Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Бурение нефтяных и газовых скважин лекции + ответы экзамену

.pdf
Скачиваний:
140
Добавлен:
17.08.2019
Размер:
6.67 Mб
Скачать

vk.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. РплатgH. 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