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: 322
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
24. Техника и технология бурения с отбором керна.
Столбик горной породы, обуриваемый при бурении кольцевым забоем, называется керном. Керн извлекается на поверхность и служит основным материалом для прямого изучения состава, строения и механических свойств горных пород разреза месторождения, а также для решения ряда задач при его разведке и разработке. Для выбуривания керна используют керноотборный снаряд, на конце которого расположена бурильная головка, предназначенная для проходки скважины кольцевым забоем с образованием керна, и присоединенного к ней керноприемного устройства, предназначенного для размещения керна, его сохранения, отрыва от забоя после окончания выбуривания и транспортирования на поверхность.
Керноприемные устройства делятся на три группы:
бескорпусные, простейшие;
корпусные со стационарной колонковой трубой;
корпусные со съемной колонковой трубой;
Признаками качества керна являются:
диаметр керна;
степень размыва и загрязненности буровым раствором;
целостность (неразрушенность).
Бурильные головки, как и долота, различаются по классу, типу, принципу воздействия на забой, материалу вооружения и конструкции основных рабочих элементов, но в отличие от долот БГ не бывают гидромониторными, более того, в их конструкциях предусмотрены меры по защите керна от прямого воздействия струй ПЖ, а при проектировании режима бурения накладываются ограничения на количество подаваемой на забой жидкости.
При бурении с отбором керна необходимо обеспечить плавность подачи инструмента, а также по возможности, бурение без отрыва долота от забоя. Интервал отбора керна в течение одного рейса не должен превышать длины внутренней полости колонковой трубы. Устранение вибраций инструмента осуществляется изменением осевой нагрузки или частоты вращения. Перед подъёмом инструмента прекращают его подачу и «вырабатывают» осевую нагрузку. Отрыв керна осуществляется плавным подъёмом инструмента с минимальной скоростью без промывки.
25. Типы профилей наклонно-направленных скважин. Области применения.
Профили наклонно-направленных скважин подразделяются на J- и S-образные, могут быть как J -образного плоского, так и S-образного пространственного типа. При прочих равных условиях J-образные профили имеют меньшую длину ствола, меньшие значения зенитного угла. В скважинах данного профиля меньшие усилия прижатия бурильных и обсадных колонн к стенкам скважины, меньшие силы трения при СПО. Кроме того, в скважинах такого профиля с участком стабилизации последний имеет достаточно большую длину, в таком случае бывает трудно обеспечить постоянство азимута. Поэтому в настоящее время скважины J-образного профиля бурятся на месторождениях с небольшой глубиной продуктивного пласта. Более глубокие скважины сооружают по s-образным профилям.
Скважины S-образного профиля отличаются наличием участка падения зенитного угла. В отличие от скважины J-образного профиля у них большая длина ствола, большее значение максимального зенитного угла, большие силы сопротивлению движению колонн труб при СПО и бурении. Однако у них меньшая величина зенитного угла в продуктивном пласте, что облегчает центрирование обсадных труб и тем самым способствует более высокому качеству разобщения пластов.
Как видно из рисунка, все наклонно-направленные скважины имеют вертикальный участок и один или несколько участков набора зенитного угла. Кроме того, могут быть участки стабилизации и падения зенитного угла.
26. Виды профилей наклонно-направленных скважини скважин с горизонтальным, окончанием. Преимущества и недостатки, области применения.
Несмотря на то, что строительство горизонтальных скважин затратнее, чем вертикальных, их применение имеет немало преимуществ:
уменьшение суммарного количества скважин на месторождениях;
рост уровня извлечения нефти;
привлечение в разработку новые залежи нефтяных пластов и высоковязкой нефти.
Область применения нефтедобывающих скважин с горизонтальными окончаниями достаточно обширная. В нее входит упрощение добычи нефти из труднодосягаемых месторождений, разработка участков сложных пород и т.д.
В настоящее время бурение горизонтальных скважин в сочетании с многостадийным ГРП считается наиболее перспективным для эффективного извлечения запасов из низкопроницаемых расчлененных пластов. МГРП позволяет в одной пробуренной горизонтальной скважине провести несколько полноценных ГРП, за счет чего происходит интенсификация притока жидкости, обеспечивается максимальный охват выработкой ранее не дренируемых зон. Тем самым эта технология позволяет ввести в разработку ранее нерентабельные запасы и увеличить не только темпы выработки, но и коэффициент нефтеотдачи. Применение МГРП на горизонтальных скважинах для разработки трудноизвлекаемых запасов показало высокую эффективность.
27. Многозабойные и многоярусные скважины. Области применения, профили, особенности бурения.
МЗС - это скважины, в нижней части основного ствола которых имеются ответвления в виде двух и более горизонтальных, полого-наклонных или волнообразных стволов, вскрывающих продуктивный пласт.
Стволы могут ответвляться от основного на различной высоте от подошвы продуктивного пласта, на различных расстояниях друг от друга, иметь различные радиусы искривления, оканчиваться вертикально, наклонно, горизонтально вдоль пласта.
- Профиль с вертикальным основанием;
- Профиль МЗС с разветвленным стволом над продуктивным пластом;
- Профиль много-ярусной скважины.
Обычно МЗС бурятся для разработки нефтяных месторождений с
низким пластовым давлением (АНПД), для доразработки старых, выработанных залежей, в случае высоковязких нефтей, слоистых продуктивных пластов, дегазации угольных пластов, увеличения приемистости поглотительных скважин, при глушении открытых фонтанов, тушении пожаров, понижения уровня грунтовых вод в шахте и др.
Основанием для выбора профиля МЗС являются геологическая характеристика разреза, условия эксплуатации скважины и разработки залежи, технико-технологические возможности бурового предприятия, утопия крапления, освоения и ремонта скважины и отдельного ствола.
28. Основные определения при искривлении скважин: зенитный угол, азимут, кривизна, интенсивность зенитного и азимутального искривления, апсидальная плоскость.
Зенитный угол – это угол между осью скважины или касательной к ней и вертикалью.
Азимут – это угол между направлением на север и горизонтальной проекцией касательной к оси скважины, измеренный по часовой стрелке.
Кривизна – предел отношения угла поворота касательной по дуге к длине этой дуги.
Интенсивность искривления – темп изменения зенитного, азимутального или пространственного углов на единице длины ствола скважины, поэтому различают интенсивность зенитного iθ, азимутального iα и пространственного iφ искривления.
Апсидальная плоскость – вертикальная плоскость, проходящая через касательную к оси ствола скважины.
29. Основы управления искривлением скважин с помощью центрирующих устройств.
После забуривания в нужном направлении (азимуте) с помощью отклоняющих устройств донабор ЗУ можно обеспечить с применением прямой компоновки, включающей полноразмерный центратор (калибратор) над долотом и ТБ, (ЭБ, УБТ) над центратором. За счет сил тяжести создается момент, способствующий фрезерованию долотом верхней стенки скважины. Центратор здесь – опора рычага. Кроме того, установка м/у долотом и центратором удлинителя (переводника) позволяет снижать темп набора ЗУ.
Стабилизацию зенитного и азимутального углов также достигают при использовании жестких компоновок, включающих несколько центрирующих элементов, диаметром несколько меньшим диаметра долота. Роторные компоновки также должны включать один - два центрирующих элемента.
Основное условие эффективного управления траекторией долота – обеспечение минимального зазора между наружным диаметром ОЦЭ и стенкой скважины, либо полное его исключение. Следует постараться исключить или сущ-но уменьшить износ рабочих элементов во время СПО и добиться полноразмерности ОЦЭ в процессе работы долота.
Для снижения ЗУ также могут применяться КНБК с ОЦЭ т/о диаметром существенно меньшим диаметра долота. Здесь под действием силы тяжести УБТ или ЗД долото фрезерует нижнюю стенку скважины, что, как следствие, приводит к снижению ЗУ.
30. Мероприятия по недопущению пересечения стволов.
Существуют различные правила и нормы по предотвращению этой аварии. Требования по минимальному расстоянию между устьями скважин, так минимальное расстояние между устьями скважин 4-5 метров, возможно и большее расстояние между устьями скважин. Существует также очерёдность разбуривания скважин. Вся сетка скважин разбивается на 4 сектора.
І сектор: В первую очередь бурятся скважины с большими зенитными углами, т. е. с наибольшими отходами, а затем бурятся скважины с меньшими зенитными углами. Начало зарезки наклонных участков двух скважин одного сектора должна различаться на 30 метров, если разница в азимутах забуривания скважин менее 100, если разница азимутов составляет 10-200, то разница должна составлять 20 метров, а если
=200, то разница должна составлять не менее 10 метров.
ІІ-а и ІІ-б секторы: В принципе глубина зарезки должна увеличиваться, но на практике этого не всегда можно достичь, поэтому если разность азимутов составляет 20
0 и более, то допускается зарезка последующей скважины с меньшей глубины.
ІІІ сектор: Последовательность обратная первому сектору, т. е. бурятся сначала скважины с меньшим отходом с максимальным вертикальным участком, в последнюю очередь бурятся скважины с максимальным отходом, глубину каждой последующей скважины выбирают меньше, чем для предыдущей.
31. Забуривание бокового ствола из обсадной колонны. Способы и инструмент применяемый при этом.
Забуривание в колонне проводят в три этапа: устанавливают клиновой отклонитель, фрезеруют вырез в колонне и забуривают доп. ствол.
Распрастранены стационарные клиновые устр-ва. Они устан-ся на расчетной глубине на цементированный мост и фиксируются (для предотвращения проворота). Отклоняющий клин- толстостенная о.т., разрезанная по диаганали. По месту разреза, приваривается желоб. Ориентировать клинья м/о путем виз-го спуска или на забое, в компоновку для спуска надо установить МП, магнитная метка, которая совпадает с направлением действия отклонителя.
В качестве режущего инструмента используют райберы. Он состоит из 2-х частей: нижняя рабочая (в форме усеченного конуса), необходимая для прорезания колонны, а верхняя, имеющая цилиндрическую форму, калибрует вырез.
Имеются компановки позволяющие произвести вырез в ОК за один спуск. Она состоит из клина отклонителя соединенного с райбером посредством срезных болтов. При спуске инструмента, когда клин-отклонитель зафиксировали, болты срезаются под действием веса инструмента и начинаю фрезерование.
Используют также «мокрые» клинья, нижняя часть которых цементируется при установке цементного моста для его фиксации.
32. Работы по обеспечению попадания скважины в круг допуска.
Наиболее верным способом исправления кривизны в породах мягких и средней твердости является цементирование соответствующего участка ствола и последующее бурение на пониженных оборотах длинной колонковой трубой.
Некоторые интеллектуальные роторные телесистемы могут быть запрограммированы на полностью автономную работу по бурению ствола скважины с использованием алгоритмов исправления траектории («Вертитрак», «Геопилот» и др.)
33. Сбалансированное бурение, понятие. Дополнительное оборудование и приборы, применяемые при этом. Преимущества и недостатки.
Столбик горной породы, обуриваемый при бурении кольцевым забоем, называется керном. Керн извлекается на поверхность и служит основным материалом для прямого изучения состава, строения и механических свойств горных пород разреза месторождения, а также для решения ряда задач при его разведке и разработке. Для выбуривания керна используют керноотборный снаряд, на конце которого расположена бурильная головка, предназначенная для проходки скважины кольцевым забоем с образованием керна, и присоединенного к ней керноприемного устройства, предназначенного для размещения керна, его сохранения, отрыва от забоя после окончания выбуривания и транспортирования на поверхность.
Керноприемные устройства делятся на три группы:
бескорпусные, простейшие;
корпусные со стационарной колонковой трубой;
корпусные со съемной колонковой трубой;
Признаками качества керна являются:
диаметр керна;
степень размыва и загрязненности буровым раствором;
целостность (неразрушенность).
Бурильные головки, как и долота, различаются по классу, типу, принципу воздействия на забой, материалу вооружения и конструкции основных рабочих элементов, но в отличие от долот БГ не бывают гидромониторными, более того, в их конструкциях предусмотрены меры по защите керна от прямого воздействия струй ПЖ, а при проектировании режима бурения накладываются ограничения на количество подаваемой на забой жидкости.
При бурении с отбором керна необходимо обеспечить плавность подачи инструмента, а также по возможности, бурение без отрыва долота от забоя. Интервал отбора керна в течение одного рейса не должен превышать длины внутренней полости колонковой трубы. Устранение вибраций инструмента осуществляется изменением осевой нагрузки или частоты вращения. Перед подъёмом инструмента прекращают его подачу и «вырабатывают» осевую нагрузку. Отрыв керна осуществляется плавным подъёмом инструмента с минимальной скоростью без промывки.
25. Типы профилей наклонно-направленных скважин. Области применения.
Профили наклонно-направленных скважин подразделяются на J- и S-образные, могут быть как J -образного плоского, так и S-образного пространственного типа. При прочих равных условиях J-образные профили имеют меньшую длину ствола, меньшие значения зенитного угла. В скважинах данного профиля меньшие усилия прижатия бурильных и обсадных колонн к стенкам скважины, меньшие силы трения при СПО. Кроме того, в скважинах такого профиля с участком стабилизации последний имеет достаточно большую длину, в таком случае бывает трудно обеспечить постоянство азимута. Поэтому в настоящее время скважины J-образного профиля бурятся на месторождениях с небольшой глубиной продуктивного пласта. Более глубокие скважины сооружают по s-образным профилям.
Скважины S-образного профиля отличаются наличием участка падения зенитного угла. В отличие от скважины J-образного профиля у них большая длина ствола, большее значение максимального зенитного угла, большие силы сопротивлению движению колонн труб при СПО и бурении. Однако у них меньшая величина зенитного угла в продуктивном пласте, что облегчает центрирование обсадных труб и тем самым способствует более высокому качеству разобщения пластов.
Как видно из рисунка, все наклонно-направленные скважины имеют вертикальный участок и один или несколько участков набора зенитного угла. Кроме того, могут быть участки стабилизации и падения зенитного угла.
26. Виды профилей наклонно-направленных скважини скважин с горизонтальным, окончанием. Преимущества и недостатки, области применения.
Несмотря на то, что строительство горизонтальных скважин затратнее, чем вертикальных, их применение имеет немало преимуществ:
уменьшение суммарного количества скважин на месторождениях;
рост уровня извлечения нефти;
привлечение в разработку новые залежи нефтяных пластов и высоковязкой нефти.
Область применения нефтедобывающих скважин с горизонтальными окончаниями достаточно обширная. В нее входит упрощение добычи нефти из труднодосягаемых месторождений, разработка участков сложных пород и т.д.
В настоящее время бурение горизонтальных скважин в сочетании с многостадийным ГРП считается наиболее перспективным для эффективного извлечения запасов из низкопроницаемых расчлененных пластов. МГРП позволяет в одной пробуренной горизонтальной скважине провести несколько полноценных ГРП, за счет чего происходит интенсификация притока жидкости, обеспечивается максимальный охват выработкой ранее не дренируемых зон. Тем самым эта технология позволяет ввести в разработку ранее нерентабельные запасы и увеличить не только темпы выработки, но и коэффициент нефтеотдачи. Применение МГРП на горизонтальных скважинах для разработки трудноизвлекаемых запасов показало высокую эффективность.
27. Многозабойные и многоярусные скважины. Области применения, профили, особенности бурения.
МЗС - это скважины, в нижней части основного ствола которых имеются ответвления в виде двух и более горизонтальных, полого-наклонных или волнообразных стволов, вскрывающих продуктивный пласт.
Стволы могут ответвляться от основного на различной высоте от подошвы продуктивного пласта, на различных расстояниях друг от друга, иметь различные радиусы искривления, оканчиваться вертикально, наклонно, горизонтально вдоль пласта.
- Профиль с вертикальным основанием;
- Профиль МЗС с разветвленным стволом над продуктивным пластом;
- Профиль много-ярусной скважины.
Обычно МЗС бурятся для разработки нефтяных месторождений с
низким пластовым давлением (АНПД), для доразработки старых, выработанных залежей, в случае высоковязких нефтей, слоистых продуктивных пластов, дегазации угольных пластов, увеличения приемистости поглотительных скважин, при глушении открытых фонтанов, тушении пожаров, понижения уровня грунтовых вод в шахте и др.
Основанием для выбора профиля МЗС являются геологическая характеристика разреза, условия эксплуатации скважины и разработки залежи, технико-технологические возможности бурового предприятия, утопия крапления, освоения и ремонта скважины и отдельного ствола.
28. Основные определения при искривлении скважин: зенитный угол, азимут, кривизна, интенсивность зенитного и азимутального искривления, апсидальная плоскость.
Зенитный угол – это угол между осью скважины или касательной к ней и вертикалью.
Азимут – это угол между направлением на север и горизонтальной проекцией касательной к оси скважины, измеренный по часовой стрелке.
Кривизна – предел отношения угла поворота касательной по дуге к длине этой дуги.
Интенсивность искривления – темп изменения зенитного, азимутального или пространственного углов на единице длины ствола скважины, поэтому различают интенсивность зенитного iθ, азимутального iα и пространственного iφ искривления.
Апсидальная плоскость – вертикальная плоскость, проходящая через касательную к оси ствола скважины.
29. Основы управления искривлением скважин с помощью центрирующих устройств.
После забуривания в нужном направлении (азимуте) с помощью отклоняющих устройств донабор ЗУ можно обеспечить с применением прямой компоновки, включающей полноразмерный центратор (калибратор) над долотом и ТБ, (ЭБ, УБТ) над центратором. За счет сил тяжести создается момент, способствующий фрезерованию долотом верхней стенки скважины. Центратор здесь – опора рычага. Кроме того, установка м/у долотом и центратором удлинителя (переводника) позволяет снижать темп набора ЗУ.
Стабилизацию зенитного и азимутального углов также достигают при использовании жестких компоновок, включающих несколько центрирующих элементов, диаметром несколько меньшим диаметра долота. Роторные компоновки также должны включать один - два центрирующих элемента.
Основное условие эффективного управления траекторией долота – обеспечение минимального зазора между наружным диаметром ОЦЭ и стенкой скважины, либо полное его исключение. Следует постараться исключить или сущ-но уменьшить износ рабочих элементов во время СПО и добиться полноразмерности ОЦЭ в процессе работы долота.
Для снижения ЗУ также могут применяться КНБК с ОЦЭ т/о диаметром существенно меньшим диаметра долота. Здесь под действием силы тяжести УБТ или ЗД долото фрезерует нижнюю стенку скважины, что, как следствие, приводит к снижению ЗУ.
30. Мероприятия по недопущению пересечения стволов.
Существуют различные правила и нормы по предотвращению этой аварии. Требования по минимальному расстоянию между устьями скважин, так минимальное расстояние между устьями скважин 4-5 метров, возможно и большее расстояние между устьями скважин. Существует также очерёдность разбуривания скважин. Вся сетка скважин разбивается на 4 сектора.
І сектор: В первую очередь бурятся скважины с большими зенитными углами, т. е. с наибольшими отходами, а затем бурятся скважины с меньшими зенитными углами. Начало зарезки наклонных участков двух скважин одного сектора должна различаться на 30 метров, если разница в азимутах забуривания скважин менее 100, если разница азимутов составляет 10-200, то разница должна составлять 20 метров, а если
=200, то разница должна составлять не менее 10 метров.ІІ-а и ІІ-б секторы: В принципе глубина зарезки должна увеличиваться, но на практике этого не всегда можно достичь, поэтому если разность азимутов составляет 20
0 и более, то допускается зарезка последующей скважины с меньшей глубины.
ІІІ сектор: Последовательность обратная первому сектору, т. е. бурятся сначала скважины с меньшим отходом с максимальным вертикальным участком, в последнюю очередь бурятся скважины с максимальным отходом, глубину каждой последующей скважины выбирают меньше, чем для предыдущей.
31. Забуривание бокового ствола из обсадной колонны. Способы и инструмент применяемый при этом.
Забуривание в колонне проводят в три этапа: устанавливают клиновой отклонитель, фрезеруют вырез в колонне и забуривают доп. ствол.
Распрастранены стационарные клиновые устр-ва. Они устан-ся на расчетной глубине на цементированный мост и фиксируются (для предотвращения проворота). Отклоняющий клин- толстостенная о.т., разрезанная по диаганали. По месту разреза, приваривается желоб. Ориентировать клинья м/о путем виз-го спуска или на забое, в компоновку для спуска надо установить МП, магнитная метка, которая совпадает с направлением действия отклонителя.
В качестве режущего инструмента используют райберы. Он состоит из 2-х частей: нижняя рабочая (в форме усеченного конуса), необходимая для прорезания колонны, а верхняя, имеющая цилиндрическую форму, калибрует вырез.
Имеются компановки позволяющие произвести вырез в ОК за один спуск. Она состоит из клина отклонителя соединенного с райбером посредством срезных болтов. При спуске инструмента, когда клин-отклонитель зафиксировали, болты срезаются под действием веса инструмента и начинаю фрезерование.
Используют также «мокрые» клинья, нижняя часть которых цементируется при установке цементного моста для его фиксации.
32. Работы по обеспечению попадания скважины в круг допуска.
Наиболее верным способом исправления кривизны в породах мягких и средней твердости является цементирование соответствующего участка ствола и последующее бурение на пониженных оборотах длинной колонковой трубой.
Некоторые интеллектуальные роторные телесистемы могут быть запрограммированы на полностью автономную работу по бурению ствола скважины с использованием алгоритмов исправления траектории («Вертитрак», «Геопилот» и др.)
33. Сбалансированное бурение, понятие. Дополнительное оборудование и приборы, применяемые при этом. Преимущества и недостатки.