Файл: Инклинометрия измерение искривления ствола скважины и положения его в пространстве.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 90
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ВВЕДЕНИЕ
Эксплуатационная надежность и экологическая безопасность скважины как сложного инженерного сооружения во многом определяется техническим состоянием обсадных колонн, являющихся основным элементом крепи. Повреждения обсадных колонн являются причинами различных осложнений, предопределяют межколонные проявления и межпластовые перетоки, загрязнение недр, источников водоснабжения и окружающей среды, а при определенных условиях могут приводить к открытым фонтанам, грифонам и другим аварийным ситуациям.
Скрытые дефекты труб часто образуются и в процессе проведения погрузочно-разгрузочных операций и транспортировки их на буровую. Последнее обуславливает необходимость проведения в ответственных случаях дефектоскопии обсадных труб до и после их спуска в скважину.
При эксплуатации скважин повреждения обсадных колонн могут происходить из-за механических напряжений, образующихся в разных частях обсадных труб при воздействии внутреннего давления при опрессовках, нагнетании в пласт жидкости и гидравлическом разрыве пласта из-за изменения теплового режима скважин, снижения пластового давления, разрушения призабойной зоны (при выносе песка и истощения пластов), усталостных явлений в материале труб и т.п.
В настоящее время геофизические методы контроля технического состояния скважин составляют значительную и важную часть исследований, проводимых в бурящихся скважинах и скважинах действующего фонда.
В процессе бурения скважин с целью контроля технического состояния выполняют следующие виды геофизических исследований и работ в скважинах (ГИРС):
– инклинометрия – измерение искривления ствола скважины и положения его в пространстве;
– кавернометрия и профилеметрия – определение диаметра и изучение профиля скважины;
– термометрия – для измерения температуры по стволу скважины, определения зон поглощения.
При изучении технического состояния обсаженных скважин выполняются следующие виды работ:
– контроль за качеством цементирования обсадных колонн и изучения текущего состояния обсадных колонн;
– геофизические исследования в эксплуатационных и нагнетательных скважинах с целью выявления зон затрубной циркуляции, определения профиля притока эксплуатационной скважины, профиля приемистости нагнетательной скважины.
Также с целью контроля технического состояния скважины выполняются такие виды работ, как:
– установление местоположения искусственного забоя, уровня воды и нефти в стволе скважины, установка цементных мостов, разобщающих пакеров, исследование зон гидроразрыва пласта, определение местоположения металлических объектов и т. д.
Результаты изучения технического состояния скважины, получаемые геофизическими методами, имеют высокую важность для успешного строительства скважины, контроля за разработкой месторождения, проведения ремонтных работ и способствуют повышению эффективности интерпретации данных ГИС.
Цель данной курсовой работы: изучение методов контроля технического состояния скважин.
Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:
-
изучить общие сведения о скважинах и конструкции скважин.; -
рассмотреть основы цементации затрубного пространства скважин; -
изучить геофизические методы, используемые для контроля технического состояния скважин.
При написании данной курсовой работы были задействованы и проанализированы литературные источники, использовались интернет–ресурсы, а также проведено обобщение полученной информации.
СОДЕРЖАНИЕ
1 Конструкция скважин и задачи контроля технического состояния
Скважина (нефтяная, газовая, водяная и т.д.) представляет собой сооружение, преимущественно круглого сечения, образуемое путём бурения и крепления и характеризуемая относительно малым размерам площади поперечного сечения по сравнению с размером площади боковой поверхности и заранее заданным положением пространстве.
Способы бурения по характеру воздействия на горные породы подразделяется на механические, термические, физико–химические, электроискровые и другие. Широко применяются только способы связанные с механическим воздействиям на горные породы, остальные не вышли из стадии экспериментальные разработки.
При бурение нефтяных и газовых скважин в России применяется исключительно вращательный способ бурения. При этом способе бурения скважины бурятся непрерывно вращающимся долотом. Разбуренные частицы породы в процессе бурения выносятся на поверхность непрерывно циркулирующей струёй бурового раствора или нагнетаемым в скважину воздухом или газом.
Одной из важнейших задач при строительстве скважин является спуск обсадных колонн и её цементирование. Обеспечение качественного цементирование обсадных колонн является одной из важнейших проблем и необходим для надёжного
разобщения пластов и изоляции продуктивных горизонтов от остальной части разреза. От качества проведения данной технологической операции зависит последующая производительность скважины и экологическая безопасность в процессе эксплуатации нефтегазового месторождения.
Крепление скважин заключается в спуске в скважину обсадных колонн и их цементировании с целью укрепления стенок скважин, сложенных недостаточно устойчивыми горными породами, и разобщения нефтегазоносных и водоносных пластов друг от друга, а также для изоляции от остальной части разреза. Разобщение пластов, т.е. изоляция затрубного пространства, достигается путём закачки цементного раствора и формирования в затрубном пространстве прочного цементного камня, имеющего плотный контакт с обсадной колонной и горными породными.
В конструкции скважин различают следующие типы обсадных колонн: направление, кондуктор, промежуточная колонна и эксплуатационная колонна. Типовая конструкция скважины приведена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Конструкция скважины
Обсадная колонна.
Предназначена для крепления буровых скважин, а также изоляции продуктивных горизонтов при эксплуатации; составляется из обсадных труб путем последовательного их свинчивания (иногда сваривания). Обсадные трубы, применяемые при бурении нефтяных и газовых скважин, изготовляются в основном из стали с двумя нарезанными концами и навинченной муфтой на одном конце (иногда безмуфтовые с раструбным концом). Резьба труб выполняется конической, треугольной или специального трапецеидального профиля. Для создания герметичности при высоких давлениях нефти и газа (более 30 МПа) применяются соединения с уплотнительными элементами.
Применяются обсадные колонны трех видов:
– кондукторы и направления;
– промежуточные (технические) колонны;
– эксплуатационные колонны.
Обсадные колонны (рисунок 2) подвергаются воздействию наружного давления жидкости, газа в пластах, горных породах, влияние которых особенно сказывается в глинистых и соляных отложениях; воздействию внутреннего давления нефти, газа, а также бурового раствора, собственной массы и усилия натяжения колонн, обусловленного влиянием температуры и давления.
Рисунок 2 – Спуск и цементирование обсадной колонны
Длины, диаметры и число обсадных колонн определяются геологическими условиями бурения (градиентом давления гидравлического разрыва пласта, пластовыми давлениями, устойчивостью разбуриваемых пород и др.), уровнем техники и технологии строительства скважин, условиями предупреждения и ликвидации возможных осложнений и аварий и др.
Диаметр эксплуатационных колонн и глубина скважины являются основными параметрами для определения диаметра промежуточных колонн. При выборе конструкций колонн учитывается экономичность сооружения с учетом длительности эксплуатации.
1.2 Кондуктор
Кондуктор – колонна обсадных труб (рисунок 3), спускаемая в скважину после направления, и служащая для установки противовыбросового оборудования, подвески последующих обсадных колонн. Глубина спуска кондуктора определяется из условия перекрытия верхних неустойчивых отложений, изоляции водоносных горизонтов, зон ММП с обязательным размещением башмака в плотных глинистых породах.
Рисунок 3 – Кондукторная колонна
Глубина спуска кондуктора определяется требованиями крепления скважин верхних неустойчивых отложений, перекрытия верхних пресноводных горизонтов от загрязнения и по конкретной площади решением технического совета объединения.
Кондуктор в зависимости от геологических условий устанавливается на глубину в среднем до 100 м, а максимальная глубина до 600 м. Диаметр кондуктора, как правило, колеблется в диапазоне 177‒508 мм. Он опрессовывается, как и цементное кольцо
1.3 Направление
Направление – первая колонна обсадных труб с наибольшим диаметром, служащая для предотвращения размыва и обрушения горных пород вокруг устья скважины, изоляции верхних водоносных пластов, перекрытия избыточно льдистых мерзлых горных пород, а также для соединения скважины с желобной системой. В скважинах сооружаемых в акваториях, направление необходимо для укрепления ствола в толще донных осадков. Глубина его спуска от 20 до 60 м (реже до 100–150 м), определяется конкретными геолого-техническими условиями региона (месторождения). Наличие направления – обязательно (исключение его из конструкции скважины должно быть технологически обосновано).
Основная задача данного элемента заключается в надежной фиксации скважин бурового типа и герметизации продуктивных слоев от попадания шлака и внешних элементов в момент разработки. Обсадная колонна имеет составную структуру: ее делают из труб, скрепляя друг с другом последовательно при помощи винтов либо сварки (последний метод применяется реже, когда скважину планируется разрабатывать в течение долгого времени, не внося в конструкцию изменений). Резьба труб для обсадных колонн может иметь форму конуса, треугольника или идти по трапеции, при необходимости создать максимально герметичное соединение используют элементы уплотнения.
Направление спускается для крепления верхнего интервала, сложенного неустойчивыми породами, а также для предотвращения размыва устья скважины при бурении под кондуктор. В сложных геологических условиях проводки скважин при бурении в пойменных местах, верхняя часть разреза которых сложена гравием, плывуном, и при невозможности полного перекрытия их одним направлением спускается второе направление. Особо остро задача крепления стоит при бурении в многолетних мерзлых породах, где требуется специальная технология.
Эксплуатационная колонна спускается на 50 м ниже подошвы эксплуатационного объекта с целью разобщения продуктивных горизонтов и других газо–, нефте и водоносных пластов, вскрытых скважиной, а также служит каналом связи от устья до забоя скважины .Основные диаметры обсадных колонн, применяемых для эксплуатационных колонн, – 146,0 (168,3) мм, при диаметре скважин – 215,9.
В настоящее время для крепления нефтегазовых скважин применяют в основном обсадные трубы, изготавливаемые по ГОСТ 632–64 с наружным диаметром: 114,3; 127,0; 139,7; 146,0; 168,3; 177,8; 193,7;219,1; 244,5; 273,1; 298,5; 339,7; 406,4; 426; 508,0 мм и толщиной стенки от 6 до 12 мм. Для обсадки скважин старого фонда, в том числе при бурении боковых стволов, используют также насосно-компрессорные трубы с наружным диаметром: 73,0; 101,6; 114,3 мм и толщиной стенки от 5,5 до 7 мм.
2 Общие сведения о цементации затрубного пространства скважин
Крепление скважин осуществляется для разобщения нефтегазоносных пластов от всех пластов, лежащих выше, с обязательным одновременным разобщением нефтесодержащих и газосодержащих пластов друг от друга и защитой обсадных труб от корродирующего действия минерализованных вод, циркулирующих в недрах. Поэтому спущенные в скважину обсадные колонны должны быть зацементированы путем закачки тампонажного материала в кольцевое пространство между стенками скважины и обсадной колонны.