Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Осложнения и аварии при строительстве нефтяных и газовых скважин

..pdf

Скачиваний:

Добавлен:

15.11.2022

Размер:

4.93 Mб

Скачать

☆

1 / 391 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

А.П. Предеин

ОСЛОЖНЕНИЯ И АВАРИИ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ НЕФТЯНЫХ

И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН

Утверждено Редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия

Издательство Пермского национального исследовательского

политехнического университета

2014

УДК 622.248(075.8) П71

Рецензенты:

канд. техн. наук, доцент Л.Н. Долгих (Пермский национальный исследовательский политехнический университет)

канд. техн. наук С.Е. Ильясов (филиал ООО «ЛУКОЙЛ – Инжиниринг» «ПермНИПИнефть» в г. Перми)

Предеин, А.П.

П71 Осложнения и аварии при строительстве нефтяных и газовых скважин: учеб. пособие / А.П. Предеин. – Пермь: Издво Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2014. – 381 с.

ISBN 978-5-398-01353-5

Состоит из 4 разделов и содержит описание причин и видов осложнений и аварий, возникающих в процессе бурения нефтегазовых скважин, мероприятий по их предупреждению и ликвидации.

Составлено с учетом действующих нормативных документов и ГОСТов, содержит справочную информацию, изложено доступным для студентов языком, хорошо иллюстрировано.

Предназначено для студентов, обучающихся по направлению 131000 «Нефтегазовое дело».

ISBN 978-5-398-01353-5

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, ПРИНЯТЫЕ В УЧЕБНОМ ПОСОБИИ

Dc – диаметр скважины, м;

Dн – наружный диаметр труб, м;

Dд – диаметр долота, м;

E– модуль продольной упругости (модуль Юнга), Н/см2; g – ускорение свободного падения (9,81 м/с2);

F– площадь поперечного сечения тела трубы, м2;

Нпг – глубина залегания поглощающего горизонта, м; Нф – высота флюида в затрубном пространстве, м; hпг – мощность поглощающего горизонта, м;

hст – статический уровень жидкости в скважине, м; hд – динамический уровень жидкости в скважине, м; Kпс – кофициент поглощающей способности;

k – проницаемость пористой среды, мД;

Kэп – коэффициент эффективной пористости пласта, %; l – абсолютное удлинение образца горной породы, м; Рг – горное давление, МПа; Рб – боковое горное давление, МПа;

Рпор – поровое давление, МПа; Рст – гидростатическое давление, МПа;

Ргеост – геостатическое давление, МПа; Рпл – пластовое давление, МПа; Ргд – гидродинамическое давление, МПа;

Ргрп – давление гидроразрыва горных пород, МПа; Ртр – потери давления по длине в трубах, МПа;

Ркп – потери давления по длине в кольцевом пространстве, МПа;

Ру – давление на устье скважины, МПа; Ру – дополнительное давление на устье скважины при глуше-

нии скважины, МПа;

Рзаб – забойное давление, МПа; Рт изб – избыточное давление в бурильной колонне, МПа;

Рк изб – избыточное давление в кольцевом пространстве, МПа;

Рд – допустимая нагрузка на бурильную или обсадную колонну, МПа;

Ргс – потери давления на гидравлические сопротивления, МПа; Ро – относительное давление в скважине (коэффициент ано-

мальности); ε – относительная продольная деформация;

ε1 – относительная поперечная деформация; λу – коэффициент бокового распора упругих горных пород;

λтр – коэффициент гидравлических сопротивлений в трубах; λкп – коэффициент гидравлических сопротивлений в кольце-

вом пространстве;– коэффициент Пуассона для горных пород;

ρж – плотность промывочной жидкости, кг/м3; ρг – плотность горной породы, кг/м3; ρф – плотность флюида, кг/м3; σ – нормальное напряжение, МПа;

σт – нормальное напряжение до предела текучести, МПа; σу – напряжение, ведущее к деформации породы, МПа.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АНПД – аномально низкое пластовое давление; АВПД – аномально высокое пластовое давление; АКБ – автоматический буровой ключ; БК – бурильная колонна; БМ – блок манифольда; БР – буровой раствор;

БСС – быстросхватывающаяся смесь; ГИВ – гидравлический индикатор веса;

ГИС – гидроимпульсный способ ликвидации прихвата; ГНВП – газонефтеводопроявление; ГРП – гидравлический разрыв пласта; ГТН – геолого-технический наряд; ДНС – динамическое напряжение сдвига; КМЦ – карбоксиметилцеллюлоза;

КНБК – компоновка низа бурильной колонны; НКТ – насосно-компрессорные трубы; ОЗЦ – ожидание затвердения цемента; ОК – обсадная колонна; ПАВ – поверхностно-активные вещества;

ПВО – противовыбросовое оборудование; ПЖ – промывочные жидкости; ПКР – пневматический клиновой захват; СГ – смесь гудронов;

СЖК – синтетические жирные кислоты; СНС – статическое напряжение сдвига; СМАД – смазочная добавка; СПО – спуско-подъемные операции;

ТДШ – торпеда из детонирующего шнура; ТС – тампонажная смесь; УБТ – утяжеленные бурильные трубы;

ИТР – инженерно-технические работники.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение...............................................................................................	12
1. Вопросы технологии бурения скважин
в осложненных условиях....................................................................	14
1.1. Горно-геологические условия бурения....................................	14
1.2. Физико-механические свойства горных пород.......................	14
1.3. Напряженное состояние горных пород....................................	23
1.3.1. Горное и пластовое давление...................................................	23
1.3.2. Понятие о поровом (пластовом) давлении............................	24
1.3.3. Термические условия проводки скважин..............................	25
2. Осложнения при строительстве нефтяных
и газовых скважин...............................................................................	26
2.1. Поглощение буровых и тампонажных растворов
при бурении и креплении скважин....................................................	27
2.1.1. Факторы, влияющие на появление поглощений
промывочной жидкости.............................................................................	29
2.1.2. Физико-геологическая сущность гидравлического
разрыва пласта..............................................................................................	35
2.1.3. Признаки поглощения................................................................	38
2.1.4. Геофизические методы исследования скважин...................	40
2.1.5. Статический и динамический
уровни жидкости в скважине....................................................................	42
2.1.6. Гидродинамические исследования
поглощающих пластов...............................................................................	43
2.1.7 Относительное давление в системе
скважина – пласт..........................................................................................	47
2.1.8. Классификация зон поглощения.............................................	48
2.1.9. Предупреждение поглощений..................................................	52
2.1.10. Бурение скважин с промывкой аэрированными
буровыми растворами.................................................................................	60
2.1.11. Характеристика наполнителей ..............................................	67

2.1.12.Рекомендации по применению отдельных типов

икомплексов наполнителей для ликвидации поглощений различной интенсивности. Подбор наполнителей

в комплексы...................................................................................................

2.1.13. Профилактические мероприятия по предупреждению
возникновения поглощения бурового раствора
с применением наполнителей..................................................................	83
2.1.14. Рекомендации по технологии бурения при вскрытии
и прохождении поглощающих горизонтов...........................................	85
2.1.15. Способы намыва (доставки) наполнителей
в зону поглощения......................................................................................	87
2.1.16. Установка мостов.....................................................................	89
2.1.17. Тампонажные смеси и пасты для изоляции
зон поглощений...........................................................................................	91
2.1.18. Свойства тампонажных смесей.............................................	92
2.1.19. Виды тампонажных смесей и их рецептуры.
Смеси на основе тампонажных цементов.............................................	96
2.1.20. Тампонажные растворы на основе полимеров................	108
2.1.21. Тампонажные пасты ..............................................................	111
2.1.22. Способы доставки изоляционных смесей
в зону поглощения....................................................................................	113
2.1.23. Применение перекрывающих устройств..........................	124
2.1.24. Изоляция зон поглощения с помощью взрыва................	127
2.2. Осложнения, связанные с нарушением устойчивости
стенки скважины................................................................................	128
2.2.1. Осыпи и обвалы горных пород..............................................	134
2.2.2. Мероприятия по повышению устойчивости
стенки скважины.......................................................................................	137
2.2.3. Профилактические мероприятия по предупреждению
набухания горных пород.........................................................................	140
2.2.4. Желобообразование..................................................................	141
3. Аварийность в бурении.................................................................	147
3.1. Понятие об аварии ...................................................................	147
3.2. Классификация аварий............................................................	148
3.3. Факторы, влияющие на возникновение аварий.....................	150
3.4. Виды аварий .............................................................................	152
3.4.1. Аварии с элементами бурильной колонны.........................	152

3.4.2. Виды поломок и разрушений бурильных труб
и элементов бурильной колонны...........................................................	154
3.4.3. Падение бурильной колонны.................................................	162
3.4.4. Предупреждение аварий с элементами бурильной
колонны........................................................................................................	166
3.4.5. Поломка ведущих и утяжеленных бурильных труб ........	168
3.4.6. Аварии с бурильными трубами
из легких сплавов.......................................................................................	169
3.4.7. Аварии при креплении скважин............................................	170
3.4.8. Мероприятия по предупреждению аварий
с обсадной колонной и ее элементами.................................................	174
3.4.9. Предупреждениеаварийприспуске
обсадныхколонн.........................................................................................	181
3.4.10. Предупреждение аварий при цементировании
обсадных колонн........................................................................................	182
3.4.11. Ликвидация аварий с обсадной колонной........................	183
3.4.12. Аварии с забойными двигателями......................................	187
3.4.13. Ликвидация аварий с забойными двигателями...............	190
3.4.14. Профилактические мероприятия по предотвращению
аварий с забойными двигателями..........................................................	191
3.4.15. Аварии при проведении геофизических работ................	192
3.4.16. Методы ликвидации аварий.................................................	193
3.4.17. Разрушение и падение буровых вышек.............................	199
3.4.18. Аварии с долотами..................................................................	200
3.4.19. Способы рациональной отработки долот .........................	205
3.4.20. Прихваты бурильных и обсадных колонн........................	207
3.4.21. Методы ликвидации прихватов...........................................	222
3.4.22. Отвинчивание бурильной колонны
в намеченном месте...................................................................................	232
3.4.23. Установка жидкостных ванн................................................	233
3.4.24. Ликвидация прихватов бурильной колонны
обуриванием................................................................................................	238
3.5. Причины осложнений и их виды
при бурении скважин в солях...........................................................	240

3.6. Особенности строительства скважин в условиях
сероводородной агрессии .................................................................	249
3.7. Осложнения, связанные с самопроизвольным
искривлением ствола скважины.......................................................	254
3.8. Газонефтеводопроявления ......................................................	258
3.8.1. Условия возникновения
газонефтеводопроявлений.......................................................................	266
3.8.2. Определение забойного давления.........................................	267
3.8.3. Причины снижения забойного давления............................	270
3.8.4. Поведение газа в бурящейся скважине.
Уравнение состояния газа.......................................................................	270
3.8.5. Инверсия давления при газопроявлениях...........................	272
3.8.6. Газопроявления при креплении скважин............................	275
3.8.7. Методы и признаки обнаружения
газонефтеводопроявлений.......................................................................	279
3.8.8. Раннее обнаружение газонефтеводопроявлений..............	285
3.8.9. Ликвидация газонефтеводопроявлений..............................	288
3.8.10. Глушение газонефтеводопроявлений
при нахождении долота на забое (проявление обнаружено
при углублении скважины).....................................................................	293
3.8.11. Глушение газонефтеводопроявлений, возникших
во время спуско-подъемных операций................................................	298
3.8.12. Мероприятия по предупреждению
газонефтеводопроявлений.......................................................................	304
3.8.13. Технологические особенности ликвидации
газонефтеводопроявлений.......................................................................	308
3.8.14. Открытые (аварийные) фонтаны.
Их классификация.....................................................................................	313
3.8.15. Предупреждение газопроявлений
при бурении скважин...............................................................................	317
3.8.16. Выбор метода ликвидации фонтанов................................	319
4. Ловильные работы в бурящихся скважинах...............................	332
4.1. Требования к ловильному инструменту................................	333

4.2. Основные виды ловильного инструмента
и приспособлений..............................................................................	338
4.2.1. Метчик ловильный нарезной типа МЛ................................	338
4.2.2. Колокол ловильный гладкий..................................................	339
4.2.3. Колокол ловильный нарезной................................................	340
4.2.4. Овершот.......................................................................................	342
4.2.5. Труболовка наружная освобождающаяся
короткая.......................................................................................................	342
4.2.6. Удочка ловильная для кабеля внутренняя..........................	344
4.2.7. Удочка шарнирная....................................................................	345
4.2.8. Универсальный ловитель........................................................	346
4.2.9. Фрезеры забойные типа ФЗ....................................................	347
4.2.10. Шламометаллоуловители типа ШМУ ...............................	348
4.2.11. Фрезеры кольцевые................................................................	348
4.2.12. Магнитный фрезер-ловитель типа ФМ, ФЛМ.................	349
4.2.13. Устройства очищающие типа УОЗС и УОЗ1...................	350
4.2.14. Гидравлический ударный механизм типа ГУМ
и ГУМД........................................................................................................	350
4.2.15. Яссы гидромеханические типа ГМ и компенсаторы
механические типа КМ.............................................................................	351
4.2.16. Волновой ударный механизм типа ВУМП.......................	351
4.2.17. Универсальная печать типа ПУ-2 .......................................	352
4.2.18. Трубный паук...........................................................................	352
4.2.19. Труборезка................................................................................	353
4.2.20. Основные типы торпед..........................................................	353
4.3. Основные приемы производства ловильных работ..............	355
4.3.1. Торпедирование инструмента................................................	359
4.3.2. Фрезерование и отвинчивание инструмента
левыми трубами.........................................................................................	360
4.3.3. Ловильные работы в кавернах...............................................	361
5. Практические расчеты при бурении скважин в осложненных
условиях и при ликвидации аварий.................................................	362
Пример № 1 .....................................................................................	362
Пример № 2 .....................................................................................	363

1 / 391 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
15.11.20229.68 Mб9Организация строительного производства в вопросах и ответах..pdf
#
15.11.2022621.22 Кб4Организация учебной деятельности студентов (к новым формам обучения)..pdf
#
15.11.2022582.31 Кб4Органические соединения. Часть 1. Углеводороды.pdf
#
15.11.2022553.34 Кб3Органические соединения. Часть 2. Кислородсодержащие и высокомолекуля.pdf
#
15.11.202210.46 Mб53Осложнения в нефтедобыче..pdf
#
15.11.20224.93 Mб37Осложнения и аварии при строительстве нефтяных и газовых скважин..pdf
#
15.11.20223.27 Mб25Основное технологическое оборудование нефтеперерабатывающих заводо..pdf
#
15.11.20223.66 Mб6Основные положения о работе устройств применяемых в горной нефтегаз..pdf
#
15.11.20222.08 Mб9Основные свойства эксплуатационных материалов для транспортных и тра..pdf
#
15.11.202213.65 Mб33Основы автоматизации проектирования в строительстве..pdf
#
15.11.20222.96 Mб11Основы алгоритмизации и программирования на языке Паскаль..pdf