- •Учебное пособие
- •Содержание
- •Тема 6 Технология промывки скважин и буровые растворы 47
- •Тема 7 Осложнения в процессе бурения скважин 69
- •Тема 8 Режим бурения скважин 82
- •Тема 9 Искривление скважин. Бурение наклонно – направленных скважин 102
- •Тема 10 Вскрытие и опробование продуктивных пластов в процессе бурения скважин 123
- •Тема 11 Крепление скважин 132
- •Тема 12 Освоение и испытание скважин 156
- •Тема 13 Структурно-поисковое бурение 161
- •Тема 14 Аварии в бурении 163
- •Тема 15 Бурение скважин на море 181
- •Тема 16 Энергосберегающие технологии 184
- •Введение История развития техники и технологии бурения
- •Тема 1 Общие сведения о бурении скважин
- •1.1 Понятие о скважине, классификация и назначение
- •1.2 Технологическая схема бурения
- •Цикл строительства скважины
- •Баланс календарного времени
- •Тема 2 Подготовительные работы к бурению скважины
- •2.1 Методы монтажа бурового оборудования
- •2.2 Оборудование для спуско-подъемных операций
- •2.3 Центрирование вышки, ротора
- •2.4 Подготовительные работы к бурению
- •2.5 Пусковая конференция
- •2.6 Схема расположения привышечных сооружений и оборудования
- •2.7 Охрана окружающей среды
- •Тема 3 Физико-механические свойства горных пород
- •Общие сведения о горных породах
- •Основные физико-механические свойства горных пород
- •3.3 Методы определения механических свойств
- •Особенности разрушения горных пород
- •Тема 4 Породоразрушающий инструмент
- •Назначение и классификация породоразрушающего инструмента
- •Долота шарошечные для сплошного бурения
- •Классификация шарошечных долот
- •Конструкция шарошечных долот
- •Форма и расположение породоразрушающих элементов на шарошках
- •Схемы опор шарошек
- •4.7 Промывочные отверстия
- •Лопастные долота
- •Алмазные долота
- •Твердосплавные долота исм
- •4.11 Технико-экономические показатели долот
- •Практическая работа № 1
- •4.12 Снаряды для колонкового бурения
- •4.13 Особенности режима бурения с отбором керна
- •Тема 5 Бурильная колонна
- •5.1 Назначение и составные элементы бурильной колонны
- •5.2 Назначение и конструкция ведущих труб
- •5.3 Назначение и конструкция лбт
- •5.4 Назначение и конструкция бурильных труб
- •Трубы бурильные сборной конструкции с навинченными замками
- •Трубы бурильные с высаженными внутрь и наружу концами и коническими стабилизирующими поясками – тбвк, тбнк
- •Трубы бурильные с приваренными соединительными концами
- •Трубы бурильные с высаженными наружу концами и нарезанной на них крупной (замковой) резьбой (беззамковые раструбные трубы)
- •5.5 Назначение и конструкция убт
- •5.6 Бурильные замки
- •5.7 Резьбы бурильных труб и замков
- •5.8 Переводники
- •5.9 Технологическая оснастка бурильной колонны
- •5.10 Расчет на статическую прочность бурильной колонны
- •Практическая работа № 2
- •5.11 Комплектование и эксплуатация бурильной колонны
- •5.12 Отработка бурильных труб и начисление износа
- •Тема 6 Технология промывки скважин и буровые растворы
- •6.1 Назначение и классификация буровых растворов
- •I. Гидродинамические
- •II. Гидростатические
- •III. Физико-химические
- •6.2 Дисперсные системы и основные их свойства
- •6.3 Показатели свойств буровых растворов
- •6.4 Влияние показателей свойств буровых растворов на процесс бурения
- •6.5 Материалы для приготовления и регулирования свойств буровых растворов
- •С большой емкостью поглощения;
- •Со средней емкостью поглощения;
- •С малой емкостью поглощения.
- •6.6 Физико-химические и механические свойства глин
- •Средней коллоидности – выход 10-4 м3/т;
- •6.7 Наполнители буровых растворов
- •6.8 Утяжелители, применяемые в бурении
- •6.9 Классификация химреагентов, применяемых для обработки буровых растворов
- •6.10 Добавки, применяемые при химобработке
- •6.11 Очистка бурового раствора
- •Тема 7 Осложнения в процессе бурения скважин
- •7.1 Поглощение бурового раствора
- •7.2 Газо-нефте-водопроявления (гнвп)
- •Гнвп легче предупредить, чем ликвидировать!
- •7.3 Противовыбросовое оборудование Противовыбросовое оборудование предназначено для герметизации устья скважины с целью предотвращения открытых выбросов.
- •Мероприятия по предупреждению гнвп
- •7.5 Грифоны и межколонные проявления
- •7.6 Нарушение целостности стенок скважины
- •7.7 Осложнения при бурении скважин в многолетнемерзлых породах (ммп)
- •7.8 Особенности бурения скважин в условиях сероводородной агрессии
- •Тема 8 Режим бурения скважин
- •8.1 Понятие о режиме бурения и его параметрах
- •8.2 Влияние параметров режима бурения на количественные и качественные показатели бурения
- •8.3 Особенности режима бурения роторным способом
- •8.4 Особенности режима бурения турбинным способом
- •8.5 Особенности режима бурения винтовыми забойными двигателями
- •8.6 Основные параметры винтовых гидродвигателей
- •8.7 Особенности режима бурения электробурами
- •8.8 Особенности режима бурения алмазными долотами
- •8.9 Порядок проектирования режима бурения
- •8.10 Проектирование количества бурового раствора и установление режима работы буровых насосов
- •8.11 Гидравлический расчет промывки скважины
- •Определение потерь давления в лбт
- •Определение потерь давления в кольцевом пространстве
- •Определение потерь давления в бурильных замках
- •Определение потерь давления в промывочных отверстиях долота
- •Определение потерь давления в турбобуре
- •Определение потерь давления в обвязке буровой установки
- •8.12 Определение параметров режима бурения по эмпирическим зависимостям
- •8.13 Контроль за параметрами режима бурения
- •8.14 Телеконтроль забойных параметров бурения
- •8.15 Подача инструмента
- •Тема 9 Искривление скважин. Бурение наклонно – направленных скважин
- •9.1 Основные понятия о пространственном положении и искривлении скважин
- •9.2 Мероприятия по предупреждению искривления вертикального участка ствола скважины
- •9.3 Бурение наклонно-направленных скважин
- •9.4 Отклоняющие устройства
- •9.5 Особенности технологии бурения скважин
- •9.6 Визированный спуск бурильного инструмента
- •9.7 Забойное ориентирование отклонителя
- •9.8 Кнбк для безориентированного бурения
- •9.9 Телеметрические системы для ориентирования отклоняющих компоновок
- •9.10 Расчет 3-х интервального профиля наклонно направленной скважины
- •9.11 Кустовое бурение
- •9.12 Расчет очередности бурения скважин куста
- •9.13 Мероприятия по предотвращению пересечения ствола скважин
- •9.14 Бурение многозабойных скважин
- •9.15 Бурение горизонтальных скважин
- •Тема 10 Вскрытие и опробование продуктивных пластов в процессе бурения скважин
- •10.1 Требования к качеству вскрытия продуктивного пласта
- •10.2 Влияние фильтрата раствора на водной основе на коллекторские свойства
- •10.3 Требования к качеству бурового раствора для вскрытия продуктивного пласта
- •10.4 Методы вскрытия продуктивных пластов
- •10.5 Опробование продуктивных пластов в процессе бурения
- •10.6 Подготовительные работы к опробованию
- •10.7Спуск аппарата и опробование пласта
- •10.8 Техника безопасности и охрана окружающей среды при вскрытии продуктивного пласта
- •Тема 11 Крепление скважин
- •11.1 Цель крепления скважин и методы разобщения
- •11.2 Требования, предъявляемые к конструкции скважины
- •11.3 Конструкция газовых скважин
- •11.4 Обсадные трубы и их соединения, типы обсадных труб
- •11.5 Резьбовые соединения обсадных труб
- •11.6 Защита обсадных колонн от износа
- •11.7 Определение диаметров обсадных колонн и долот
- •11.8 Технологическая оснастка обсадных колонн
- •11.9 Расчет обсадных колонн
- •11.10 Спуск обсадной колонны в скважину
- •11.11 Оборудование для цементирования скважин
- •11.12 Тампонажные материалы для приготовления цементного раствора
- •11.12.1 Основные свойства тампонажных растворов
- •11.12.2 Классификация цементных растворов
- •11.13 Требования к качеству разобщения пластов
- •11.14 Способы цементирования скважин
- •11.15 Заключительные работы и проверка результатов цементирования
- •11.16 Расчет одноступенчатого цементирования скважины
- •11.17 Цементирование хвостовиков
- •11.18 Установка цементных мостов
- •11.19 Контроль свойств тампонажного раствора при цементировании скважины
- •11.20 Осложнения при цементировании и способы их предотвращения
- •11.21 Техника безопасности при цементировочных работах
- •Тема 12 Освоение и испытание скважин
- •12.1 Перфорация обсадной колонны
- •12.2 Освоение и испытание скважин
- •Тема 13 Структурно-поисковое бурение
- •13.1 Конструкция скважин
- •13.2 Бурильный инструмент
- •Тема 14 Аварии в бурении
- •14.1 Понятие об аварии, причины возникновения аварий
- •14.2 Классификация и методы предупреждения аварий
- •1. Нарушение эксплуатации инструментов, устройств, механизмов, с которыми ведутся работы на устье.
- •2. Применение неисправного вспомогательного инструмента, отсутствие на устье устройств для предупреждения падения различных предметов в скважину.
- •3. Несоосность устья скважины с осью буровой вышки.
- •14.3 Прихваты бурильных и обсадных колонн
- •14.4 Ликвидация прихватов
- •14.5 Расчет необходимого количества жидкости для ванн
- •14.6 Определение максимальной скорости спуска бурильного инструмента
- •14.7 Определение плотности бурового раствора для вскрытия текучих пород и продуктивных горизонтов
- •14.8 Определение длины неприхваченной части бурильной колонны
- •14.9 Определение глубины поломки бурильной колонны по индикатору веса
- •14.10 Определение допустимых усилий при расхаживании прихваченных труб
- •14.11 Определение допустимого числа поворотов прихваченной бурильной колонны
- •14.12 Предупреждение прихватов
- •Порядок расследования и учета аварий
- •14.14 Предупреждение аварий
- •14.15 Забуривание нового ствола
- •14.16 Ловильный инструмент, виды и применение при ликвидации аварий
- •14.17 Предупреждение возникновения и ликвидация открытых фонтанов
- •Тема 15 Бурение скважин на море
- •15.1 Особенности строительства скважин на море
- •15.2 Буровые установки для морского бурения
- •15.3 Подводное устьевое оборудование
- •15.4 Особенности бурения морских скважин
- •15.5 Обслуживание работ на море
- •Тема 16 Энергосберегающие технологии
- •Тема 16 Технико-экономические показатели, нормативные и руководящие материалы по проектированию скважин, документация в бурении
- •Литература
7.5 Грифоны и межколонные проявления
Грифоны и межколонные проявления встречаются редко, но на борьбу с ними затрачивается много времени и часто приводит к ликвидации скважины.
Грифоны – это газонефтеводопроявления, выходящие на земную поверхность по трещинам за пределами устья скважины.
Межколонные проявления – это проявления пластовых флюидов в межколонные кольцевые пространства.
Причины возникновения грифонов и межколонных проявлений:
1. Некачественная изоляция высоконапорных пластов;
2. Неправильно выбранная глубина спуска кондуктора;
3. Низкое качество цементирования;
4. Некачественное резьбовое соединение обсадных труб.
Для предотвращения грифонов и межколонных проявлений необходимо:
Кондуктор спускать на глубину с учетом перекрытия пластов, по которым может произойти прорыв пластовых флюидов на поверхность.
Цементирование производить с подъемом цементного раствора до устья.
7.6 Нарушение целостности стенок скважины
Нарушение целостности стенок скважины подразделяется на основные виды:
осыпи, обвалы;
набухание;
ползучесть;
желобообразование;
растворение.
Осыпи, обвалы – происходят при прохождении уплотненных глин, аргиллитов, глинистых сланцев. В результате фильтрации бурового раствора снижается предел прочности глинистых пород, в результате чего приводит к обрушению их в скважину. Обвалам может способствовать также набухание пород. Обвалы могут также произойти из-за тектонических нарушений когда Рпл>Рг/ст.
Признаки осыпей и обвалов:
Вынос большого количества крупных обломков породы с буровым раствором.
Значительное повышение вязкости бурового раствора.
Повышение давления на выкиде насосов.
Затяжки при подъеме бурильного инструмента, кратковременный рост нагрузки на крюке.
Меры предупреждения и ликвидации:
Интервалы возможных обвалов бурить на буровом растворе с минимально допустимой водоотдачей и максимальной плотностью.
Скорость восходящего потока в затрубном пространстве должна быть не менее 1,5м/с.
Перед подъемом бурильного инструмента утяжелять буровой раствор до необходимой плотности.
По возможности бурить скважины меньшего диаметра.
Увеличить механическую скорость бурения, с целью сокращения времени контакта бурового раствора с осыпающейся породой.
Набухание – происходит при разбуривании глинистых пород, в результате чего сужается ствол скважины. Это приводит к затяжкам бурильного инструмента при подъеме, прихватам и недохождении до забоя.
Меры предупреждения и ликвидации: (те же, что и при обвалах), кроме того буровой раствор применять со специальной обработкой, препятствующей набуханию пород.
Ползучесть – происходит при разбуривании высокопластичных пород, склонных под действием возникающих напряжений деформироваться со временем, т.е. ползти и выпучиваться в ствол скважины.
Ползучесть возникает в том случае, когда кровля и подошва глин сложена породами, склонными к ползучести (например, соляными). Ползучесть проявляется с увеличением глубины бурения и температуры пород.
Признаки ползучести:
Затяжки инструмента
Недохождение бурильной колонны до забоя
Прихват и смятие бурильной колонны
Меры предупреждения и ликвидации: (те же, что и обвалах), кроме того, во избежание смятия обсадной колонны необходимо подбирать трубы с повышенной толщиной стенки.
Желобообразование – может происходить при разбуривании любых пород, кроме очень крепких; очень часто при бурении наклонно-направленных скважин. Желобообразование происходит не сразу, а по мере увеличения числа рейсов бурильного инструмента.
Основные причины желебообразования:
Большие углы перегиба ствола скважины.
Большой вес 1 метра бурильной колонны.
Большая площадь контакта бурильных труб с породой.
Признаки желобообразования:
Затяжки бурильной колонны при подъеме и кратковременное увеличение нагрузок на крюке.
Прихваты бурильной колонны.
Заклинивание бурильной колонны.
Меры предупреждения и ликвидации:
Применение предохранительных колец на бурильной колонне.
При бурении наклонно-направленных скважин во избежание заклинивания бурильного инструмента в желобе, следует соблюдать соотношение наружного диаметра труб к диаметру желоба не менее 1,35-1,4.
При СПО бурильную колонну поднимать на пониженной скорости, чтобы не допустить сильного заклинивания.
При заклинивании трубы надо сбивать вниз.
При разбуривании уплотненных глин соблюдать рекомендации как при обвалах.
При бурении вертикальной скважины выбирать компоновку, при которой искривление сводится к минимуму.
При возникновении желоба следует проработать ствол скважины. Самым эффективным методом считается взрыв шнуровых торпед.
Растворение – происходит при разбуривании соляных пород, которые растворяются под воздействием бурового раствора.
Признаки: интенсивное кавернообразование, а в тяжелых случаях – потеря ствола скважины.
Для предотвращения растворения стенок скважины необходимо использовать солесодержащий буровой раствор. Хорошие солестойкие буровые растворы получаются из палыгорскитовых глин.