Файл: Курсовая работа по дисциплине Основы проектирования строительства скважин.docx
Добавлен: 24.11.2023
Просмотров: 81
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
используют верхние двухсекционные пробки, состоящие из двух частей — нижней, подвешиваемой на средних калиброванных штифтах в обсадной трубе, соединенной с бурильной колонной, и верхней, продавливаемой по бурильным трубам.
1.2. Особенности спуска и цементирования хвостовиков
При проектировании строительства бокового ствола производится расчет проходимости колонн – хвостовиков.
Подготовка бокового ствола к спуску хвостовика является важной и ответственной операцией, которая определяет в конечном итоге успех и качество крепления хвостовика.
В процессе бурения бокового ствола вскрытые зоны поглощения / проявления должны быть ликвидированы в соответствии с действующими инструкциями.
Боковой ствол прорабатывается компоновкой инструмента, жесткость которого должна быть больше жесткости хвостовика. Для максимального удаления шлама из ствола в процессе проработки, стараются поддерживать турбулентный режим течения бурового раствора в затрубном пространстве. Если позволяет прочность труб и кривизна скважины, то необходимо производить вращение и расхаживание бурильного инструмента. Данная операция способствует лучшему удалению шлама.
При малых кольцевых зазорах (9 – 14мм) между стенками скважины и стенкой хвостовика необходимо произвести расширку бокового ствола.
При большой интенсивности изменения кривизны ствола (более 2° на 10 метров) и осложненности стенок скважины, боковой ствол дополнительно шаблонируют спуском секции обсадной трубы (30 – 50 метров)
Промывка скважины перед цементированием осуществляется при турбулентном режиме течения бурового раствора не менее двух циклов.
Для предотвращения нарушения устойчивости стенок скважины, снижения эффекта свабирования и снижения давления на продуктивный пласт в связи с малым зазором скорость спуска должна быть ограничена до следующих значений:
· 0,2 – 0,8 м/с при спуске до устья бокового ствола
· 0,1 – 0,5 м/с при спуске в боковом стволе
Порядок дальнейших работ по спуску хвостовика сводится к следующим операциям:
· спускают хвостовик, подсоединяют разъединитель колонн, доливают колонну промывочной жидкостью и фиксируют вес колонны по индикатору ГИВ-6. Под разъединителем на первой трубе должен быть установлен центратор.
· Соединяют разъединитель с бурильным инструментом и продолжают спуск колонны. При обнаружении посадки производят промывку с расхаживанием. В случае отрицательного результата производят полный подъем хвостовика и готовят боковой ствол заново.
· При спуске хвостовика запрещается его вращение
· При подходе хвостовика к забою давление промывки не должно превышать давления открытия промывочных окон минус 2 МПа. Значение уточняется с учетом характеристик разъединителя, указанных в паспорте.
· Обеспечивают подгонку колонны из расчета, что верхний срез колонны над столом ротора должен быть не более 0.5 – 1.2 метра . Производят посадку колонны на стол ротора с помощью элеватора.
После промывки скважины закрепить цементировочную головку с переходным квадратом. Установить в ней верхнюю продавочную пробку.
Порядок цементирования хвостовика:
· Закачивают в скважину буферную жидкость соответствующей рецептуры в расчетном объеме. По имеющимся рекомендациям буферная жидкость должна занимать не менее 10% длины цементируемого заколонного пространства.
· Затворяют цемент в расчетном объеме и согласно разработанным рецептурам
· По окончанию закачивания цементного раствора в скважину освобождают из цементировочной головки верхнюю пробку и производят закачку продавочной жидкости. При стыковке верхней продавочной пробки с нижней происходит скачек давления на 3 МПа, срезаются шпильки , удерживающие пробку в корпусе разъединителя и далее движение происходит в состыкованном виде (верхней и нижней пробки) и продавка продолжается на расчетный объем до получения давления «стоп».
Для повышения качества цементирования, при большой кривизне ствола (более 2° на 10 метров) небольшой длине хвостовика менее 300 метров, рекомендуется производить расхаживание хвостовика в процессе цементирования. Расхаживание производится на 1.5 – 3.0 метра при минимальной скорости подачи инструмента. Пакерование и подвеска хвостовика производится повышением давления до 10 МПа. При этом срезаются штифты и выдвигаются шлипсы якоря, разгружают колонну на 20 – 30 кН по показаниям ГИВ, после чего необходимо убедится в заклинивании якоря. Дальнейшим повышением давления до 16 МПа производят пакеровку заколонного пространства. Пакер должен быть установлен от верхней кромки окна не менее 10 метров.
Разъединение хвостовика и бурильного инструмента при помощи цангового разъединителя производится следующим образом:
· Повышают давление до указанной в инструкции величины, выдавливают заглушки промывочных окон разъединителя. Создают циркуляцию
· Отвинчивают цементировочную головку и спускают в колонну запорную пробку
· Навинчивают ведущую трубу, подвешивают колонну, по истечении 20 минут срабатывает разъединитель, что отмечается падением веса на ГИВ.
· Приподнимают инструмент, создают циркуляцию на малой скорости, следя за давлением: скачек выше 8 МПа и мгновенная пульсация циркуляции информирует о разъединении.
В случае применении резьбового разъединителя работы проводятся следующим образом:
· По окончании затворения и закачки цементного раствора в скважину, освобождают из цементировочной головки верхнюю пробку и нагнетают продавочную жидкость. Фиксируют скачек давления при стыковке верхней и нижней пробки
· Продолжают продавку до получения сигнала «стоп». При этом давление должно превышать рабочее давление цементирования на 2 – 3 МПа. Проверяют работу обратного клапана. Подвешивают и запакеровывают хвостовик.
· Присоединяют ведущую трубу и разгружают инструмент на величину веса хвостовика. Вращают инструмент в правую сторону на 20 – 30 оборотов. Фиксируют отсоединение по падению веса на ГИВ, появлению циркуляции с уменьшиной величиной давления.
Заключительные работы проводятся по следующей схеме:
· После ОЗЦ (в течении 1 суток) разбуривают цементный стакан, оставшийся после срезки цементного раствора на голове хвостовика и промывают скважину до забоя
· Проводят геофизические работы по определению качества цементного камня за колонной, АКЦ
· Производятся работы по вторичному вскрытию продуктивного пласта согласно утвержденного плана
· Оформляют документацию
Исходные данные:
Наружный диаметр колонны, мм - 324
Толщина стенки, мм - 9,5
Глубина спуска колонны, м - 300
Диаметр скважины, мм - 393,7
Внутренний диаметр «предыдущей» колонны, мм - 406
Глубина спуска предыдущей» колонны, м - 30
Водоцементное отношение - 0,5
Плотность тампонажного цементного раствора, г/см3 - 1,84
Плотность продавочной жидкости, г/см3 - 1,12
Плотность жидкости затворения, г/см3 - 1,02
Коэффициент кавернозности - 1,5
Высота цементного стакана, м - 20
Высота подъема цемента - до устья
Объем буферной жидкости - 6м3
Найдем необходимый объём цементного раствора в интервале:
Рассчитаем количество сухого цемента:
Находим необходимое количество продавочной жидкости:
Принимаем технологически необходимую скорость восходящего потока тампонажного цементного раствора в затрубном пространстве 2 м/с и определяем подачу насосов ЦА для обеспечения данной скорости по формуле:
Определим давление в конце продавки:
где Р1 – давление, необходимое для преодоления сопротивления обусловленного разностью плотностей жидкости в трубах и затрубном пространстве, МПа;
Р2 – давление, необходимое для преодоления гидравлических сопротивлений, МПа.
Величину Р2 находим по эмпирической формуле Шишенко-Бакланова:
Исходя из полученных давления и расхода, выбираем ЦА-320М (насос 9Т) с диаметром втулки 127 мм. На Vпередаче насос развивает Р=4 МПа, q=23 л/с. Определим количество агрегатов:
Количество смесительных машин 2СМН-20 определяем по формуле:
Определим количество агрегатов при закачке буферной жидкости (объем мерного бака ЦА Vмер=6,4 м3)
Определим количество агрегатов при закачке тампонажного раствора:
Рассчитаем время цементирования промежуточной колонны:
Время схватывания будет равно:
Исходные данные:
Наружный диаметр колонны, мм - 245
Толщина стенки трубы, мм - 9,5
Глубина спуска обсадной колонны, м - 900
Диаметр скважины, мм - 295,3
Плотность цементного раствора 900-600м, г/см3 - 1,89
Плотность цементного раствора 600-0м, г/см3 - 1,54
Водоцементное отношение 900-600м - 0,46
Водоцементное отношение 600-0м - 0,87
Коэффициент кавернозности - 1,3
Плотность продавочной жидкости, г/см3 - 1,31
Высота цементного стакана в колонне, м - 20
Высота подъема цемента - до устья
Объем буферной жидкости, м3 - 10
Найдем необходимый объём цементного раствора в интервале 900-600 м:
Найдем необходимый объём цементного раствора в интервале 600-0 м:
Рассчитаем количество сухого цемента:
Находим необходимое количество продавочной жидкости:
1.2. Особенности спуска и цементирования хвостовиков
При проектировании строительства бокового ствола производится расчет проходимости колонн – хвостовиков.
Подготовка бокового ствола к спуску хвостовика является важной и ответственной операцией, которая определяет в конечном итоге успех и качество крепления хвостовика.
В процессе бурения бокового ствола вскрытые зоны поглощения / проявления должны быть ликвидированы в соответствии с действующими инструкциями.
Боковой ствол прорабатывается компоновкой инструмента, жесткость которого должна быть больше жесткости хвостовика. Для максимального удаления шлама из ствола в процессе проработки, стараются поддерживать турбулентный режим течения бурового раствора в затрубном пространстве. Если позволяет прочность труб и кривизна скважины, то необходимо производить вращение и расхаживание бурильного инструмента. Данная операция способствует лучшему удалению шлама.
При малых кольцевых зазорах (9 – 14мм) между стенками скважины и стенкой хвостовика необходимо произвести расширку бокового ствола.
При большой интенсивности изменения кривизны ствола (более 2° на 10 метров) и осложненности стенок скважины, боковой ствол дополнительно шаблонируют спуском секции обсадной трубы (30 – 50 метров)
Промывка скважины перед цементированием осуществляется при турбулентном режиме течения бурового раствора не менее двух циклов.
Для предотвращения нарушения устойчивости стенок скважины, снижения эффекта свабирования и снижения давления на продуктивный пласт в связи с малым зазором скорость спуска должна быть ограничена до следующих значений:
· 0,2 – 0,8 м/с при спуске до устья бокового ствола
· 0,1 – 0,5 м/с при спуске в боковом стволе
Порядок дальнейших работ по спуску хвостовика сводится к следующим операциям:
· спускают хвостовик, подсоединяют разъединитель колонн, доливают колонну промывочной жидкостью и фиксируют вес колонны по индикатору ГИВ-6. Под разъединителем на первой трубе должен быть установлен центратор.
· Соединяют разъединитель с бурильным инструментом и продолжают спуск колонны. При обнаружении посадки производят промывку с расхаживанием. В случае отрицательного результата производят полный подъем хвостовика и готовят боковой ствол заново.
· При спуске хвостовика запрещается его вращение
· При подходе хвостовика к забою давление промывки не должно превышать давления открытия промывочных окон минус 2 МПа. Значение уточняется с учетом характеристик разъединителя, указанных в паспорте.
· Обеспечивают подгонку колонны из расчета, что верхний срез колонны над столом ротора должен быть не более 0.5 – 1.2 метра . Производят посадку колонны на стол ротора с помощью элеватора.
После промывки скважины закрепить цементировочную головку с переходным квадратом. Установить в ней верхнюю продавочную пробку.
Порядок цементирования хвостовика:
· Закачивают в скважину буферную жидкость соответствующей рецептуры в расчетном объеме. По имеющимся рекомендациям буферная жидкость должна занимать не менее 10% длины цементируемого заколонного пространства.
· Затворяют цемент в расчетном объеме и согласно разработанным рецептурам
· По окончанию закачивания цементного раствора в скважину освобождают из цементировочной головки верхнюю пробку и производят закачку продавочной жидкости. При стыковке верхней продавочной пробки с нижней происходит скачек давления на 3 МПа, срезаются шпильки , удерживающие пробку в корпусе разъединителя и далее движение происходит в состыкованном виде (верхней и нижней пробки) и продавка продолжается на расчетный объем до получения давления «стоп».
Для повышения качества цементирования, при большой кривизне ствола (более 2° на 10 метров) небольшой длине хвостовика менее 300 метров, рекомендуется производить расхаживание хвостовика в процессе цементирования. Расхаживание производится на 1.5 – 3.0 метра при минимальной скорости подачи инструмента. Пакерование и подвеска хвостовика производится повышением давления до 10 МПа. При этом срезаются штифты и выдвигаются шлипсы якоря, разгружают колонну на 20 – 30 кН по показаниям ГИВ, после чего необходимо убедится в заклинивании якоря. Дальнейшим повышением давления до 16 МПа производят пакеровку заколонного пространства. Пакер должен быть установлен от верхней кромки окна не менее 10 метров.
Разъединение хвостовика и бурильного инструмента при помощи цангового разъединителя производится следующим образом:
· Повышают давление до указанной в инструкции величины, выдавливают заглушки промывочных окон разъединителя. Создают циркуляцию
· Отвинчивают цементировочную головку и спускают в колонну запорную пробку
· Навинчивают ведущую трубу, подвешивают колонну, по истечении 20 минут срабатывает разъединитель, что отмечается падением веса на ГИВ.
· Приподнимают инструмент, создают циркуляцию на малой скорости, следя за давлением: скачек выше 8 МПа и мгновенная пульсация циркуляции информирует о разъединении.
В случае применении резьбового разъединителя работы проводятся следующим образом:
· По окончании затворения и закачки цементного раствора в скважину, освобождают из цементировочной головки верхнюю пробку и нагнетают продавочную жидкость. Фиксируют скачек давления при стыковке верхней и нижней пробки
· Продолжают продавку до получения сигнала «стоп». При этом давление должно превышать рабочее давление цементирования на 2 – 3 МПа. Проверяют работу обратного клапана. Подвешивают и запакеровывают хвостовик.
· Присоединяют ведущую трубу и разгружают инструмент на величину веса хвостовика. Вращают инструмент в правую сторону на 20 – 30 оборотов. Фиксируют отсоединение по падению веса на ГИВ, появлению циркуляции с уменьшиной величиной давления.
Заключительные работы проводятся по следующей схеме:
· После ОЗЦ (в течении 1 суток) разбуривают цементный стакан, оставшийся после срезки цементного раствора на голове хвостовика и промывают скважину до забоя
· Проводят геофизические работы по определению качества цементного камня за колонной, АКЦ
· Производятся работы по вторичному вскрытию продуктивного пласта согласно утвержденного плана
· Оформляют документацию
-
Технологический раздел
2.1 Кондуктор
Исходные данные:
Наружный диаметр колонны, мм - 324
Толщина стенки, мм - 9,5
Глубина спуска колонны, м - 300
Диаметр скважины, мм - 393,7
Внутренний диаметр «предыдущей» колонны, мм - 406
Глубина спуска предыдущей» колонны, м - 30
Водоцементное отношение - 0,5
Плотность тампонажного цементного раствора, г/см3 - 1,84
Плотность продавочной жидкости, г/см3 - 1,12
Плотность жидкости затворения, г/см3 - 1,02
Коэффициент кавернозности - 1,5
Высота цементного стакана, м - 20
Высота подъема цемента - до устья
Объем буферной жидкости - 6м3
Найдем необходимый объём цементного раствора в интервале:
Рассчитаем количество сухого цемента:
Находим необходимое количество продавочной жидкости:
 | |
Принимаем технологически необходимую скорость восходящего потока тампонажного цементного раствора в затрубном пространстве 2 м/с и определяем подачу насосов ЦА для обеспечения данной скорости по формуле:
 | |
 | |
Определим давление в конце продавки:
 | |
где Р1 – давление, необходимое для преодоления сопротивления обусловленного разностью плотностей жидкости в трубах и затрубном пространстве, МПа;
Р2 – давление, необходимое для преодоления гидравлических сопротивлений, МПа.
 | |
Величину Р2 находим по эмпирической формуле Шишенко-Бакланова:
 | |
Исходя из полученных давления и расхода, выбираем ЦА-320М (насос 9Т) с диаметром втулки 127 мм. На Vпередаче насос развивает Р=4 МПа, q=23 л/с. Определим количество агрегатов:
 | |
Количество смесительных машин 2СМН-20 определяем по формуле:
 | |
Определим количество агрегатов при закачке буферной жидкости (объем мерного бака ЦА Vмер=6,4 м3)
 | |
Определим количество агрегатов при закачке тампонажного раствора:
 | |
Рассчитаем время цементирования промежуточной колонны:
 | |
Время схватывания будет равно:
2.2 Промежуточная колонна
Исходные данные:
Наружный диаметр колонны, мм - 245
Толщина стенки трубы, мм - 9,5
Глубина спуска обсадной колонны, м - 900
Диаметр скважины, мм - 295,3
Плотность цементного раствора 900-600м, г/см3 - 1,89
Плотность цементного раствора 600-0м, г/см3 - 1,54
Водоцементное отношение 900-600м - 0,46
Водоцементное отношение 600-0м - 0,87
Коэффициент кавернозности - 1,3
Плотность продавочной жидкости, г/см3 - 1,31
Высота цементного стакана в колонне, м - 20
Высота подъема цемента - до устья
Объем буферной жидкости, м3 - 10
Найдем необходимый объём цементного раствора в интервале 900-600 м:
Найдем необходимый объём цементного раствора в интервале 600-0 м:
Рассчитаем количество сухого цемента:
Находим необходимое количество продавочной жидкости:
 | |