2.2 Конструирование скважины и выбор плотности бурового раствора для совместимых интервалов бурения.

Первая обязательная колонна - кондуктор 1 (см. рис. 1.2) - должна быть спущена до кровли второго интервала, если первый и второй интервала несо­вместимы, и ниже кровли второго интервала на 50 м, если названные пласты совместимы (как в рассматриваемом примере). В этом случае глубина спуска кондуктора z _конд равна

z _конд = z_кр2 + 50 м, (2.10)

где z_кр2 - глубина залегания кровли второго интервала.

Вторая колонна 2 обсадных труб спускается от устья до кровли следующего несовместимого интервала. Голова хвостовика 3 должна быть выше башмака преды­дущей колонны на 300 м, а башмак на проектной глуби­не. Такая установка нужна для надежной изоляции друг от друга несовместимых пластов. Так как вторая колонна обсадных труб последняя, спущенная от устья, то она является эксплуатационной.

Цементирование кондуктора производится на всю глубину от башмака до устья скважины. Последующие колонны цементируются так, чтобы цемент вошел в пре­дыдущую колонну на 300 м. В случае газового месторо­ждения все колонны, спущенные от устья, цементируют­ся до устья скважины.

Далее необходимо принять решение о плотностях бурового раствора. Плотность бурового раствора должна быть минимально возможной, но обеспечить нормаль­ные условия бурения.

Правило: в пределах совместимых пластов плот­ность бурового раствора с глубиной может увеличи­ваться, но не должна уменьшаться.

Для рассматриваемого примера она должна удов­летворять бурению как первого интервала, так и верхней части второго интервала. Принимаем ρ₀₁ = ρ₀₂ = 1,2 (см. рис. 1.1). Эта плот­ность бурового раствора обеспечивает нормальные условия бурения только до кровли третьего интервала, перед вскрытием которого плотность бурового рас­твора следует увеличить до ρ₀₃ = 1,35

Рис. 1.2. Конструкция скважины. Пунктиром 4 показаны границы пластов.

Выбор свойств бурового раствора для вскрытия продуктивного пласта проводится особенно тщательно, т.к. от этого зависит продуктивность скважи­ны при эксплуатации. Четвертый продуктивный и пятый пласты совместимы. Их следует вскрывать на буровом растворе с плотностью ρ_{04 =} ρ₀₅ = 1,1.

Если продуктивный пласт и ниже лежащий пласт несовместимы, то вскрывать последний не рекомендуется. В этом случае скважина бурится толь­ко до подошвы продуктивного пласта. Пример выбора плотности бурового рас­твора в соответствии с рис. 1.1 приведен в табл. 2.1

2.3. Расчет диаметров долот и обсадных колонн

Расчет ведется снизу вверх для всей конструкции скважины. Диаметр эксплуатационной (по­следней спускаемой в скважину) колонны согласовывается с заказчиком и из­вестен до начала расчета. Поэтому расчет начинается с определения диаметра долота D для бурения последнего интервала:

D = d_м + 2Δ_н (2.11)

где d_м - диаметр муфты обсадных труб колонны; Δ_н - величина зазора между стенкой скважины и муфтой.

В табл. 2.2 приведены необходимые для расчета справочные данные.

Таблица 2.2

Диаметры труб и их муфт по ГОСТ 632-80 в - рекомендуемые зазоры

Наружный диаметр труб, d, мм	Диаметр муфт, dм, мм	Δн, мм	Наружный диаметр труб, d, мм	Диаметр муфт, dм, мм	Δн, мм
114,3	133,0	5- 15	298,5	323,9	15-30
127,0	146,0	5-15	323,9	351,0	20-40
139,7	159,0	10-20	339,7	365,1	20-40
146,0	166,0	10-20	351,0	376,0	20 - 40
168,3	187,7	10-20	377,0	402,0	25 - 50
177,8	198,0	10-20	406,4	431,8	25 - 50
193,7	215,9	10-25	426,0	451,0	25 - 50
219,1	244,5	10-25	473,1	508,0	25 - 50
244,5	269,9	10-25	508,0	533,4	25 - 50
273,1	298,5	15-30

Полученный по формуле (2.11) диаметр округляется до ближайшего боль­шего диаметра долота по ГОСТ 20692-75: 151,0; 165,1; 190,5; 215,9; 244,5; 269,9; 295,3; 320,0; 349,2; 393,7; 444,5; 490,0 мм.

Далее следует расчет диаметра предыдущей колонны (в рассматриваемом примере эксплуатационной):

d = d + 2Δ_в, (2.12)

Δ_в – запас, обеспечивающий спуск долота в скважину через эту колонну:

Δ_в = δ + (3…5), мм, (2.13)

где δ – ожидаемая толщина стенки обсадной трубы, принять δ = 10 мм.

Диаметр трубы, полученный по формуле (2.12), округлить до ближайше­го большего в соответствии с табл. 2.2.

Рекомендация. Если не оговорено особо, то в расчетные формулы следу­ет подставлять минимальные значения величин Δ_н и Δ_в.

Согласно правилам безопасности в нефтяной и газовой промышленности конструкция скважины по надежности, технологичности и безопасности должна обеспечивать:

Конструкция скважины в части надежности, технологичности и безопасности должна обеспечивать:

— максимальное использование пластовой энергии продуктивных горизонтов и процессе эксплуатации за счет выбора оптимального диаметра эксплуатационной колонны и возможности достижения проектного уровня гидродинамической связи про­дуктивных отложений со стволом скважины;

— применение эффективного оборудования, оптимальных способов и режимов эксплуатации, поддержания пластового дав­ления, теплового воздействия и других методов повышения нефтеотдачи пластов;

— условия безопасного ведения работ без аварий и осложне­ний на всех этапах строительства и эксплуатации скважины;

— получение необходимой горно-геологической информации по вскрываемому разрезу;

— условия охраны недр и окружающей среды, в первую оче­редь за счет прочности и долговечности крепи скважины, герме­тичности обсадных колонн и кольцевых пространств, а также изоляции флюидосодержаших горизонтов друг от друга, от про­ницаемых пород и дневной поверхности;

— максимальную унификацию по типоразмерам обсадных труб и ствола скважины.

Конструкции устья скважины, колонных головок, герметизирующих устройств должны обеспечивать:

— подвеску с расчетной натяжкой промежуточных и эксплуа­тационных колонн с учетом компенсации температурных дефор­маций на всех стадиях работы скважины (колонны), а также подвеску колонны бурильных труб на противовыбросовом обо­рудовании;

— контроль за возможными флюидопроявлениями за обсад­ными колоннами;

— возможность аварийного глушения скважины;

— герметичность межколонных пространств при строитель­стве и эксплуатации скважин;

— испытание обсадных колонн и межколонных пространств на герметичность.

Периодичность и способы проверки состояния обсад­ных колонн по мере их естественною износа или аварийного разрушения (смятие, разрыв и т.п.) и необходимые мероприятия по обеспечению безопасной проводки и эксплуатации скважины устанавливаются проектом или планом работ, разработанным и согласованным в установленном порядке.

Конструкция скважины должна предусматривать возможность реконструкции крепи скважины, в том числе путем забуривания и проводки нового ствола скважины.