vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Введение

Цель этой книги — ясно, на уровне современных требований изложить принципы бурения нефтяных скважин. По мнению автора, необходимо начинать с основ, чтобы помочь как студентам, так и инженерам-практикам исчерпывающе понять предмет. Поэтому знакомство

со всеми темами не предполагает наличие первоначальных знаний у читателя; в книге представлены все необходимые уравнения и расчеты для проектирования скважины. Для большинства расчетных зависимостей приведен полный их вывод, чтобы предоставить возможность инженеру и исследователю оценить допущения уравнений и провести их дальнейшее совершенствование.

Ряд моих друзей из нефтяной промышленности внесли свой вклад в эту книгу при рецензировании и чтении рукописи. Я особенно признателен д-ру X. Кэндалу, компания

«Острэлиэн Петролеум», Е. Робертсу, компания «Нэшнэл Сэплай», Великобритания, С. Фридерику, компания «Рид», Хьюстон, США, А. Эйткену, компания «Кристенсен Даймонд Продакте», Великобритания, С. Митчеллу, компания «Доуэл Шлюмберже», Великобритания, Р. Хармону, компания «Имко», Великобритания, М. Бэкону, компания «Интэрнэшнл Дрилинг Севисис», • Шеффилд, Великобритания, П. Даймонду, компания «БП», Великобритания, Д. Смиту, компания «Иетмэн Уипсток» (Северное Море), Великобритания, Н. Томлину, университет г. Нью-касла-на-Тайне, Великобритания, д-ру Г.

Букшу, компания «Шелл», Великобритания, М. Ватсону, компания «Хайдрил», Абердин, Великобритания, проф. Д. Ф. Таниклифу, университет г. Ньюкасла-на-Тайне, Великобритания, д-ру Н. Бруку, университет г. Лидса, Великобритания.

Я благодарен большому числу фирм-производителей оборудования за любезное

использование их документации (каждая компания указывается под соответствующей иллюстрацией). Кроме того, большое спасибо Эдне Гани и Берил Лигам за печать рукописи, а также моей супруге за прочтение рукописи. Автор с благодарностью примет любую конструктивную критику или предложения по расширению каких-либо разделов книги.

Хуссейн РАВИА, 1985

Предисловие

Публикация любой новой книги по бурению —важное дополнение к имеющейся литературе по данному предмету. Эта книга содержит изложение основных принципов инженерного искусства бурения скважин. Теория, лежащая в основе работы буровой установки и расчетов различных процессов при строительстве нефтяной скважины, хорошо известна тем, кто непосредственно связан с этой отраслью, но ранее эта теория редко излагалась столь исчерпывающе. В книге представлена основная информация по предмету, которая может помочь при обучении молодых инженеров и в практической работе.

Инженерная практика бурения имеет поистине международный характер. Как показывает недавняя история, это не всегда было так. Дисциплина «Механика и технология бурения» развивалась в течение многих лет на основе отдельных работ, выполненных в американских

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

университетах, крупнейших нефтяных компаниях и некоторых независимых нефтяных фирмах США. Существуют две основные причины постепенного возникновения бурения как инженерной дисциплины в 50—60-х годах. В это время нефть добывали из несложных и

наиболее легкодоступных месторождений, что уменьшало необходимость развития более совершенной технологии бурения. Кроме того, стоимость скважины была намного меньше стоимости оборудования для добычи, переработки и перекачки нефти, затраты на которые несли нефтяные компании. Поэтому уделялось мало внимания оптимизации процесса бурения.

Однако в 60-х годах оптимизация процесса бурения нефтяной скважины начала

приносить прибыли, особенно в США, где соревнование между многими нефтяными фирмами привело к необходимости бурить с меньшими затратами и быть конку- рентоспособными. В 70-е годы, когда поднялись цены на нефть и приступили к разработке

основных нефтяных залежей Северного моря, серьезной проблемой для европейских нефтяных фирм стала организация строительства и обеспечение безопасности буровых и добывающих платформ. Способы бурения, проверенные и разработанные за океаном, были использованы как опыт решения многочисленных проблем на месторождениях Среднего Востока и США. Кроме того, положительную роль сыграл опыт буровиков-эмигрантов на

первом этапе работ в Северном море. Риск при бурении был сведен к минимуму вследствие недостатка оборудования, которое предотвращает аварийные ситуации. При этом подходе «безопасность прежде всего» —у инженеров не было стимулов выдвигать новые идеи, которые так быстро изменили технологию и технику бурения в настоящее время.

Такой ситуация оставалась до конца 70-х годов: к Северному морю относились так же,

как к другим недоступным заокеанским территориям. Однако в последние годы технология бурения получила значительное развитие. Размах и стоимость буровых работ в Европе привели к созданию мощной инфраструктуры, в результате чего компаниям, действующим в Северном море, стали доступны новейшие технологии Великобритании, Европы и США. В то же время внедрение информационных систем позволило инженерам непосредственно получать данные о скважине и буровой установке.

Графики затрат времени, работы по составлению и анализу которых ранее были очень трудоемкими, сейчас можно сопоставлять в виде цветных гистограмм нажатием кнопки. Кроме того, данные о пробуренных скважинах могут быть мгновенно вызваны из памяти ЭВМ и изучены во время подготовки новой программы бурения. Текущие показатели работы буровой отображаются на дисплее в аппарате управления, где специалист компании руководит несколькими операциями. С введением этих разработок возросла ответственность тех, кто связан с бурением. Инженер-буровик, кроме традиционных вопросов планирования

работ на скважине, должен разбираться в вычислительной технике, экономике, анализе операций, металлургии, химии и многих других дисциплинах.

Многопрофильный характер бурения как инженерной дисциплины иллюстрируется широким спектром тем, описанных в этой книге. Существует всего несколько книг, охватывающих весь круг тем, совместно называемых инженерной дисциплиной «Бурение». Уже давно необходимо собрать в одной книге различные публикации Американского нефтяного института (АНИ), производителей оборудования и специалистов нефтяных ком-

паний.

Д-р X. Рабиа в этой книге объяснил многие положения на иллюстрациях и примерах,

взятых из практики бурения скважин Северного моря и Среднего Востока. Освещение вопросов с использованием терминологии буровиков-практиков дает хорошее справочное

пособие тем, кто непосредственно незнаком с буровыми установками и процессами при бурении скважин.

Для обучающегося инженера-буровика важно понимать материал, изложенный в данной книге, и хорошо знать его. Во многих практических случаях инженер столкнется с пробле-

мами, описанными в этой книге. В большинстве случаев ему не с кем будет посоветоваться. Решения должны быть приняты быстро и эффективно. Инженер в Северном море на