб. Были разработаны технологии производства электросварных труб. Но создание реально действующих машин и оборудования, рассматриваемых нами, даже на основе уже имеющихся конструкторских и технологических решений потребовало проведения огромного объема работ.
Состояние, в котором находятся разработка, изготовление и эксплуатация оборудования с использованием колтюбинга в нашей стране традиционно как и для любого нового направления развития техники и технологии. С одной стороны, у нас разработано достаточно много оригинальных технических решений, а с другой стороны, их внедрение в производство отстает в отличие от аналогичных ситуаций в зарубежных фирмах. Накопленный последними большой опыт в области производства и эксплуатации оборудования подобного типа, а также отечественные наработки позволяют сделать вывод о том, что принципиально все основные технические вопросы можно считать решенными. В настоящее время апробированы в эксплуатации различные конструктивные схемы, имеется достаточно большая элементная база для создания агрегатов. Кроме того, разработаны и испытаны разные варианты технологий выполнения работ с использованием агрегатов нового типа. Естественно, что процесс совершенствования и конструкций агрегатов, и реализуемых технологий будет продолжаться /5/.
4 Проблемы, возникающие переходе к скважинам ПМД



Попытки перехода на бурение скважин малого диаметра были и раньше. Несмотря на ожидавшиеся экономические преимущества уменьшения диаметра заканчивания скважин, широко применявшееся в шестидесятых годах ХХ века бурение скважин предельно малого диаметра в различных районах (Башкортостан, Западная и Восточная Сибирь) оказалось экономически неэффективным. Причиной этому послужило отсутствие необходимой технической и технологической базы. Так, двукратное уменьшение конечного диаметра скважин сопровождается сужением живого сечения кольцевого и трубного пространств при промывке скважин и при цементировании в них обсадных колонн. Уменьшение поперечных сечений вызывает существенный рост гидравлических сопротивлений движению промывочных жидкостей и цементных растворов. Поэтому изменение гидродинамических условий должно сопровождаться изменений технологий. К настоящему времени появилось множество типов буровых растворов, химических реагентов для их отработки и разработана гидродинамика промывки скважин, имеется ряд способов кольматации поглощающих интервалов, с помощью которых возможно значительное повышение несущей способности стенок скважины. Доработка и распространение этих новинок на технологию бурения скважин ПМД позволит выполнять все технологические операции в условиях стесненного гидравлического пространства без тяжелых последствий, связанных с осложнениями.
Другой причиной, препятствующей широкому распространению ПМД, является низкая геолого- геофизическая информативность скважин. За последние 30 лет расширился перечень скважинных геофизических приборов, имеющих диаметр 36-48 мм. В настоящее время возможно выполнение технического исследования скважин диаметром 95 мм на глубину до 4500 м (кавернометрия, резистивиметрия, расходометрия, инклинометрия и т.д.). Есть набор средств и для геофизического исследования скважин, но он нуждается в модернизации с учетом высокого давления и температур.
Имеется еще ряд проблем, которые должны быть решены при переходе на ПМД. Первая, и весьма важная- необходимость автоматического и полуавтоматического методов раннего обнаружения и предупреждений флюидопоявлений, поскольку в связи с уменьшением живого сечения кольцевого пространства скважин время от начала возможного поступления флюида в скважину до начала его проявления значительно сокращается.
Другой проблемой является необходимость технического обеспечения управляемого направления ствола скважины, поскольку с уменьшением диаметра тенденция к его искривлению усиливается /1/.


5 Технические предложения


5.1 Буровые растворы, рекомендуемые для бурения скважин ПМД



Требования к показателям буровых растворов, рекомендуемых к проходке интервалов скважин с минимальным кольцевыми зазорами, то есть предельно малого диаметра, более жестки, чем при бурении обычных скважин. Ограничения по показателям касаются: плотности, структурной вязкости и динамического напряжения сдвига и условной вязкости, толщины и плотности корки.
Основные требования к растворам для бурения скважин ПМД в отличие от требований к растворам для бурения обычных скважин состоит в том, чтобы они могли обладать достаточной подъемной при движении и удерживающей в покое способностью по отношению к шламу, не сужать кольцевое пространство отлагающейся на стенках скважины коркой, не создавать высоких гидравлических сопротивлений потоку во время промывки. Такими свойствами обладают в достаточной степени структурированные буровые растворы, с минимальной твердой фазой или без неё. В первую очередь, заслуживают внимания растворы на полимерной основе, глинистые растворы, за исключением илоглинистых, исключаются из рассмотрения как не отвечающие вышеперечисленным требованиям. Это (таблица 5.1) ингибированный буровой раствор (ИБР) и медноакриловый буровой раствор (МАР).
Для геологического разреза, например Сибирской платформы, сложенного преимущественно карбонатами, заслуживает внимания полимерный хлоркальциевый раствор (ПХКР), имеющий некоторую структуру и минимальную корочку (0,2 мм). Этот раствор замечателен тем, что обладает высокой ингибирующей способностью, позволяющей разбуривать неустойчивые аргиллитовые толщи без значительного кавернообразования. Однако этот раствор дорогостоящий, поскольку для его приготовления и обработки применяются дорогостоящие химические реагенты.
Наиболее дешевым является раствор структуированный асбестом (РСА). Раствор прошел практическую проверку на скважинах Красноярского края и практически удовлетворяет всем технологическим требованиям.
Учитывая многообразие геолого-физических условий рассмотрено ещё несколько наиболее доступных в организационном отношении буровых растворов, в том числе гельгуматный буровой раствор.
Поэтому, при выборе бурового раствора для бурения скважины ПМД необходимо придерживаться следующего:
- лучшим выбором бурового раствора является тот, который может быть использован на всех стадиях строительства скважины ПМД;
- наиболее важными при выборе типа бурового раствора следует считать
требования на стадии строительства скважины малым (менее 190 мм) и предельно малым (менее 120 мм) диаметром; если этим требованиям не отвечает буровой раствор, применяемый для разбуривания верхней части разреза, то должен быть выбран специальный тип бурового раствора;
- при выборе бурового раствора для разбуривания интервалов малым и
предельно малым диаметром, они должны быть проверены на реологические показатели, толщину и плотность глинистой корки; остальные показатели должны быть в пределах, предъявляемых для обычных растворов (плотность, ингибирующая способность, липкость корки, стоимость т.д.);
Влияние реологических показателей иллюстрируется графиками, приведен¬ными на рис.5.1.-5.3.: при некотором повышении плотности, структурной вязкости и динамического сопротивления сдвигу возникает необходимость ограничения расхода, поскольку давление на насосах и особенно на забой и открытые стенки скважины возрастают и выходят за пределы допустимого, вызывая порошения, гидроразрыв пород, превышение допустимого давления на насосах.

  


Размер файла: 14,2 Мбайт
Фаил: (.rar)
-------------------
Обратите внимание, что преподаватели часто переставляют варианты и меняют исходные данные!
Если вы хотите, чтобы работа точно соответствовала, смотрите исходные данные. Если их нет, обратитесь к продавцу или к нам в тех. поддержку.
Имейте ввиду, что согласно гарантии возврата средств, мы не возвращаем деньги если вариант окажется не тот.
-------------------

Скачать

Добавить в корзину

Занесено в корзину

        Коментариев: 0

Есть вопросы? Посмотри часто задаваемые вопросы и ответы на них.
Опять не то? Мы можем помочь сделать!

Некоторые похожие работы:

К сожалению, точных предложений нет. Рекомендуем воспользоваться поиском по базе.