
- •Содержание Введение…..………………………………………….………………………….7
- •1 Геологическая часть
- •2 Техническая часть
- •Выводы ………………………………………………………………………..125
- •4 Экономическая часть
- •5 Безопасность и экологичность проекта
- •5.3 Чрезвычайные ситуации …………………………………………….…...162
- •Список использованных источников…...………………...172
- •1 Геологическая часть
- •1.1 Орогидрография района работ
- •1.3 Нефтегазоводоносность по разрезу скважины
- •1.4 Возможные осложнения при бурении
- •1.5 Работы по испытанию в эксплуатационной колонне и освоению скважины; сведения по эксплуатации
- •1.6 Промыслово – геофизические исследования
- •2.1 Обоснование точки заложения скважины (по структурной карте)
- •2.3.1 Расчет глубины спуска кондуктора
- •2.4 Обоснование, выбор и расчет типа профиля ствола скважины.
- •2.5 Обоснование метода вскрытия продуктивного пласта и расчет конструкции скважины.
- •2.6 Анализ физико-механический свойств горных пород
- •2.8 Выбор способа бурения
- •2.10 Проектирование режима бурения
- •2.10.2 Расчет максимальной величины давления на выкиде буровых насосов
- •2.10.3 Проектирование расхода промывочное жидкости
- •2.10.4 Расчет частоты вращения
- •2.11 Обоснование, выбор и расчет компоновок бурильной колонны
- •2.12 Выбор забойных двигателей по интервалам бурения
- •2.13 Расчет диаметра насадок долота
- •2.15.3 Контроль параметров бурового раствора
- •2.16 Обоснование и выбор системы очистки бурового раствора
- •2.17 Гидравлический расчет промывки скважины
- •Окончание таблицы 39
- •2.18 Обоснование плотности тампонажного раствора и тампонажных материалов
- •2.19 Расчет обсадных колонн на прочность
- •2.19.1 Расчет максимальных внутренних давлений на устье скважины.
- •2.20 Оборудование устья (способы подвески колонн, установка противовыбросового оборудования, фонтанной арматуры, расчет усилия натяжения колонны)
- •2.21 Технологическая оснастка обсадных колонн
- •2.22 Спуск обсадных колонн
- •2.22.1 Выбор способа спуска
- •2.22.2 Подготовка ствола скважины к спуску
- •2.22.3 Подготовка обсадных труб к спуску
- •2.22.4 Подготовка бурового оборудования
- •2.23 Обоснование способа цементирования
- •2.25 Обоснование способа вызова нефти.
- •2.25.1. Испытание горизонтов на продуктивность в эксплуатационной колонне.
- •2.25.2 Вызов притока снижением уровня свабированием
- •2.25.3 Расчет продолжительности свабирования скважины
- •2.26 Расчет нагрузки на крюке. Выбор буровой установки.
- •3 Специальная часть (Анализ эффективной работы долот на Верхне – Пурпейском месторождении)
- •3.1 Анализ работы долота III 215,9 мз – гв - 2 – r 155
- •3.2 Анализ работы долота III 215,9 мс – гау – r 56
- •3.3 Анализ работы долота III 215,9 мс – гау – r 54
- •3.4 Анализ работы долота III 215,9 s 84 f
- •3.5 Конструктивные особенности долот
- •3.5.1 Конструктивные особенности долота 215,9 s84f
- •3.5.2 Конструктивные особенности долота 215,9 мс – гау – r56
- •3 .5.3 Выбор рационального привода долота
- •4 Экономическая часть
- •4.1 Составление нормативной карты
- •4.1.1 Расчет нормативного времени на механическое бурение
- •4.1.2 Расчет нормативного времени на спуско-подьемные операции
- •4.1.3 Расчет нормативного времени на работы, связанные с креплением скважин
- •4.1.4 Расчет нормативного времени на установку центрирующих фонарей.
- •4.1.5 Расчет нормативного времени на ожидания затвердевания цемента (озц).
- •4.1.6 Расчет нормативного времени на разбуривание цементной пробки.
- •4.1.11 Расчет нормативных затрат времени на проведение ремонтных работ
- •4.1.12 Нормирование затрат времени на дополнительные работы, выполняемые буровыми бригадами при бурении скважины
- •4.1.13 Составление нормативной карты
- •4.1.14 Определение нормативных технико-экономических показателей бурения скважин
- •4.2. Корректировка сметной стоимости строительства скважины
- •4.2.1 Определение проектной продолжительности бурения и крепления скважины
- •4.2.2 Составление сметных расчетов № 3.1, № 3.2 и уточненного сводного сметного расчета
- •4.3 Расчет проектных технико-экономических показателей
2.19 Расчет обсадных колонн на прочность
Целью расчета обсадных колонн на прочность является проектирование равнопрочной колонны по всему интервалу крепления.
. Исходные данные для расчета и результаты расчета согласно инструкции [29] приведены в таблицах 41 - 42.
Таблица 41 – Исходные данные для расчета обсадных колонн
Наименование параметров, Единица измерения |
Обозна-чение |
Значение |
Расстояние от устья скважины, м: |
|
|
- до башмака колонны |
L |
2755 |
- до башмака предыдущей колонны |
L0 |
705 |
- до уровня цементного раствора |
h |
2650 |
- до уровня жидкости в колонне при испытании |
Нl |
900 |
- до уровня жидкости в колонне в конце эксплуатации |
Н |
1000 |
- до кровли продуктивного пласта |
S |
2592 |
Длина участка цементного раствора |
lц |
795 |
Длина участка облегченного цементного раствора |
lоц |
1960 |
Удельный вес, Н/м3: |
|
|
- бурового раствора за обсадной колонной |
р |
11300 |
- цементного раствора за колонной |
ц |
18300 |
- облегченного цементного раствора за колонной |
гц |
14200 |
- жидкости в обсадной колонне |
в |
8360 |
- гидростатического столба воды |
гс |
10000 |
- испытательной жидкости |
ж |
10000 |
Коэффициенты запаса прочности |
|
|
- на избыточное наружное давление |
n1 |
1,125 |
- на избыточное внутреннее давление |
n2 |
1,15 |
- на растяжение |
n3 |
1,3 |
Давление, МПа: |
|
|
- пластовое на кровле продуктивного пласта |
Рпл |
26,2 |
- гидроразрыва |
Ргр |
44,2 |
Р
исунок
5 – Эпюра избыточных наружных давлений.
Рисунок 6 – Эпюра избыточных внутренних давлений
Расчет части колонны от 100 до 2755м на растяжение производится с запасом прочности n3, полученный с учетом 0 = 1,5, град/10м по формуле (63):
, (63)
где
- коэффициент запаса прочности на
растяжение для обсадных труб с треугольной
резьбой на изогнутом участке ствола;
- коэффициент, учитывающий влияние размеров соединения и его прочностные характеристики;
0 – интенсивность искривления труб.
Расчет длин секций обсадной колонны с различными толщинами стенок проводится снизу вверх, и проверяются условия прочности колонны по формулам (64 - 66):
-
на смятие
,
(64)
-
на разрыв
,
(65)
-
на растяжение
,
(66)
PКР>n1
HИL,
(67)
где Pкр - критическое давление для обсадных труб, МПa;
n1 - коэффициент запаса прочности на наружное избыточное давление для первой снизу колонны в зоне эксплуатационного объекта ;
PHИ - наружное избыточное давление на глубине L, МПа.
Критическое давление для обсадных труб с учетом двухосного нагружения рассчитывается по формуле (68):
,
МПа , (68)
где Q – осевая растягивающая нагрузка на трубу, кН;
QТ – растягивающая нагрузка, при которой напряжение в теле трубы достигает предела текучести, кН.
Запас прочности на наружное избыточное давление для первой снизу секции колонны с учетом устойчивости коллекторов равен:
,
МПа.
По [29] этому давлению соответствуют трубы группы прочности «Д», с толщиной стенки =8,5 мм, для которых Pкр=31,4 МПа, Рт = 38,6 МПа, Рстр = 872 кН, q =0,290 кН. трубы исполнения А, с резьбой треугольного профиля, которые составляют первую секцию.
Запас прочности на избыточное внутреннее давление на глубине эксплуатационного объекта равен:
,
3,2 > [1,15] (достаточно.)
Согласно
эпюре наружное избыточное давление на
верхнем конце первой секции на глубине
2618м составляет 19,8 МПа, тогда при
критическое давление равно:
,
МПа.
Согласно этому давлению принимаются трубы для второй секции группы прочности «Д», с толщиной стенки =7,7 мм, для которых Pкр=26,7 МПа, Рт = 35,0 МПа, Рстр = 794 кН, q =0,265 кН. Трубы исполнения А, с резьбой треугольного профиля.
Критическое давление для труб второй секции из условия двухосного нагружения, с учетом влияния растягивающих нагрузок от веса первой секции равно:
,
МПа.
Глубина спуска второй секции равна 2618м.
Длина первой секции равна:
,
м.
Вес первой секции составит:
,
кН.
Третья секция комплектуется из труб группы прочности «Д», с толщиной стенки =7,0 мм, для которых Pкр = 22,4 МПа, Рт = 31,8 МПа, Рстр = 666 кН, q =0,229 кН. Трубы исполнения А, с резьбой треугольного профиля.
Критическое давление для труб третьей секции из условия двухосного нагружения, с учетом влияния растягивающих нагрузок от веса первой и второй секций равно:
,
МПа,
,
МПа.
Для
полученного значения
согласно эпюре избыточных наружных
давлений глубина спуска третьей секции
равна 1700м.
Длина второй секции равна:
,
м.
Вес второй секции составит:
,
кН.
Запас прочности на избыточное внутреннее давление для верхней трубы второй секции равен:
2,6 > [1,15] (достаточно).
Общий вес колонны:
,
кН
Запас прочности на растяжение равен:
4,5 > 1,4 (достаточно).
Запас прочности на избыточное внутреннее давление для верхней трубы третьей секции равен:
2,2 > [1,15] (достаточно).
Длина последней секции, для которой толщина стенки подобранна из условия наружного избыточного давления и наружного внутреннего давления, определяется из расчета на растяжение с учетом коэффициента запаса прочности на растяжение для обсадных труб на изогнутом участке по формуле:
,
м.
Тогда длинна третьей секции будет равна:
м.
Вес третьей секции составит:
,
кН.
Общий вес колонны:
,
кН.
Четвертую секцию составляют трубы группы прочности «Д», с толщиной стенки =7,7 мм, для которых Pкр = 26,7 МПа, Рт = 35 МПа, Рстр = 794 кН, q = 0,265 кН. Трубы исполнения А, с резьбой треугольного профиля.
Глубина спуска четвертой секции равна:
,
м.
Критическое давление для труб четвертой секции из условия двухосного нагружения, с учетом влияния растягивающих нагрузок от веса первой, второй и третьей секций равно:
,
МПа,
,
МПа.
Для
полученного значения
согласно эпюре избыточных наружных
давлений трубы четвертой секции могут
быть установлены до устья. Соответственно
вес четвертой секции равен:
,
кН.
Запас прочности на избыточных внутреннее давление для верхней трубы четвертой секции равен:
.
2,4 > [1,15] (достаточно).
Общий вес колонны:
,
кН.
Общий вес подобранных секций на условие:
,
.
Так как условие не выполняется, то длина четвертой секции, для которой толщина стенки подобранна из условия избыточных внешних и внутренних давлений, определяется из расчета на растяжение с учетом запаса :
м.
Вес четвертой секции составит:
,
кН.
Общий вес колонны:
,
кН
Пятая секция комплектуется из труб группы прочности «Д», с толщиной стенки =8,5 мм, для которых Pкр=31,4 МПа, Рт = 38,6 МПа, Рстр = 872 кН, q =0,290 кН. Трубы исполнения А, с резьбой треугольного профиля.
Глубина спуска пятой секции равна:
,
м
Запас прочности на избыточное внутреннее давление для верхней трубы пятой секции равен:
,
2,7 > [1,15] (достаточно).
Длина пятой секции составит:
м
Вес пятой секции равен:
,
кН
Общий вес колонны:
,
кН
Шестая секция комплектуется из труб группы прочности «Д», с толщиной стенки =9,5 мм, для которых Pкр=37,1 МПа, Рт = 43,1 МПа, Рстр = 1000 кН, q =0,321 кН. Трубы исполнения А, с резьбой треугольного профиля.
Глубина спуска шестой секции равна:
,
м.
Запас прочности на избыточное внутреннее давление для верхней трубы шестой секции равен:
,
2,7 > [1,15] (достаточно).
Длина шестой секции равна:
м.
Вес шестой секции составит:
,
кН.
Общий вес колонны:
,
кН.
Седьмая секция комплектуется из труб группы прочности «Д», с толщиной стенки =10,7 мм, для которых Pкр=43,7 МПа, Рт = 48,6 МПа, Рстр = 1147 кН, q =0,358 кН. Трубы исполнения А, с резьбой треугольного профиля.
Глубина спуска седьмой секции равна:
,
м.
Запас прочности на избыточное внутреннее давление для верхней трубы седьмой секции равен:
3,4 > [1,15] (достаточно).
Длина седьмой секции составит:
м.
Длина седьмой секции принята 134м.
Вес седьмой секции равен:
,
кН.
Общий вес колонны:
,
кН.
Параметры обсадных колонн приведены в таблице 42
Таблица 42 – Расчет избыточных давлений и распределение их по длине колонн
№ колонны в порядке спуска |
Название колонны |
Способы расчета избыточных давлений |
Распределение избыточных давлений по длине колонн |
|||
наружное |
внутреннее |
глубина, м |
наруж-ное, МПа |
внутреннее, МПа |
||
1
2 |
кондуктор
эксплуатацион-ная |
На момент окончания цементирования по столбу тампонажного раствора По столбу бурового раствора на момент окончания эксплуатации |
При опрессов-ке в один прием без пакера
При опрессов-ке в один прием без пакера |
0 705
0 1400 2650 |
0 4,60
0 15,8 20,4 |
0,90 0,90
14,5 13,1 11,8 |
Примечание: - избыточные внутренние давления для расчета эксплуатационной колонны приняты из максимальных при цементировании
- давление опрессовки эксплуатационной колонны, оборудования устья, фонтанная арматура принимаются из максимальных внутренних избыточных давлений, возникающих при освоении РОПу = 12,5 МПа |
Таблица 43 – Параметры обсадных колонн
Название колонны (тип резьбы) |
Диаметр, мм |
Номер равнопро-чной секции труб части колоны (снизу вверх) |
Интервал установки по стволу, м |
Марка стали |
Толщина стенки, мм |
Длина секции по стволу, м |
Масса секции, кН |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
Направление (ОТТМА) Кондуктор (БТС) Эксплуатационная (БТС)
Всего по э.колонне |
324
245 146 |
1
1 1 2 3 4 5 6 7
|
60-0
705-0 2755-2592 2592-1700 1700-1506 1506-605 605-409 417-134 134-0 |
Д
Д Д Д Д Д Д Д Д |
9,5
7,9 8,5 7,7 7,0 7,7 8,5 9,5 10,7 |
60
705 163 892 192 902 189 283 134 2755 |
44,8
351,0 47,27 236,38 44,20 240,36 55,39 91,48 47,92 |
Продолжение таблицы 43
Нарастающая масса, кН |
Давление опрессовки труб на поверхности, МПа |
Коэффициент запаса прочности на |
||
избыточное давление |
растяжение |
|||
наружное |
внутреннее |
|||
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
44,8
351,0 47,27 283,65 327,85 568,21 623,36 715,08 758,82 763,00 |
-
- 14,5 14,5 14,5 14,5 14,5 14,5 14,5 |
-
2,4 1,3 1,125 1,125 1,125 1,125 1,125 1,125
|
-
2,6 3,2 2,6 2,2 2,4 2,7 3,0 3,4 |
-
6,4 - 2,8 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 |