Файл: Курсовая работа по дисциплине Основы проектирования строительства скважин.docx
Добавлен: 02.02.2024
Просмотров: 41
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
ФИЛИАЛ РГУ НЕФТИ И ГАЗА (НИУ) ИМЕНИ И.М. ГУБКИНА
В Г.ОРЕНБУРГЕ
Отделение: Разработки, эксплуатации нефтяных и газовых месторождений
| Оценка: | | Рейтинг: | | ||
| Подпись руководителя: | |||||
| | | Яровой А.С. | |||
| (подпись) | | (фамилия, имя, отчество) | |||
| | | | |||
| | |||||
| (дата) | |||||
| | | | |||
КУРСОВАЯ РАБОТА
| по дисциплине | Основы проектирования строительства скважин |
| на тему | Проектирование конструкции скважины и расчет обсадных колонн на прочность (вариант № 2) |
| «К ЗАЩИТЕ» | | ВЫПОЛНИЛ: | |
| | | Студент группы | ОРБ-20-33 |
| | | | (номер группы) |
| Старший преподаватель Яровой А.С. | | Селихметьев А.С. | |
| (должность, ученая степень; фамилия, и.о.) | | (фамилия, имя, отчество) | |
| | | | |
| (подпись) | | (подпись) | |
| | | | |
| (дата) | | (дата) | |
| | Оренбург, 2022 | |
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
ФИЛИАЛ РГУ НЕФТИ И ГАЗА (НИУ) ИМЕНИ И.М. ГУБКИНА
В Г.ОРЕНБУРГЕ
Отделение: Разработки, эксплуатации нефтяных и газовых месторождений
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
| по дисциплине | Основы проектирования строительства скважин |
| | |
| на тему | Проектирование конструкции скважины и расчет обсадных колонн на прочность (вариант № 2) |
| ДАНО студенту | Селихметьеву А.С. | группы | ОРБ-20-33 |
| | (фамилия, имя, отчество) | | (номер группы) |
Содержание проекта:
| | 1.Выбор конструкции скважины |
| | 2.Расчет обсадных колонн |
Исходные данные для выполнения работы:
| | 1.Вариант задания для выбора конструкции скважины |
Рекомендуемая литература:
| | 1.Калинин А.Г. Практическое руководство по технологии бурения скважин на жидкие и газообразные полезные ископаемые,2001. 2.Вадецкий Ю В.Бурение нефтяных и газовых скважин. |
| Руководитель: | | | Старший преподаватель | | | | Яровой А.С. | |||||||||
| | (уч.степень | ) | (должность) | | (подпись) | | (фамилия, имя, отчество) | |||||||||
| | | | | | | | | |||||||||
| Задание принял к исполнению: | студент | | | | Селихметьев А.С. | |||||||||||
| | | (подпись) | | (фамилия, имя, отчество) | ||||||||||||
СОДЕРЖАНИЕ
В процессе бурения ствол скважины вскрывает горные породы, различные по составу, физико-химическим свойствам, пластовому давлению. Горные породы могут быть устойчивыми, а могут осыпаться и выпучиваться в ствол вследствие их ползучести. Ствол скважины может вскрыть пласты с низким давлением, поглощающие буровой раствор, и пласты высоконапорные, продуктивные и непродуктивные.
Для того чтобы обеспечить бурение без осложнений, ствол скважины закрепляют стальными трубами, которые называют обсадными, а в кольцевое пространство между стенками ствола и трубами закачивают цементный раствор, образующий при затвердении цементный камень.
Спущенные в скважину обсадные колонны различных диаметров и длины образуют конструкцию скважины.
Для правильного выбора конструкции скважины, необходимо установить исходные данные, обязательные для всех скважин при любых геолого-технических условиях бурения. К таким исходным данным относятся: целевое назначение и глубина; конечный диаметр; способ бурения и параметры бурового оборудования; прочность и литологический состав пород; качественная и количественная характеристики возможных осложнений; интервал продуктивных горизонтов; способы заканчивания и её эксплуатации; состав и давление пластовых жидкостей; давления гидроразрыва пород и др.
Обоснованная конструкция скважины должна обеспечивать выполнение всех геолого-технических задач, быть рациональной и экономичной, как в отношении расхода труб, так и экономии средств на бурение скважины; обеспечивать надлежащую прочность и надёжную изоляцию спущенных в скважину обсадных колонн.
1 Вариант задания для выбора конструкции скважины
Таблица 1.1 - Вариант задания № 2 для выбора конструкции скважины
| Глубина залегания пласта, м | Глубина замера, м | Давление, Р МПа | Характер насыщения | Дебит, (т/сут); (м3/сут) | Плотность флюида, (кг/м3) | |||||
| кровля | подошва | пластовое | гидроразрыва | |||||||
| Интервал залегания неустойчивых горных пород 0-300 м | ||||||||||
| 0 | 150 | 140 | 1,6 | 2,0 | вода | - | - | |||
| 150 | 175 | 160 | 1,8 | 2,7 | -"- | - | - | |||
| 175 | 400 | 350 | 4,0 | 6,3 | -"- | - | - | |||
| 400 | 720 | 650 | 7,0 | 9,5 | -"- | - | - | |||
| 720 | 1300 | 1200 | 15,0 | 19,0 | газ | - | - | |||
| 1300 | 1570 | 1500 | 16,0 | 20,5 | вода | - | - | |||
| 1570 | 1830 | 1800 | 19,4 | 22,0 | вода | - | - | |||
| 1830 | 2100 | 2000 | 21,1 | 33,0 | нефть | 300 | 850 | |||
2 Расчёты Рпл, Ргр, Руст
Жидкости и газы находятся в пласте под определённым давлением, которое называется пластовым. Для характеристики геологических условий бурения широко используют относительные давления (индексы давления) или ещё называют коэффициентом аномальности. Коэффициент аномальности относительно пластового давления определяется отношением пластового давления на глубине Н к давлению столба пресной воды по формуле:
(1)Гидростатическое давление бурового раствора на забой (Рб.р) это давление столба бурового раствора на забой на глубине Н, находится по формуле:
(2)Давление гидроразрыва горной породы (Ргр) это давление столба жидкости в скважине на глубине Н, при которой происходит разрыв связной породы и образование в ней трещин.
Давление поглощения (Рпогл) это давление в скважине, при котором начинается утечка бурового раствора по искусственным трещинам, образующимся в результате гидроразрыва связной породы, либо по естественным каналам в трещиноватых и закарстованных породах. При отсутствии данных находят по формуле:
(3)Под эквивалентом градиента понимают плотность жидкости, столб которой на конкретной глубине создает давление, равное пластовому или давлению гидроразрыва.
Оптимальное число обсадных колонн и глубины установки их башмаков при обосновании конструкции скважины определяем графически, по числу зон с несовместимыми условиями бурения, которые строятся сопоставлением градиентов пластовых (поровых) давлений (grad Рпл, МПа/м), давлений гидроразрыва (поглощения) пластов (grad Ргр, МПа/м), прочности и устойчивости пород (grad Руст, МПа/м) с глубиной. Информация по градиентам давлений сведена в таблицу 2.1.
Таблица 2.1 - Информация по градиентам давлений
| Глубина залегания пласта, м | Глубина замера, м | grad Pпл, МПа/м | grad Pгр, МПа/м | grad Pуст, МПа/м | |
| кровля | подошва | ||||
| 0 | 150 | 140 | 1,6:140=0,0114 | 2,0:140=0,0143 | 0,011 |
| 150 | 175 | 160 | 1,8:160=0,0112 | 2,7:160=0,0168 | 0,011 |
| 175 | 400 | 350 | 4,0:350=0,0114 | 6,3:350=0,018 | 0,011 |
| 400 | 720 | 650 | 7,0:650=0,0107 | 9,5:650=0,0146 | 0,0105 |
| 720 | 1300 | 1200 | 15,0:1200=0,0125 | 19,0:1200=0,0158 | 0,0105 |
| 1300 | 1570 | 1500 | 16,0:1500=0,0107 | 20,5:1500=0,0137 | 0,0105 |
| 1570 | 1830 | 1800 | 19,4:1800=0,0108 | 22,0:1800=0,0122 | 0,0105 |
| 1830 | 2100 | 2000 | 21,1:2000=0,0105 | 33,0:2000=0,0165 | 0,0105 |
3 Совмещённый график градиентов давлений с указанием количества обсадных колонн и глубины их спуска
В разрезе скважины выделяем интервалы с аномальной характеристикой пластовых давлений и давлений гидроразрыва. Аномальными считаются наиболее высокие пластовые давления и наиболее низкие давления гидроразрыва.
По данным таблицы строится совмещённый график изменения градиентов давлений, который приведён на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1 - Совмещённый график изменения градиентов давлений
Направление спускается на глубину 20 м с целью перекрытия неустойчивых верхних отложений пород.
Кондуктор спускается на глубину 720 м для перекрытия интервала неустойчивых горных пород, содержащих водоносные пропластки. Башмак кондуктора устанавливается в устойчивых породах.
Промежуточная колонна спускается на глубину 1300 м с целью перекрытия интервала с аномально высоким пластовым давлением, содержащего пропласток газа.
Эксплуатационная колонна спускается на глубину 2100 м с целью перекрытия продуктивного нефтяного горизонта.
С учетом геологических условий и тем, что продуктивный пласт насыщен однородным флюидом (нефтью), выбираем следующий способ вхождения в продуктивную залежь: вышележащие интервалы, с учётом зоны АВПД перекрываются обсадными колоннами, спускают до забоя эксплуатационную колонну и цементируют, затем её перфорируют.
При обосновании конструкции скважины были учтены следующие горно-геологические особенности:
- эксплуатационный объект – залегает в интервале от 1830 до 2100 м;
- ожидаемый пласт с газом ранее перекрыт промежуточной колонной.
4 Выбор высоты подъёма тампонажного раствора за обсадными колоннами
Выбор высоты подъёма тампонажного раствора за обсадными колоннами производим в соответствии требований «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности» от 15 декабря 2020 № 534 [1].
Согласно п.409[1] направления и кондуктора цементируются до устья. В нижележащей части стратиграфического разреза цементированию подлежат:
- продуктивные горизонты, кроме запроектированных к эксплуатации от-крытым забоем;