Технология строительства скважины

-                     плотность бурового раствора:

в интервале 1200-2500 м

-                     пластовое давление при вскрытии продуктивного пласта:

-                     превышение гидростатического давления над пластовым (репрессия) с учетом технологических особенностей наработки бурового раствора и обеспечения устойчивости ствола скважины репрессия принимается равной 10%:

-                     плотность бурового раствора:

.

в интервале 2500-2650 м

-                     максимальное пластовое давление:

-                     превышение гидростатического давления над пластовым (репрессия) из расчета 7%:

-                     плотность бурового раствора:

.

Бурение под эксплуатоционную колонну до вскрытия продуктивного пласта в интервале 2500-2650 м возможно с превышением гидростатического давления над пластовым не более чем на 35 кгс/см2.

-                     плотность бурового раствора из расчета репрессии 35 кгс/см2:

.

Плотность бурового раствора для бурения интервала 2500-2650 м принимается 1,10 г/см3.

Бурение под эксплуатоционную колонну при вскрытии продуктивного пласта до глубины 2750 м должно осуществляться с превышением гидростатического давления над пластовым (репрессия) 4-7%. С учетом обеспечения устойчивости ствола скважины в вышележащих интервалах и предотвращения нефтеводопроявлений превышение гидростатического давления над пластовым принимается 7%:

-                     пластовое давление при вскрытии продуктивного пласта:

- превышение гидростатического давления над пластовым (репрессия) из расчета 7%:

-                     плотность бурового раствора:

.

Далее представлены основные принципы выбора других параметров буровых растворов.

Выбирая вязкость, нужно учитывать, что она в большинстве случаев оказывает отрицательное влияние на процесс бурения, поэтому нужно стремиться к ее минимальному значению (в данном случае УВ = 25…30 сек.), минимизация вязкости позволяет увеличить механическую скорость бурения, поддерживать на высоком уровне скорость восходящего потока в затрубном пространстве, то есть обеспечивать качественную очистку ствола скважины, струя маловязкого раствора теряет гораздо меньше энергии на пути от насадки долота до забоя, чем струя высоковязкого, что делает возможной более качественную очистку забоя скважины. Показатель фильтрации, при бурении в продуктивных горизонтах принимается не более 5…6 см3 за 30 мин по прибору ВМ-6 (в нашем случае 5…6 см3 за 30 мин), во избежание загрязнения пласта фильтратом раствора, что в дальнейшем затрудняет их освоение и эксплуатацию, вследствие почти необратимого ухудшения коллекторских свойств. В непродуктивных пластах допускается несколько большие значения показателя фильтрации.

Способность бурового раствора выносить выбуренную породу на дневную поверхность и удерживать ее, после прекращения циркуляции, определяется статическим напряжением сдвига (СНС). Значение СНС для выполнения этой задачи должны быть не менее 15 – 20 дПа.

Содержание абразивной фазы («песка») в буровом растворе, с целью уменьшения изнашивания инструмента и бурового оборудования, допускается не более 1%. Результаты расчетов сведем в таблицу 2.4.

Таблица 2.4 - Параметры бурового раствора

2.3.2    Определение потребного количества бурового раствора

Объем запаса бурового раствора на поверхности дополнительно к объему раствора, находящегося в циркуляции, должен быть не менее двух объемов скважины.

Максимальный объем скважины прибурении под эксплуатоционную колонну составляет:

Vскв= 0,785(Дк2 . Lк + dД2 (L2 - Lк) . Кк1 + dД2 (Lc-L2) . Кк2) = 0,785(0,22672 . 690 + 0,21592 . (2557 – 690) . 1,7 + 0,21592 (3180 – 2557) .1,1)=208 м3

где:

Дк - внутренний диаметр кондуктора, м;

Lк - глубина спуска кондуктора по стволу, м;

L2 - начало интервала глубины скважины с коэффициентом кавернозности Кк2;

Lc - глубина скважины по стволу, м;

dД - диаметр долота при бурении скважины под эксплуатоционную колонну, м;

Кк1, Кк2 - коэффициенты кавернозности.

Необходимый объем запаса бурового раствора на поверхности должен составлять 2Vскв= 416 м3.

Для хранения запаса бурового раствора в теле куста предусматривается строительство амбара объемом 500 м3.

2.4 Выбор способа бурения

Основные требования к выбору способа вращения долота определяются необходимостью обеспечения успешной работы, проводки ствола скважины с высокими технико-экономическими показателями.

Выбор способа бурения зависит от технической оснащенности предприятия (парк буровых установок, буровых труб, забойных двигателей и т.п.), опыта бурения в данном районе.

Для бурения данной скважины выбираем бурение с помощью гидравлических забойных двигателей. Турбинный способ обладает рядом преимуществ по сравнению с роторным способом бурения:

·        механическая скорость выше, чем при роторном способе бурения;

·        облегчает отклонение ствола в требуемом направлении;

·        можно использовать все виды промывочной жидкости за исключением аэрированной;

·        возможность применения в колонне бурильных труб легкосплавных и тонкостенных стальных труб;

·        улучшаются условия работы, отсутствуют шум и вибрация.

2.5 Выбор компоновки и расчёт бурильной колонны

Исходные данные:

1)                Скважина наклонно-направленная

2)                Профиль четырёх интервальный

3)                Глубина скважины по вертикали (Нс), м 2750

4)                Глубина вертикального участка (Нв), м 200

5)                R1 = 700 м, R2=2225 м, L=3180 м

6)     Диаметр турбобура (Дт),м 195

7)                Вес турбобура (Gm), Н 47900

8)                Длина турбобура (ℓ1), мм 25700

9)                Диаметр долота (Дд), мм 215,9

10) Перепад давления в турбобуре (DРт), МПа 3,9

11) Плотность бурового раствора (r), кг/м3 1150

2.5.1 Расчёт утяжеленных бурильных труб (УБТ)

Диаметр УБТ выбирается из конструкции скважины и условия обеспечения необходимой жесткости труб. Для нормальных условий при бурении долотом 215,9 мм принимается УБТ диаметром 178 мм. Диаметр бурильных труб принимаем Дбт = 127 мм.

т.к. 0,71 < 0,75 ¸0,85, то

необходимо в компоновку включить одну свечу УБТ Æ159 мм для недопущения большой концентрации напряжений в этом переходном сечении.

Длина УБТ определяется из условия, что бурильная колонна не переходила в III форму устойчивости

 (2.3)

Находим ℓкр = 45,8 м; РкрIII =93088,7 Н

Определяем длину УБТ ℓ0,

Длина одной свечи УБТ составляет 24 м, следовательно длина УБТ

ℓУБТ = 72 м (3 свечи).

Определим вес УБТ:

2.5.2 Расчет стальных бурильных труб (СБТ)

Определим длину СБТ:

 (2.6)

где q0 – вес 1 м СБТ диаметром 127 мм, q0 = 262 н/м;

Gсбт – полный вес СБТ;

Длина свечи 24 м, поэтому примем количество свечей равное 21, а длина стальных труб 504 м.

2.5.3 Расчет легкосплавных бурильных труб (ЛБТ)

ℓЛБТ = Нскв - ℓУБТ - ℓСБТ = 3180 – 72 – 504 = 2604 м

принимаем ℓЛБТ = 2616 м (109 свечей).

2.5.4 Расчёт бурильной колонны на прочность

Расчёт ведётся по уравнению Сушона

Тв = Тн ехр(Da×f)+ b ×q×ℓ×exp(0.5Da×f)×(cos`a ± f sin`a), (2.7)

где f – коэффициент сопротивления движению;

b - коэффициент учитывающий Архимедову силу;

a - средний зенитный угол;

“ - ” – участок набора зенитного угла.

f = 0,18 - для глинистых пород

Для удобства вычислений составим таблицу 2.5.

Таблица 2.5 - Характеристики опасных сечений бурильной колонны

Для примера приведём расчёт Тв для участка 2-3, остальные участки рассчитываются аналогично.

ТВ2-3= 203,4×103ехр (0×0,18) +262×32,4×0,86×ехр (0,5×0×0,18)×(cos34+0,18×sin34) = 210,18 кН.

Далее проводится проверка условия sсум £ [s ], (2.8)

Где

Исходные данные для расчёта

Рн = 1 МПа

Д = 147 мм

d = 125 мм

Е = 2,1·1011 Па

R1 = 700

n = 1,45

sт = 300 МПа

Результаты расчётов для наглядности представлены в таблице 2.6.

Таблица 2.6 - Результаты расчётов

сум

Следовательно условие прочности выполняется.

2.5.5 Выбор компоновок бурильного инструмента

Правильно выбранная компоновка позволяет без осложнений, с наименьшими затратами пробурить скважину до проектной глубины.

Для разрушения горной породы применяем трехшарошечные долота. С целью создания осевой нагрузки на долото и для повышения жесткости бурильной колонны применяем УБТ. Для передачи вращения долоту используют турбобуры.

Выбранные компоновки бурильного инструмента представлены в таблице 2.7.

2.6 Проектирование режима бурения

2.6.1 Разработка гидравлической программы проводки скважины

Исходные данные:

1)     Глубина скважины по стволу – 3180 м;

2)     Тип долота – III-215,9 МЗ-ГВ;

3)     Конструкция низа бурильной колонны:

·        долото III-215,9 МЗ-ГВ-R155;

·        турбобур 3ТСШ1-195;

·        УБТ Æ 178 мм – 10 м;

·        ТБПВ 127х9;

·        ЛБТ 147х9;

4)     Параметры промывочной жидкости:

·        r = 1100 кг/м3;

·        УВ = 25¸30 сек;

·        ПФ = 5¸6 см3/30мин.

Таблица 2.7 - Компоновки низа бурильной колонны (КНБК)

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7