- •Довідник з нафтогазової справи За загальною редакцією докторів технічних наук
- •Передмова
- •Глава 1
- •1.1. Елементний та ізотопний склад нафти і газу
- •1.2. Характеристика газу
- •1.3. Характеристика нафти
- •1.4. Характеристика порід—колекторів нафти і газу
- •1.5. Природні резервуари нафти і газу
- •1.6. Поклади нафти і газу
- •1.7.Родовища нафти і газу
- •1.8.Термобаричні умови в покладах та родовищах нафти і газу
- •1.9. Походження, міграція та формування покладів і родовищ нафти і газу
- •1.10. Нафтогазоносні регіони України
- •Глава 2 Пошуки та розвідка нафти і газу
- •2.1. Загальні відомості
- •2.2. Геологічні передумови пошуків та розвідки нафти і газу
- •2.5. Підготовка пошукових об'єктів
- •2.6. Виявлення та підготовка до буріння пасток нафти і газу
- •2.7. Методика й оптимізація пошуків та розвідки нафтових і газових родовищ
- •2.8. Методи вивчення розрізів свердловин
- •2.9. Геологічні методи опрацювання результатів буріння свердловин
- •2.10. Підрахунок запасів нафти, газу і конденсату
- •2.11. Підготовка нафтових і газових родовищ до розробки
- •Список літератури
- •Глава 3 Геофізичні методи дослідження свердловин
- •3.1. Електричні та магнітні методи
- •3.2. Метод потенціалів самочинної поляризації гірських порід
- •3.3. Радіоактивні методи
- •3.4. Методи дослідження технічного стану свердловин
- •3.5. Акустичний метод
- •3.6. Термометричний метод
- •3.7. Методи дослідження свердловин у процесі буріння
- •3.8. Прострілювальні та вибухові роботи у свердловинах
- •3.9. Точність методів гдс
- •Глава 4 Проектування конструкцій свердловин та інструмент для їх буріння
- •4.1. Бурові долота
- •4.2. Бурильні колони
- •4.3. Розмежування пластів
- •4.4. Бурові установки
- •4.5. Інструмент для спуску та підйому бурильних і обсадних колон
- •Список літератури
- •Глава 5 Режими буріння
- •5.1. Параметри режимів буріння
- •5.2. Принципи проектування режимів буріння
- •5.3. Бурові розчини
- •Глава 6 Розробка нафтових родовищ
- •6.1. Режими нафтових покладів
- •6.2. Основні критерії виділення об'єктів розробки
- •6.3. Гідродинамічні розрахунки основних технологічних показників розробки
- •6.5. Аналіз розробки нафтових родовищ
- •Глава 7 Розробка газових і газоконденсатних родовищ
- •7.1. Режими родовищ природних газів
- •7.2. Особливості проектування розробки родовищ природних газів
- •7.3. Визначення показників розробки газового родовища при газовому режимі
- •7.4. Визначення показників розробки газового родовища при водонапірному режимі
- •7.5. Визначення показників розробки газоконденсатного родовища
- •7.6. Вибір раціонального варіанта розробки газоконденсатного і газового родовища
- •7.7. Аналіз розробки родовищ природних газів
- •Глава 8 Нафтогазоконденсатовіддача пластів і вуглеводневіддача родовищ природних газів
- •8.1. Призначення, напрямки розвитку і класифікація методів підвищення нафтовіддачі пластів
- •8.2. Фізико-гідродинамічні методи підвищення нафтовіддачі пластів
- •8.3. Фізико-хімічні методи підвищення нафтовіддачі пластів
- •8.4. Газові методи збільшення нафтовіддачі пластів
- •8.5. Теплові методи збільшення нафтовіддачі пластів
- •8.6. Створення потокоскеровуючих бар'єрів закачуванням дисперсних систем для підвищення нафтовіддачі пластів
- •8.7. Зміна термогідродинамічних процесів у багатопластових родовищах для підвищення нафтовіддачі
- •8.8 Визначення нафтовіддачі
- •8.9. Критерії доцільності застосування методів підвищення нафтовіддачі
- •8.10. Ефективність застосування методів підвищення нафтовіддачі пластів
- •8.11. Особливості вилучення нафти з покладів у крутих і підгорнутих крилах складок
- •8.13. Газовіддача газових родовищ при водонапірному режимі
- •8.14 Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ
- •8.15. Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою
- •9.1. Статика рідин і газів
- •9.2. Рух однорідних рідин
- •9.3. Рух багатофазних сумішей у вертикальних трубах
- •9.4. Розрахунок розподілу тиску потоку газорідинної суміші у свердловині
- •9.5. Витікання рідин і газів через штуцер
- •Список літератури
- •Глава 10 Фонтанна експлуатація нафтових свердловин і їх об ладнання
- •10.1. Обладнання фонтанних свердловин
- •10.2. Умови фонтанування і типи фонтанних свердловин
- •10.3. Мінімальний вибійний тиск фонтанування свердловини
- •10.4. Розрахунок фонтанної експлуатації за методикою Крилова та із використанням кривих розподілу тиску вздовж ліфта
- •Список літератури
- •Глава 1 1 Газліфтна експлуатація нафтових свердловин
- •11.1. Системи, конструкції та обладнання газліфтних свердловин
- •11.2. Розрахунок газліфтної експлуатації при заданому відборі рідини за методикою Крилова
- •11.3. Розрахунок газліфтної експлуатації при необмеженому відборі рідини за методикою Крилова
- •11.4. Пуск газліфтних свердловин. Пускові клапани
- •11.5. Графоаналітичний розрахунок газліфтної експлуатації свердловин
- •11.6. Аналітичний розрахунок параметрів пускових газліфтних клапанів
- •Глава 12 Експлуатація свердловин штанговими насосними установками
- •12.1. Штангова свердловинне—насосна установка
- •12.2. Гідравліко-технологічні розрахунки параметрів при експлуатації свердловин штанговими насосами
- •12.3. Механіко-технологічні розрахунки штангової насосної установки
- •12.4. Проектування експлуатації свердловин штанговими насосними установками
- •Глава 13 Експлуатація свердловин установками занурених відцентрових електронасосів
- •13.1. Установки електровідцентрових насосів
- •13.2. Пдротермодинамічні і технологічні розрахунки параметрів при експлуатації свердловин зануреними відцентровими насосами
- •13.3. Коректування паспортної характеристики евн
- •13.4. Підбір установки зануреного відцентрового насоса
- •Глава 14 Гідродинамічні дослідження нафтових свердловин і пластів
- •14.1. Гідродинамічні методи дослідження свердловин
- •14.2. Дослідження свердловини на усталених режимах фільтрації
- •14.3. Дослідження свердловини на неусталених режимах фільтрації та методи обробки кривих відновлення тиску
- •Глава 15 Поточний (підземний) і капітальний , ремонти свердловин
- •15.1. Склад ремонтних робіт у свердловинах
- •15.2. Глушіння свердловин, вимоги до технологічних рідин
- •15.3. Технологія проведеня поточного ремонту свердловин
- •15.4. Підготовка свердловини до капітального ремонту
- •15.5. Відновлення прохідності стовбура свердловини
- •15.6. Ремонтне—виправні і тампонажні роботи
- •15.7. Ізоляція припливу пластових вод у свердловини
- •15.8. Перехід на інші горизонти
- •15.9. Випробування експлуатаційної колони на герметичність
- •15.10. Застосування електронно-обчислювальної техніки при поточному і капітальному ремонтах свердловин Перед проведенням прс і крс виконують велику кількість інженерно-економічних розрахунків.
- •Глава 16 Виклик та інтенсифікація припливу пластових флюїдів до вибою свердловини
- •16.1. Вибір свердловини для обробки привибійної зони
- •16.2. Кислотна обробка
- •16.3. Гідравлічний розрив пласта
- •16.4. Застосування струменевих апаратів у освоєнні свердловин
- •16.5. Технологія комплексного освоєння і дослідження свердловин із застосуванням пгдп-1
- •16.6. Використання в'язких систем для інтенсифікації припливу нафти й газу
- •16.7. Хімічні реагенти і технології для очистки нафтопромислового обладнання свердловин і порового простору пластів від аспв
- •Глава 17 Газові свердловини
- •17.1. Конструкція та обладнання газових свердловин
- •17.2. Обладнання свердловин при одночасній роздільній експлуатації газових пластів
- •Список літератури
- •Глава 18 Особливості фільтрації газу в пласті та руху в свердловині
- •18.1. Приплив газу до вибою свердловин за законом Дарсі
- •18.2. Приплив газу до вибою свердловини за двочленним законом фільтрації
- •18.3. Температурний режим фільтрації газу в пласті
- •18.4. Визначення тиску в газовій свердловині
- •18.5. Температурний режим газових свердловин
- •Список літератури
- •Глава 19 Газогідродинамічні дослідження газових і газоконденсатних свердловин
- •19.1. Мета, задачі та методи дослідження свердловин
- •19.2. Дослідження газових свердловин при стаціонарних режимах фільтрації
- •19.3. Особливості дослідження свердловин, пробурених на пласти з низькою продуктивною характеристикою
- •19.5. Дослідження родовищ на газоконденсатність
- •Глава 20 Ускладнення при експлуатації газових свердловин
- •20.1. Експлуатація газових свердловин в пластах з підошовною водою
- •20.2. Експлуатація газових свердловин в умовах обводнения
- •20.3. Особливості експлуатації газоконденсатних свердловин в умовах ретроградної конденсації вуглеводневої суміш}
- •20.4. Гідроутворення при експлуатації газових свердловин
- •20.5. Корозія газрпромислового обладнання. Захист свердловинного і наземного обладнання від корозії
- •20.6. Солевідкладення при експлуатації газових свердловин, методи боротьби з ними
- •Глава 21 Збір і підготовка нафти та газу на нафтових промислах
- •21.1. Сучасні уніфіковані технологічні системи збору продукції нафтових свердловин
- •21.2. Замір та облік видобутку нафти і нафтового газу
- •Глава 22 Промислові трубопроводи
- •22.1. Гідравлічний розрахунок промислових трубопроводів
- •22.2. Розрахунок промислових трубопроводів на міцність і стійкість
- •22.3. Вимоги до промислових трубопроводів
- •Глава 23 Промислова підготовка нафти, газу та нафтопромислових стічних вод
- •23.1. Відокремлення газу від нафти
- •23.2. Промислова підготовка нафти
- •23.3. Підготовка нафтопромислових стічних вод
- •Глава 24 Транспорт газу
- •24.1. Лінійна частина газопроводу
- •24.2. Компресорні станції
- •Глава 25 Підземне зберігання газу в пористих пластах
- •25.1. Основні елементи, які характеризують підземні сховища, та вимоги до них
- •25.2. Режим роботи газових покладів при експлуатації псг
- •Список літератури
- •Глава 26 Збір і підготовка природного газу на промислах
- •26.1. Промисловий збір газу і конденсату
- •26.2. Температурний режим роботи трубопроводів
- •26.3. Промислова обробка газу і конденсату
- •Список літератури
- •Глава 27 Економіка нафтової і газової промисловості
- •27.1. Ефективність виробництва на підприємствах нафтової і газової промисловості
- •27.2. Оцінка ефективності впровадження систем інформаційного забезпечення управління (ізу) виробничими процесами спорудження свердловин
- •Список літератури
- •Глава 1. Фізико - хімічна характеристика та геологічні умови
- •Глава 2. Пошуки та розвідка нафти і газу..........................................................З0
- •Глава 3. Геофізичні методи дослідження свердлоиин......................................62
- •Глава 4. Проектування конструкцій свердловин та інструмент для їх бурін.....84
- •Глава 5. Режими буріння......................................................................................160
- •Глава 6, Розробка нафтових родовищ..................................................................173
- •Глава7. Розробка газових і газоконденсатних родовищ (р.М.Кондрат).......................218
- •Глава 8. Нафтогазоконденсатовіддача пластів
- •Глава9. Теоретичні основи експлуатації нафтових свердловин (b.C. Бойко)..................307
- •Глава 11. Газліфтна експлуатація нафтових свердловин (b.C. Бойко).......................336
- •Глава 13. Експлуатація свердловин установками занурених відцентрових
- •Глава 14. Гідродинамічні дослідження нафтових свердловин і пластів
- •Глава 15. Поточний (підземний) і капітальний ремонти свердловин...............................416
- •Глава 17. Газові свердловини (р.М.Кондрат)...................................................................456
- •Глава 19. Газогідродинамічні дослідження газових і газоконденсатних свердловин
- •Глава20. Ускладнення при експлуатації газових свердловин (p.M. Кондрат).........487
- •Глава 27. Економіка нафтової і газової промисловості (о.І. Лесюк, м.О. Данилкж,
3.8. Прострілювальні та вибухові роботи у свердловинах
Прострілювальні та вибухові роботи у свердловинах проводяться з метою перфорації об-садних колон і цементу для розкриття нафтогазоносних і водоносних пластів; зрізування у свердловині колон і труб для їх підняття на поверхню; відбору зразків гірських порід в не-закріплених свердловинах; відбору проб пластових рідин і газів випробувачами пластів.
Вибухові роботи проводяться з метою підвищення продуктивності експлуатаційних свердловин, відокремлення пластів, очистки фільтрів, звільнення і підняття труб зі свердловини під час аварій, боротьби з поглинанням ПР під час буріння, ліквідації відкритих фонтанів і погашення пожеж на свердловинах та ін.
Розкриття пластів виконується з допомогою спеціальних апаратів - перфораторів. Для перфорації свердловин використовуються комулятивні, кульові й торпедні перфоратори. Тип перфоратора і кількість перфораційних отворів на одиницю довжини свердловини визначається конструкцією останньої і літологією колектора. Кумулятивний заряд складається з вибухівки, детонатора, металевої воронки і захисного корпусу. Під час вибуху детонатора хвиля детонації, переміщуючись вздовж осі заряду, досягає основи кумулятивної виїмки. Продукти вибуху стискують металеву воронку, створюючи рідинний металевий струмінь вздовж осі металевої воронки. Швидкість струменя досягає 6-8 км/с, що створює тиск до 104 МПа, глибоко проникає в породу і створює канал значної довжини. Глибина каналу залежить від густини і механічних властивостей матеріалу і обсадної колони, гідростатичного, гірського і пластового тисків, температури та інших факторів.
Кумулятивні перфоратори діляться на дві групи - корпусні й некорпусні. До корпусних належить перфоратори багато - і одноразової дії. У таких перфораторах заряди, детонуючий шнур і вибуховий патрон вмонтовані у стальний герметичний корпус, здатний витри-
75
мати гідростатичний тиск і дію ударної хвилі під час вибуху. Кумулятивні перфоратори багаторазової дії витримують від 10 до 50 залпів. Перфоратори одноразової дії типу ПКО і ПКС під час вистрілу руйнуються. Кумулятивні перфоратори типу ПНКТ, які спускаються на насосно-компресорних трубах, за принципом дії аналогічні перфораторам ПКО і ПКС, але дають змогу розкривати продуктивні пласти з використанням рідини малої густини в умовах депресії і в герметично закритій свердловині без лубрикатора.
Некорпусні кумулятивні перфоратори виготовляються у вигляді гірлянди з окремих зарядів, кожний з яких герметизується і сприймає зовнішній гідростатичний тиск. Під час вибуху корпус заряду руйнується. Застосовуються також некорпусні стрічкові кумулятивні перфоратори типу ПКС. Вони складаються із головки, тонких металевих стрічок (лент) із розташованими в них герметичними кумулятивними зарядами, детонуючого шнура в алюмінієвій оболонці, вибухового патрону і чавунного тягаря. Заряди запресовані у скляні або металеві оболонки.
Пробивна здатність некорпусних перфораторів типу ПКС, КПРУ і корпусних перфораторів одноразового користування типу ПКО і ПКОС вища, ніж корпусних перфораторів багаторазового використання.
Дія кульових і торпедних перфораторів основана на викиді куль і стрільн під дією енергії розширення порохових газів. У кульових перфораторах з вертикально-кри-волінійними стволами ствол складається з прямолінійної частини, паралельної осі апарату, і викривленої частини для спрямування кулі в стінку свердловини, що дає змогу одержати високу швидкість кулі. Потужні великокаліберні кульові перфоратори залпової дії з вертикально-криволінійними стволами забезпечують високу пробивну здатність куль, які через стінку обсадних колон і цементне кільце проникають у породу, утворюючи в ній глибокий канал і систему тріщин.
Кульові й торпедні перфоратори мають стальний корпус, у якому розташовані порохові камери, стволи з зарядами і кулями і запалювальні пристрої. За послідовністю вистрілювання куль або стрільн вони поділяються на апарати залпової дії (всі кулі вистрілюють одночасно) і селективної дії (кулі і стрільна вистрілюють почергово через різні проміжки часу).
Перфоратори опускаються у свердловину на одножильному броньованому кабелі з допомогою спеціального підйомника. Для запалювання порохових зарядів і підривання детонаторів застосовуються електрозапали і піропатрони різних типів. Для ініціювання підривання зарядів бризантних вибухових речовин застосовуються капсули-детонатори, електродетонатори, підривні та детонуючі шнури.
Окрім кумулятивних і торпедних перфораторів застосовують гідропіскоструменеві перфоратори. Для пробивання каналів застосовується струмінь рідини з піском, який під дією великого тиску вилітає із сопла з великою швидкістю. Такий струмінь утворює в колоні, цементному кільці та породі канал для сполучення пласта зі свердловиною. Гідропіскоструменевим перфоратором можна створювати канал у вигляді щілини, обрізувати колону по діаметру з метою виймання її на поверхню, а також руйнувати цементні мости і предмети, залишені у вибої. Дані перфоратори складаються із труби, в яку встановлено декілька сопел. Апарат опускається у свердловину на насосно-компресорних трубах, через які подається під високим тиском рідина з піском.
Залежно від розмірів насадки, перепаду тиску й інших факторів розхід робочої рідини на один канал становить 1-7 м3, піску — 50-700 кг.
Торпедування. Для виконання вибуху у свердловині використовуються так звані торпеди. Вони складаються із засобу для підривання (електрозапал, капсула-детонатор) і шашки високобризантної вибухової речовини, що підсилює початковий імпульс детонації.
Розрізняють фугасні та кумулятивні торпеди. Фугасні торпеди типу ТШ і ТШТ мають негерметичний тонкостінний корпус із алюмінію, у якому розміщений заряд із циліндричних шашок вибухової речовини ПР, або торпеди з герметичною
76
оболонкою — підривник — патрон. Кумулятивні торпеди характеризуються спрямованим вибухом, застосовуються кумулятивні осьові торпеди типу ТКО і ТКОТ і кумулятивні труборізи ТРК.
Основна задача торпедування при розкритті пласта - утворення у ньому тріщин великої протяжності. Це здійснюється фугасними зарядами. Для максимального збільшення припливу пластового флюїду використовуються вибухи великих зарядів. Маса вибухівки у таких випадках може досягати декількох тонн.
За даними вибухових робіт ліквідуються неполадки, що трапляються при бурінні: прихоплювання бурового інструменту внаслідок обвалу порід, "прилипання" бурильної колони до стінки свердловини під дією перепаду тиску, заклинювання долота металевими предметами та ін. Прихоплення труб у свердловинах ліквідується способом вигвинчування колони з використанням вибуху, звільнення колони шляхом вибуху, обриву труб вище зони при-хоплення та ін. Прихоплені труби обривають з допомогою вибуху і одночасного їх натягу. Для обриву колони використовуються фугасні торпеди і кумулятивні труборізи типу ТРК. З допомогою шнурових торпед проводиться очистка фільтрів свердловин. Заряд при цьому повинен перекривати фільтр.
Для збільшення віддачі та прийомисгості пластів-колекторів проводяться різні види робіт: гідророзрив, солянокислотна обробка, промивка гарячою водою, обробка поверхнево-активними речовинами, електронагрів, торпедування і термогазохімічна дія. Висока ефективність методів термогазохімічної дії на пласт досягається з допомогою порохових генераторів тиску. Застосовуються порохові генератори тиску, які поділяються на герметичні типу ПТ і ДБК і негерметичні - акумулятори тиску типу АДС. При згорянні порохових зарядів на пласт діють механічний, тепловий і фізико-механічний фактори. Механічний фактор спричиняється до значного збільшення тиску до 100 МПа і більше, в результаті чого пласт розривається. При цьому газорідинна суміш через сформовані канали і тріщини проникає в пласт.
Значну роль у процесі обробки пласта відіграє і тепловий фактор. Під час горіння пороху на поверхні заряду температура сягає 3500 °С. Частина цього тепла передається породі, що приводить до зниження в'язкості нафти, сприяє плавленню твердих бітумів, а в кінцевому результаті - збільшенню притоку нафти.
Фізико-хімічна дія продуктів горіння вуглекислого газу, азоту і хлористого водню проявляється у розчиненні карбонатних порід і цементу, зниженні в'язкості нафти і її поверхневого натягу на контакті з гірською породою. Застосування порохових генераторів тиску ПІТ для розриву пласта найефективніше у нафтових і газових, а також у нагнітальних свердловинах при наявності ущільнених тріщиноватих карбонатних порід і піщаних негли-нистих колекторів.
Встановлення роз'єднувальних мостів у свердловинах. Під час дослідження свердловин виникає необхідність у роз'єднанні пластів, тобто в ізолюванні нижнього горизонту від інших, що підлягають випробуванню. Цим самим запобігається приплив флюїду в свердловину із пластів, які вже випробувані.
Найефективніше роз'єднуються пласти з допомогою вибухового пакера. Він складається з товстостінного герметичного стакана із алюмінієвого сплаву, заповненого пороховим зарядом. Під дією порохових газів під час згоряння корпус роздувається і прилягає до внутрішньої поверхні обсадної колони, утворюючи герметичний розподільчий міст.
Вибухові пакери дають змогу надійно розділяти пласти без цементної заливки, ізолювати пласти малої товщини, що залягають близько один до одного, зберігати колек-торські властивості пласта, не забруднюючи перфораційні отвори. Розрізняють три типи вибухових пакерів: звичайний ВП, шліпсовий ВПШ і кільцевий ВПК. Для надійної герметизації над пакером типу ВП або ВПШ ставиться цементний міст висотою 3-5 м. Якщо умовами робіт застосовується солянокислотна обробка пласта або порохові генератори тиску, то заливка цементного мосту обов'язкова.
77
Відбір зразків порід і проб пластових флюїдів. Зразки гірських порід та проби рідини або газу відбирають з метою одержання даних про їх літологію і колекторські властивості водо-, нафто- і газонасичених пластів.
Зразки порід відбираються із стінок свердловин з допомогою бокових свердлячих кер-новідбірників і стріляючих ґрунтоносів. До свердлячих керновідбірників належать СКО-8-9, СКМ-8-9, СКТ-1-2, а також дисковий керновідбірник ДІЖ-140. Бокові стріляючі ґрунтоноси типу МСГ і ГБС застосовуються для відбору зразків вугілля і піщано-глинистих порід низької і середньої щільності.
Результати лабораторних досліджень зразків порід, відібраних керновідбірниками і ґрунтоносами, дозволяють встановити літологію розрізу, визначити фільтраційні та ємнісні властивості, глинистість і залишкову нафтонасиченість порід.