Файл: Методические указания к практическим занятиям и контрольным работам для студентов направления 21. 03. 01 Нефтегазовое дело.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.12.2023
Просмотров: 118
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования«ТЮМЕНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»Филиал ТИУ в г. СургутеКафедра: «Нефтегазовое дело»НАКЛОННО НАПРАВЛЕННОЕ БУРЕНИЕМетодические указания к практическим занятиям и контрольным работамдля студентов направления 21.03.01 «Нефтегазовое дело»Профиль: Бурение нефтяных и газовых скважинвсех форм обученияСоставитель К.А. Муравьёв,доцентТюменьТИУ2018Наклонно направленное бурение: методические указания к практическим занятиям и контрольным работам для обучающихся направления 21.03.01 «Нефтегазовое дело», профиль Бурение нефтяных и газовых скважин / сост. К. А. Муравьев; Тюменский индустриальный университет. – Тюмень: Издательский центр БИК, ТИУ, 2018. – 35 с.Методические указания рассмотрены и рекомендованы к изданию на заседании кафедры «Нефтегазовое дело» «30» августа 2018 года, протокол № 1.АннотацияМетодические указания к практическим занятиям и контрольным работам для студентов направления 21.03.01 «Нефтегазовое дело» всех форм обучения по дисциплине «Наклонно направленное бурение». Приведены основные технологические расчеты по наклонно-направленному бурению, даны задания для самостоятельного решения. Приведены критерии оценки работы обучающихся.СОДЕРЖАНИЕ
ПАРАМЕТРЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ НАКЛОННО-НАПРАВЛЕННЫХ СКВАЖИН И ВПИСЫВАЕМОСТЬ КНБКЦель работы: определение параметров проектирования наклонно направленных скважин.Задачи:
Таблица 2Результаты расчета профиля скважины
2. Расчет нагрузок на забое наклонно-направленной скважиныСогласно методике, предложенной в [1] произвести расчет нагрузок на забое наклонно-направленной скважины для рассчитанного профиля. Для этого необходимо разбить профиль на интервалы. В предложенном варианте рассматривается 5 интервальный профиль наклонно-направленной скважины с горизонтальным участком ствола, который состоит из следующих интервалов: вертикальный, набора зенитного угла, стабилизации, добора зенитного угла, стабилизации (горизонтальный участок).Предполагается, что нагрузка на забой создается за счет веса инструмента. Вес инструмента в рамках лабораторной работы рассчитывается как произведение средневзвешенного веса погонного метра колонны бурильных труб на длину интервала. Кроме того, на искривленных и наклонно-направленных интервалах часть веса колонны снижается за счет ее разгрузки на стенки скважины.Для расчетов используется следующая методика.Нагрузка на забое в конце вертикального участка ствола: (1)где G – осевая нагрузка, кг;Q – вес колонны бурильных труб на интервале, кг;
ρбр – плотность бурового раствора, кг/м3;ρбт – плотность материала бурильных труб, кг/м3. (2)где q - средневзвешенный вес погонного метра колонны бурильных труб на интервале, кг/м;l – длина интервала, м. (3)qi – вес погонного метра элемента колонны бурильных труб, кг/м; li – длина элемента колонны бурильных труб; l – общая длина .Нагрузка на интервале набора угла:Рисунок 1 – Нагрузки, действующие на колонну на интервале набора угла (4)где Pн – нагрузка от колонны бурильных труб на вышележащем интервале, кН;μ – коэффициент трения;R – радиус кривизны интервала;θ2 – зенитный угол в конце интервала;θ1 – зенитный угол в начале интервала;γ – угол трения. (5)Нагрузка на интервале снижения угла:Рисунок 2 – Нагрузки, действующие на колонну на интервале снижения угла (6)Нагрузка на тангенциальном участке ствола: (7)где l – длина интервала;θ – зенитный угол на интервале.Необходимо рассчитать нагрузку на забое в конце каждого из интервалов рассчитанного профиля и результаты внести в таблицу 3.Таблица 3Результаты расчета нагрузок на забое скважины
3. Расчет нагрузок на крюке при спускоподъемных операцияхУсилие для подъема колонны бурильных труб на вертикальном участке ствола: (8)где Q – вес колонны бурильных труб на интервале, кг;ρбр – плотность бурового раствора, кг/м3;ρбт – плотность материала бурильных труб, кг/м3.Усилие для подъема колонны бурильных труб на участке набора зенитного угла: (9)где Pк – усилие для подъема колонны бурильных труб на вышележащем интервале, кН;ϕ – угол охвата.Усилие для подъема колонны бурильных труб на участке снижения зенитного угла: (10)Усилие для подъема колонны бурильных труб на участке стабилизации зенитного угла: (11)Необходимо рассчитать усилие для подъема колонны бурильных труб на каждом из интервалов рассчитанного профиля и результаты внести в таблицу 3.Таблица 3Усилие подъема колонны бурильных труб
4. Расчет сил сопротивления при осевом перемещении колонныСилы сопротивления при движении колонны вверх: (12)Силы сопротивления при движении колонны вниз: (13)B – прирост нагрузки от веса колонны на интервале, кН;
| ПАРАМЕТРЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ НАКЛОННО-НАПРАВЛЕННЫХ СКВАЖИН И ВПИСЫВАЕМОСТЬ КНБК…….. | 4 | ||
| 1. | Расчет профиля скважины с горизонтальным участком ствола.. | 4 | |
| 2. | Расчет нагрузок на забое наклонно-направленной скважины .... | 6 | |
| 3. | Расчет нагрузок на крюке при спускоподъемных операциях…. | 10 | |
| 4. | Расчет сил сопротивления при осевом перемещении колонны…………………………………………………………… | 11 | |
| 5. | Оценка вписываемости КНБК в профиль скважины………....... | 12 | |
| 6. | Указания к выполнению контрольной работы…………………. | 14 | |
| Литература………………………………………………………………. Приложение 1…………………………………………………………… | 15 16 | ||
ПАРАМЕТРЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ НАКЛОННО-НАПРАВЛЕННЫХ СКВАЖИН И ВПИСЫВАЕМОСТЬ КНБКЦель работы: определение параметров проектирования наклонно направленных скважин.Задачи:
-
Расчет профиля скважины с горизонтальным участком ствола. -
Расчет нагрузок на забое скважины. -
Расчет нагрузки на крюке при спускоподъемных операциях. -
Оценка взаимодействия бурильной колонны со стенками скважины. -
Оценка вписываемости КНБК в профиль скважины.
| Исходные данные: H – глубина скважины по вертикали, А – отход скважины, h1 – глубина вертикального участка скважины, LГ – длина интервала бурения по пласту, i1 – интенсивность искривления на участке набора зенитного угла, i2 – интенсивность искривления на участке добора зенитного угла, α2 – зенитный угол при входе в продуктивный пласт. |
| Интервалы: вертикальный, набора зенитного угла, стабилизации, падения зенитного угла, вертикального входа в пласт. | |
| Радиус кривизны на первом участке набора зенитного угла | где i – интенсивность искривления, град/м. |
| Зенитный угол в конце участка набора угла | AТВП – величина отхода в точке входа в пласт |
| Глубина участка набора угла | |
| Длина по стволу участка набора угла | |
| Отход на участке набора угла | |
| Глубина участка стабилизации | |
| Длина по стволу участка стабилизации | |
| Отход на участке стабилизации | |
| Глубина участка набора угла при входе в пласт | |
| Длина по стволу участка набора угла при входе в пласт | |
| Отход на участке набора угла при входе в пласт | |
Таблица 2Результаты расчета профиля скважины
| Тип профиля | Трехинтервальный (вертикальный участок, участок набора угла, участок стабилизации) | ||||||||||
| Исходные данные для расчета | Радиус кривизны – 573 м , глубина скважины по вертикали – 3200 м и т.д. | ||||||||||
| № интервала | Длина по вертикали | Отход | Зенитный угол | Длина по стволу | |||||||
| от | до | всего | от | до | всего | в начале | в конце | от | до | всего | |
| … | … | … | … | … | … | … | … | … | … | … | … |
ρбр – плотность бурового раствора, кг/м3;ρбт – плотность материала бурильных труб, кг/м3. (2)где q - средневзвешенный вес погонного метра колонны бурильных труб на интервале, кг/м;l – длина интервала, м. (3)qi – вес погонного метра элемента колонны бурильных труб, кг/м; li – длина элемента колонны бурильных труб; l – общая длина .Нагрузка на интервале набора угла:Рисунок 1 – Нагрузки, действующие на колонну на интервале набора угла (4)где Pн – нагрузка от колонны бурильных труб на вышележащем интервале, кН;μ – коэффициент трения;R – радиус кривизны интервала;θ2 – зенитный угол в конце интервала;θ1 – зенитный угол в начале интервала;γ – угол трения. (5)Нагрузка на интервале снижения угла:Рисунок 2 – Нагрузки, действующие на колонну на интервале снижения угла (6)Нагрузка на тангенциальном участке ствола: (7)где l – длина интервала;θ – зенитный угол на интервале.Необходимо рассчитать нагрузку на забое в конце каждого из интервалов рассчитанного профиля и результаты внести в таблицу 3.Таблица 3Результаты расчета нагрузок на забое скважины
| Интервал | Границы интервала по вертикали | Границы интервала по стволу | Величина нагрузки |
| Вертикальный | | | |
| Набор угла | | | |
| Стабилизация | | | |
| Добор угла | | | |
| Горизонтальный участок (стабилизация) | | | |
3. Расчет нагрузок на крюке при спускоподъемных операцияхУсилие для подъема колонны бурильных труб на вертикальном участке ствола: (8)где Q – вес колонны бурильных труб на интервале, кг;ρбр – плотность бурового раствора, кг/м3;ρбт – плотность материала бурильных труб, кг/м3.Усилие для подъема колонны бурильных труб на участке набора зенитного угла: (9)где Pк – усилие для подъема колонны бурильных труб на вышележащем интервале, кН;ϕ – угол охвата.Усилие для подъема колонны бурильных труб на участке снижения зенитного угла: (10)Усилие для подъема колонны бурильных труб на участке стабилизации зенитного угла: (11)Необходимо рассчитать усилие для подъема колонны бурильных труб на каждом из интервалов рассчитанного профиля и результаты внести в таблицу 3.Таблица 3Усилие подъема колонны бурильных труб
| Интервал | Границы интервала по вертикали | Границы интервала по стволу | Величина усилия |
| Вертикальный | | | |
| Набор угла | | | |
| Стабилизация | | | |
| Добор угла | | | |
| Горизонтальный участок (стабилизация) | | | |