Файл: 1. Основные закономерности разрушения горных пород долотами различного типа.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 25.10.2023
Просмотров: 317
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Меры борьбы с искривлениями скважин, вызываемыми технологическими причинами, направлены на разработку таких режимов бурения, при которых обеспечивается достижение максимальной скорости углубки с учетом естественных закономерностей искривления скважин. Иногда при малых зенитных углах (до 5–6°) для предупреждения искривления периодически (через 30–50 м) изменяют вращение бурового снаряда с правого на левое. В этих условиях такая мера может обеспечить поддержание постоянства азимутального направления.
6. Способы принудительного искривления скважин в заданном направлении.
Искусственное отклонение скважин в нефтяном бурении в основном осуществляют забойными двигателями (турбобуром, винтовым двигателем и реже электробуром).
В настоящее время применяют следующие основные способы искусственного отклонения скважин.
Использование закономерностей естественного искривления на данном месторождении (способ типовых трасс). В этом случае бурение проектируют и осуществляют на основе типовых трасс (профилей), построенных по фактическим данным естественного искривления уже пробуренных скважин. Способ типовых трасс применим только на хорошо изученных месторождениях, при этом кривизной скважин не управляют, а лишь приспосабливаются к их естественному искривлению. Недостаток указанного способа – удорожание стоимости скважин вследствие увеличения объема бурения. Необходимо также для каждого месторождения по ранее пробуренным скважинам определять зоны повышенной интенсивности искривления и учитывать это при составлении проектного профиля. Управление отклонением скважин посредством применения различных компоновок бурильного инструмента. В этом случае, изменяя режим бурения и применяя различные компоновки бурильного инструмента, можно, с известным приближением, управлять направлением ствола скважины. Этот способ позволяет проходить скважины в заданном направлении, не прибегая к специальным отклонителям, но в то же время значительно ограничивает возможности форсированных режимов бурения.
Направленное отклонение скважин, основанное на применении искусственных отклонителей: кривых переводников, эксцентричных ниппелей, отклоняющих клиньев и специальных устройств. Перечисленные отклоняющие приспособления используются в зависимости от конкретных условий месторождения и технико-технологических условий.
7. Ориентирование компоновки. Примеры, для чего применяются.
Ориентирование отклонителей заключается в совмещении направления их действия с направлением необходимого отклонения ствола скважины. Ориентирование производится относительно фиксированной в каком-либо определенном положении плоскости. В наклонных скважинах такой плоскостью чаще всего является вертикальная плоскость, проходящая через ось скважины.
При ориентировании внутрь колонны бурильных труб опускается инклинометр с магнитной буссолью, например, типа КИТ. Разрыв реохорда (начало отсчета) буссоли инклинометра за счет эксцентричного груза рамки датчиков в наклонной скважине располагается в апсидальной плоскости. Магнитная стрелка буссоли, находящейся в магнитном переводнике, фиксируется в направлении действия отклонителя. При замере инклинометр показывает угол разворота плоскости действия отклонителя по отношению к азимуту скважины. Отсчитывается этот угол против хода часовой стрелки.
В процессе бурения необходимо проводить постоянный контроль за положением скважины в пространстве. Для этого производятся замеры зенитного угла и азимута через 12 - 25 м проходки в зависимости от условий бурения и используемого отклонителя. Замеры производятся путем спуска инклинометра внутрь колонны бурильных труб.
8. Методы ориентирования отклонителя в скважине. Классификация.
Методы ориентирования отклонителя в скважине можно разделить на три основных класса: гравитационные, магнитные и инерционные.
1. Гравитационные методы ориентирования основаны на использовании вертикальной составляющей гравитационного поля Земли. В этом случае отклонитель устанавливается в вертикальное положение и определяется направление его оси относительно вертикальной оси скважины.
2. Магнитные методы ориентирования используют магнитное поле Земли, которое влияет на магнитную стрелку отклонителя. В этом случае ось отклонителя ориентируется в направлении горизонтальной составляющей магнитного поля.
3. Инерционные методы ориентирования основаны на использовании инерционных свойств отклонителя. Они позволяют определить направление оси отклонителя относительно направления на полюс Земли. Для этого измеряются ускорение и угловая скорость отклонителя.
Каждый из этих методов имеет свои особенности и применяется в зависимости от условий работы скважины и конкретной задачи.
9. Принципы забойного ориентирования отклонителя и приборы, используемые при этом.
При бурении наклонно-направленных скважин с углом отклонения от вертикали более чем 30, бурильную колонну можно спускать как в обычную вертикальную скважину. При этом отклонитель на забое ориентируют в нужном направлении.
В состав инструмента для забойного ориентирования входят: бурильная колонна, заканчивающаяся диамагнитной трубой (ЛБТ), на нижнюю часть которой навинчивают магнитный переводник. Магнитный переводник связан с ограничительным переводником и кривым переводником, а ниже расположен забойный двигатель.
После спуска инструмента до забоя, вовнутрь бурильных труб спускают инклинометр с электромагнитной буссолью на каротажном кабеле. Азимут ствола скважины предварительно замеряют в диамагнитной трубе над магнитным переводником. После замера положения отклонителя, ротором поворачивают бурильную колонну до необходимого положения инструмента. Затем повторяют замер, проверяя правильность установки отклонителя. После этого инклинометр извлекают из бурильной колонны, навинчивают квадрат, фиксируют одно из ребер и после стопорения ротора начинают бурение.
Забойное ориентирование отклонителя можно осуществлять при помощи инклинометра и диамагнитных труб без магнитного переводника. При этом над отклонителем навинчивают диамагнитные трубы, а в отклонитель вваривают ножи-пластинки, имеющие зубья. Ножи устанавливают параллельно плоскости действия отклонителя, при чем наклонная часть зубьев должна быть обращена в сторону отклонителя. Инклинометр со свинцовой печатью спускают в скважину, ставят на ножи и через 3-5 мин осторожно снимают с них и поднимают на поверхность.
10. Оптимизация режимов бурения скважин, критерии оптимизации.
Для сокращения затрат на строительство скважин необходимы оптимизация как выбора породоразрушающих инструментов, так и режима их работы.
При принятии решения об оптимальности варианта породоразрушающего инструмента и режима его работы используются экстремальные значения показателей работы долота.
Критерии оптимизации: Н (проходка на долото) → max; Vм (механическая скорость) → max; Vр (рейсовая скорость) → max; C (стоимость) → min;
Наибольший вес имеют Vр → max, С → min. Практика бурения предполагает комплексное применение этих критериев.
На сегодняшний день пользуются типовой методикой ВИШБТ при сопоставлении новых и применяемых (базовых) вариантов долот и режимов их работы. При принятии решения проводятся параллельные испытания вариантов, сравнение по критерию С → min, далее оценка статистической значимости различия вариантов одним из вариантов статистики. Чаще применяются статистический метод сравнения средних арифметических значений сопоставляемых вариационных рядов с использованием t – критерия Стьюдента.
11. Кустовое бурение скважин, его особенности. Определение оптимального числа скважин в кусте.
Площадку для кустового бурения выбирают обычно там, где по условиям рельефа местности затраты времени и средств будут минимальными. В процессе разбуривания куста скважин передвигают с точки на точку только вышки и насосную группу, а вспомогательную службу размещают стационарно. Минусом данного метода является то, что при бурении с близким расположением устьев небезопасно, так как могут быть пересечения в стволе скважины и проявления грифона. Применение кустового бурения даёт возможность значительно сократить строительно-монтажные работы, уменьшить объём вспомогательных работ и т.п.
Площадку для кустового бурения, на которой размещается буровая установка и устьевое оборудование, обычно располагают там, где по условиям рельефа местности затраты времени и средств будут минимальными. Бурение скважин производится различным количеством одновременно действующих буровых установок различной мощности в зависимости от количества скважин и их глубины. В процессе разбуривания куста скважин передвигают с точки на точку только вышки и насосную группу. Для определения оптимального количества скважин в кусте используются различные методы моделирования и оптимизации производства
, которые учитывают такие факторы, как тип пласта, его геологические свойства, геометрия и размеры залежи, режим добычи, поверхностное оборудование и бюджет. Эти методы могут включать в себя расчет пластового давления, определение скорости фильтрации, оценку объемов нефти в запасах, а также экономическую оценку проекта добычи нефти.
12. Проблемы бурения скважин на сероводородсодержащих месторождениях.
Очень часто пласты с нефтью и газом, содержащие сероводород, являются с АВПД. Сероводородная агрессия особенно проявляется при бурении глубоких скважин (более 4000 м) на месторождениях нефти и газа с содержанием сероводорода до 25 - 30 % (например, Тенгизское нефтяное месторождение в Прикаспийской впадине).
Сероводород очень опасен для человека. При концентрации даже
1 мг/л возможна смерть от паралича дыхательного центра. Сероводород легко воспламеняется, а в смеси с воздухом взрывается. Температура воспламенения - 290 оС. Сероводород тяжелее воздуха, его плотность составляет 1,17 г/смЗ. Способность сероводорода образовывать скопления приводит к взрывоопасной концентрации, поэтому при проявлениях сероводорода возможны взрывы и пожары.
При бурении скважин, когда вскрываются пласты с сероводородом, должны соблюдаться жесткие требования по технике безопасности. В условиях сероводородной агрессии могут возникнуть следующие осложнения:
– разрушение бурильных, обсадных труб и устьевого оборудования в результате коррозионного растрескивания;
– ухудшение свойств буровых растворов – увеличение водоотдачи, образование высокопроницаемой фильтрационной корки;
– при рН (кислотности) бурового раствора, близкой к 7 в случае обильного поступления в скважину сероводорода, образуются густые липкие сгустки, что может привести к прихвату бурильного инструмента.
Во время вскрытия пластов, содержащих сероводород, необходимо вести постоянное наблюдение за концентрацией сероводорода в целях предупреждения отравления людей. Самый простой способ определения концентрации – с помощью индикаторной бумаги, которая изменяет цвет при увеличении концентрации сероводорода. Для количественного определения содержания сероводорода пользуются газоанализаторами.
При бурении скважин в условиях сероводородной агрессии необходимо использовать:
1) химически ингибированные тампонажные цементы. В тампонажную смесь включают компоненты, препятствующие проникновению в цементный камень агрессивного агента;