
Бурение нефтяных и газовых скважин лекции + ответы экзамену
.pdfvk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
замков или муфт и при попадании муфт в желоба, постоянно инструмент имеет посадку или затяжку.
Обнаруживается много точечными профилемерами.
Методы борьбы:
1.На стадии проектирования необходимо как можно меньшие темпы снижения и падения кривизны, называется темпом набора кривизны, измеряется градус/10метров.
2.Ликвидируются проработкой, т.е. места, где обнаружены желоба неоднократно
прорабатываются с целью разрушения узких выработок в скважине, по телу БТ. 3.Установка против желобов цементных мостов и последующее разбуривания их; 4.Взрывы напротив желобов с целью разрушения ствола вместе с желобом.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Вопрос №54 Способы предотвращения и ликвидации бурового раствора в скважине.
1) Уменьшение скорости подачи промывочной жидкости или расхода, т.е. меняем
расход, меняем давление в кольцевом пространстве; 2) Изменяем параметр БР, уменьшая удельный вес уменьшаем гидростатическую
составляющую, уменьшая вязкости повышаем скорость прокачки жидкости, уменьшаем потери в кольцевом пространстве, уменьшаем давление на пласт;
3) Ввод инертных наполнителей. В зависимости от размера трещин и пор в зоны
поглощения вместе с БР вводят так называемые инертные наполнители, к которым относятся опилки, мелкие частицы кожи, хвоинки, остатки производства полиэтилена, скорлупа ореха, т.е. все то, что может забивать поры. Размер наполнителя должен составлять 0.3 от размера поры. Наполнитель может вводиться с помощью бурового насоса или непосредственно в бурильные трубы (БТ) через воронку;
4) Кальмотация стенки скважины. Это когда через специальный переводник на конце БИ, имеющий отверстие с насадками с высокой скоростью истекает вязкий БР или какая-то другая смесь,
которая кольматирует или забивает стенки скважины; 5) закачка тампонажных паст в зону поглощения;
6) Установка цементных мостов. На 15-20 метров выше зоны поглощения спускается БИ, в
который закачивается тампонажных раствор, который заполняет ствол около зоны поглощения и частично проникает в зону поглощения получается цементный мост, задача которого изолировать поглощающие стенки скважины;
7) Установка профильных перекрывателей. это метод борьбы с очень серьезными зонами
поглощения, где ни раствор, ни цементные мосты, ни кальмотация не помогает. Суть в том, что напротив зоны поглощения спускается специальная тонкостенная гофрированная труба, которая под действием давления разжимается, прилегает к стенке скважины, изолируя ее;
8) Спуск дополнительной обсадной колонны. Когда ни какие методы не помогают, то
принимают решение спустить дополнительную ОК. Это имеет минус, потому, что теряется диаметр и |
|||||||
конструкция скважины нарушается. |
|
|
8кп 2 |
|
|||
|
∆Р = |
2 |
|
2 |
|||
|
|
|
|
3 |
|||
Потери в кольцевом пространстве: |
|
− дол) ( скв + дол) |
|
||||
Формула Дюпии, которая |
|
( скв |
|
||||
|
описывает закон фильтрации, или обратный процесс приток флюида |
||||||
к контуру скважины: |
|
= |
2 ( пл |
− Рзаб) |
|
||
|
|
|
|
конт |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
К мерам предупреждения поглощения |
относятся к обеспечению минимального избыточного |
||||||
ln |
|
скв |
|
давления на поглощающий пласт и предотвращение резких перепадов давления в стволе скважины. Так же желательно определить интервалы возможного поглощения и при приближении к ним предпринять ряд мер: добавка наполнителей в БР, с целью регулирования их плотности и структурных параметров.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Экспресс метод оценки пластового давления
Допустим у нас была ситуация, когда вахте нельзя было работать на устье, скважину за герметизировали, т.е. перекрыли затрубное пространство. В затрубье поступил пластовый флюид. После закрытия скважины ждут 15-20 минут, для стабилизации
давлений и замеряют давление в трубах и затрубном пространстве. Трубное и затрубное пространство можно представить как сообщающиеся сосуды. Поскольку в трубах находится буровой раствор, то трубы можно считать манометром, определяющим
пластовое давление. Рплат=ρgH. Давление в затрубье больше, Рзатруб=ρg(H-hф)+ ρфghф. Затем
определяем новую плотность БР для успешной задавки скважины:
Мы рассмотрели, когда БИ находится на забое – это самый благоприятный случай, если БИ находится при подъеме или на устье, то разрабатываются специальные планы работ, где инструмент может спускаться под давлением через универсальный привентор или в случае нахождения инструмента по середине, выбирается та плотность БР, которой хватит для задавки, но этот метод не всегда удачен, потому, что нижняя часть скважины будет пустая.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Вопрос №59 Понятие о профиле ствола скважины, зенитном угле,
азимуте, инклиннограмме.
Профили направленных скважин подразделяют на 3 основных типа:
1)Тангенциальная скважина. Отклоняют вблизи поверхности до величины угла, соответствующего техническим условиям, затем продолжают проходку до проектной глубины, сохраняя неизменным угол наклона. Применяют часто для скважин умеренной глубины 1500-3000м в простых
геологических условиях, когда не используются промежуточные колонны. Этот профиль обеспечивает максимальное отклонение ствола скважины от вертикали при минимальном зенитном угле, требует минимального числа долблений с отклонителем(«+»), поэтому ее предпочитают применять при
кустовом бурении.
а – вертикальный участок; б – участок набора зенитного угла или кривизны; в – наклонно прямолинейный участок с точкой входа в продуктивный горизонт.
2)S-образные скважины
Этот тип предусматривает после бурения вертикального участка ствола отклонение забоя до некоторого зенитного угла, по достижению которого скважину бурят при постоянном угле наклона, а затем отклонение уменьшают до полного восстановление вертикального положения ствола. Этот тип профиля используют там, где наличие газовых зон, наличие соленой воды и другие геологические факторы требуют использования промежуточных колонн. иногда используют этот тип направленной скважины с целью глушения другой, фонтанирующей, скважины. Так этот тип применяют при бурении в открытом море, когда необходимо развести забои скважин при бурении их с одной платформы. Т.о. этот тип позволяет вскрывать и эксплуатировать многопластовые месторождения, естественно, последовательно снизу вверх.
Имеет 5 участков: а – вертикальный; б – набор зенитного угла; в – наклонно-направленный или
криволинейный с естественным падением угла; г – интенсивное падение зенитного угла; д – вертикальный участок с входом в продуктивный пласт.
3)J-образная скважина
Предполагает отклонение забоя от вертикали на значительно больших глубинах и имеет более длинный по сравнению с 1 и 2 типами горизонтальный участок. Этот тип скважин используют для бурения на пласты, расположенный под солевыми куполами, для кустового бурения, к же вскрытия глубоко залегающих объектов.
имеет 2 участка: а – вертикальный участок; б – набор зенитного угла, он может меняться от 0о до 900. Данный тип скважины позволяет бурить горизонтальные скважины.
У данного типа могут быть вариации.
Параметры, характеризующие пространственное расположение скважины:
Н – глубина скважины – это расстояние по вертикали от устья о горизонтальной плоскости, в которой лежит забой скважины(для определения гидростатического давления Р=ρgH);
L – длина скважины – расстояние от устья до забоя по оси скважины(для
определения длины бурильной, обсадной колонны); В – проложение – это кротчайшее расстояние в горизонтальной
плоскости от забоя до проекции устья на эту плоскость; Θ – зенитный угол – угол между касательной в точке и вертикалью
проведенной через эту точку; φ – угол наклона ствола скважины - угол между касательной в точке и
горизонталью проведенной через эту точку;
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
α – азимут – угол между направлением на север и касательной в точке по часовой стрелке в направлении бурения.
Проекция ствола скважины на горизонтальную плоскость называется инклинограммой. Проекция ствола скважины на вертикальную плоскость называется профилем скважины.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Вопрос №61 Признаки НГВП
Признаки НГВП:
1)увеличение объема БР из скважины при неизменной подаче, т.е. БН выдают 20л/с, а станция контроля выдает 25л/с;
2)увеличение скорости потока БР или расхода; 3)когда БИ поднимают из скважины, то через определенный интервал положено доливать в
скважину БР, если уровень раствора в скважине больше чем долили это тоже признак прилива флюида в ствол скважины;
4)повышение газосодержания в БР; 5)повышение скорости механического бурения. Закономерность: месторождение сложено из
ловушки – глинистые породы, как правило, и за долгое время газ в какой-то степени насыщает эти
породы, и как только наблюдается увеличение газового фактора при достижении места предполагаемого вскрытия это говорит о том, что мы приближаемся к газовой шапке. Так же это может служить признаком углубления скважины в зону АВПД с постоянным нарастанием порового давления в проходимых глинистых породах, при непосредственной близости пластов-коллекторов с
высоким давлением флюидов или внедрением долота в высоконапорную залежь; 6)изменение давления на буровых насосах, к.п. давление падает, но не всегда потому, что
поступающий флюид в затрубное пространство имеет плотность меньшую чем БР.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
2
Задача 2.5
Определить коэффициент абсолютной проницаемости цилиндрического образца г/п при создании плоскорадиальной фильтрации через него азота, если известны максимальный диаметр образца 12 см,
диаметр центрального отверстия 2 см, высота образца 10 см,
динамическая вязкость азота 0,01 сПз, расход при создании перепада давления на образце в 1 ат составил 1 мл/мин, при давлении на выходе 1 ат.
Решение
Параметры
Диаметр образца
Диаметр отверстия
Высота образца
Динамическая вязкость азота
Перепад давления
Расход
Значения параметров
|
Исходное |
В системе СИ |
||
12 см |
0,12 м |
|
|
|
2 |
см |
0,02 м |
|
|
10 см |
0,1 м |
|
|
|
0,01 сПз |
0,00001 Пз |
|||
1 |
ат |
98066,5 Н/м2 |
||
1 |
мл/мин |
|
8 |
м |
|
|
|
|
3 |
|
|
1,67*10 |
|
с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент абсолютной проницаемости при плоскорадиальной фильтрации флюидов по газу определяем по формуле
|
|
|
|
Q |
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
ln |
k |
|
|||
|
|
|
|
г |
|
|
|
|||
|
|
|
|
г |
|
|
R |
|
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
c |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
г |
|
h(P |
2 |
P |
2 |
) |
||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
||
где kг |
- коэффициент абсолютной проницаемости, м2; |
|||||||||
Qг - расход жидкости через образец горной породы , м3/сек; |
г - коэффициент динамической вязкости, Па*с; h - высота образца , м;
Rk , Rc - максимальный диаметр образца, диаметр центрального отверстия, м
Р1,Р2 - абсолютные давления на входе и выходе образца, Па;

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
3
Подставив все числовые данные в формулу, получим
|
|
|
Q |
|
|
ln |
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12*10 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
г |
|
k |
|
1*10 |
6 |
*10 |
2 |
*10 |
3 |
*ln |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
г |
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
2*10 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3, 296*10 |
23 |
|
2 |
3, 296*10 |
11 |
|
||||
k |
|
|
|
|
|
|
c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м |
Дарси |
|||||||||
г |
h(P |
2 |
P |
2 |
|
|
|
2 |
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
2 |
|
8 |
|
|
|
|||||||||||
|
|
) |
60*3,14*10*10 |
*(2 |
|
|
|
|
*10 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 )*9,80665 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ответ: коэффициент абсолютной газовой проницаемости образца
К=
3, 296*10 |
23 |
м |
2 |
3, 296*10 |
11 |
Дарси |
|
|
|
Задача 7.1
Определить коэффициент извилистости поровых каналов образца
горной породы и коэффициент удельной поверхности.
Параметры |
Значения параметров |
|
|||||
|
|
|
|||||
|
Исходное |
В системе СИ |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Полная пористость |
20,5% |
0,205 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Открытая пористость |
19% |
0,190 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент |
600 мД |
600 *10 |
15 |
м |
2 |
||
|
|
|
|||||
газопроницаемости |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Средний радиус пор |
35 мкм |
35*10 |
6 |
м |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение Коэффициент извилистости поровых каналов образца горной породы
определим из соотношения
2 |
|
0,5035 |
|
0,5035* |
|
|
0,5035*(m / m ) |
|
|
|
|
|
|
|
0 п |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m 1,1 |
|
m 1,1 |
|
|
m 1,1 |
|
|
|
|
п |
|
п |
|
|
п |
|
Где
- коэффициент извилистости поровых каналов образца горной
породы ;
- коэффициент проточности; m0 - полная пористость;
mп - открытая пористость;

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
4
Коэффициент удельной поверхности определим как
k |
m0 |
|
Sуд |
m0 |
|
* 2 * S |
2 |
* 2 * к |
|
||
|
|
уд |
|
|
Где
|
- |
коэффициент извилистости поровых каналов образца горной
породы ; |
|
k - коэффициент абсолютной проницаемости, м2; |
|
m0 |
- полная пористость; |
S уд |
- коэффициент удельной поверхности ; |
-
|
0, 5035 |
|
0, 5035 |
2, |
878; |
||
m |
1,1 |
1,1 |
|||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
0, 205 |
|
|
||
|
п |
|
|
|
|
Подставляя все числовые данные получим
|
|
0,5035* |
|
|
0,5035*(m |
/ m ) |
|
0,5035*19 |
0,1297; |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
0 |
п |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
m |
1,1 |
|
|
|
m |
1,1 |
|
|
|
1,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20,5*20,5 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
п |
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м2 |
|||
|
|
|
|
m |
|
|
|
|
0,19 |
|
|
|
0, 256*107 |
|||||
S |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
||||
уд |
|
* |
2 * к |
|
0,12972 * 2,878* 600*10 15 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м3 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
горной
Ответ: Коэффициент породы 0,1297;
извилистости поровых каналов образца коэффициент удельной
поверхности Sуд 0, 256*107 м2 ; .
м3
Задача 9.1
Определить количество теплоты теряемой образцом горной породы при их остывании с температуры 100 град С, до 20 град. С, если масса образца 35г
Параметры |
|
|
Значения параметров |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исходное |
В системе СИ |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Плотность |
2, 752 |
|
г |
|
2, 752 *10 |
3 кг |
|||||
|
см3 |
|
|
м3 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
Теплоёмкость |
0,219 |
|
ккал |
|
916,91 |
Дж |
|
||||
|
|
кг * С |
кг * С |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Масса образца |
35 г |
|
|
|
|
0,035 кг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Теплопроводность |
0,0053 |
кал |
|
||
|
кг * м * С |
|
|
|
|
|
|
|
Решение Воспользуемся формулой теплоемкости
k |
Q |
Q k *m* t |
|
|||
m t |
|
|||||
|
|
|
|
|
||
где |
|
|
|
|
|
|
k - теплоёмкость, |
Дж |
; |
||||
кг * |
С |
|||||
|
|
|
|
|||
m - масса образца, кг; |
|
|
||||
Q - количество теплоты , Дж; |
||||||
t - перепад температур, град. С. |
Подставляя все величины в формулу получим
0,022
5
Дж кг * м * С
k |
Q |
Q k *m* t 0, 219*10 |
3 |
*4,1868*35*10 |
3 |
*(100 |
20) |
2,57КДж |
|
||||||||
m t |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Ответ количество теплоты
Q 2,57КДж