Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Ответы к экзамену по курсу техника и технология бурения - файл Ответы к экзымену по курсу ТТБ(техника и технология бурения).docx


Загрузка...
Ответы к экзамену по курсу техника и технология бурения
скачать (474.2 kb.)

Доступные файлы (2):

Вопросы по курсу Т Т Б.doc32kb.11.01.2011 11:21скачать
Ответы к экзымену по курсу ТТБ(техника и технология бурения).docx489kb.09.01.2011 13:22скачать

Ответы к экзымену по курсу ТТБ(техника и технология бурения).docx

  1   2   3
Реклама MarketGid:
Загрузка...

  1. ЗАЛЕЖЕЙ НЕФТИ И ГАЗА

Вместилещем нефти и газа в земной коре являются пустоты (поры) и трещины в осадочных горных породах.

Нефть – это смесь природных углеводородов, изменчивая по составу и плотности, но обычно более легкая, чем вода. Углеводороды могут встречаться в природе и в твердом виде, в виде битумов Гораздо распространеннее углеводородные газы, состоящие в основном из наиболее легкого компонента – метана СН4.

1)Наиболее ранняя - гипотеза предполагает образование нефти из органического материала (растительного и животного) через фазу каменного угля с последующей его перегонкой под действием по¬вышенных температур и давлений.

2) гипотеза образования нефти в недрах Земли из минеральных ве¬ществ

сущность которой в том, что во время деформации земной коры по возникающим разломам поверх¬ностная вода проникала в глубь Земли, встречала на своем пути карбиды металлов, в результате взаимодействия с которыми получались УВ:

2FeC + 3H2O = Fe2O3 + C2H6t.

Образовавшиеся УВ по разломам и трещинам поднимались в верхние слои земной коры и накапливались в коллекторах, образуя месторождения нефти и газа.

3)Серьезным подтверждением карбидной гипотезы служат данные о приуроченности многих нефтегазовых месторождений к известным разло¬мам земной коры и опыты французского химика Клоэца, который воздей-ствием соляной и серной кислот на чугун, содержащий до 4 % углерода, получил ненасыщенные УВ. Однако более веские доводы в пользу гипотезы Д.И. Менделеева отсутствуют.

Классификация горных пород по происхождению:

А. Магматические (изверженные) - кристаллические породы, образо-вавшиеся в результате застывания расплавленного вещества (магмы).

Б. Осадочные - породы, составленные из мельчайших кусочков раз-личных минералов, часто сцементированных между собой, содержащие остатки животных и растительных организмов. По способу накопления в земной коре различают механические осадки, породы химического и сме¬шанного происхождения.

В. Метаморфические горные породы - это вторично переплавленные осадочные и изверженные породы в результате погружения их в расплав¬ленную часть Земли (кварциты, мраморы, сланцы, гнейсы).
^ 2 Понятие о скважине и ее элементах

Нефтяная или газовая скважина - это приблизительно цилиндрическое сооружение в глубь Земли, включающее преимущественно вертикальную или наклонную горную выработку в непродуктивной зоне пород и соединенную с ней выработку любой направленности в продуктивной зоне горных пород, крепь в виде обсадных труб и цементных оболочек и фильтр, обеспечивающий надежную гидродинамическую связь скважины с продуктивным пластом. Основными элементами скважины

являются: устье, забой, ствол, обсадная колонна, фильтр, цементное кольцо.

Устье - это начало скважины, образованное короткой вертикальной зацементированной трубой - направлением.

Забой - это дно ствола скважины.

Ствол - это горная выработка, внутри которой располагаются обсад¬ные колонны и производится углубление скважины.

Обсадная колонна - это свинченные друг с другом и опущенные в ствол обсадные трубы с целью изоляции слагающих ствол горных по¬род. Различают первую обсадную колонну - кондуктор, последнюю об¬садную колонну - эксплуатационную колонну, в том числе хвостовик, про¬межуточные обсадные колонны, в том числе летучки (лайнеры).

Фильтр - участок скважины, непосредственно соприкасающийся с продуктивным нефтяным или газовым горизонтом. Фильтром может слу¬жить необсаженный колонной участок ствола, специальное устройство с отверстиями, заполненное гравием и песком, часть эксплуатационной ко¬лонны или хвостовика с отверстиями или щелями.

Цементное кольцо - затвердевший цементный раствор, закачанный в кольцевое пространство между стволом и обсадной колонной с целью его герметизации.

Система обсадных колонн и цементных колец за ними составляют крепь скважины.
Скважины на нефть и газ могут быть систематизированы следующим образом:

1)структурно-поисковые, назначение которых - установление (уточне¬ние) тектоники, стратиграфии, литологии, оценка продуктивности горизон¬тов (без дополнительного строительства скважин);

2)разведочные, служащие для выявления продуктивных объектов, а так¬же для оконтуривания уже разрабатываемых нефтяных и газоносных пла¬стов;

3)добывающие (эксплуатационные), предназначенные для добычи нефти и газа из земных недр; к этой категории относят также нагнетательные, оценочные, наблюдательные и пьезометрические скважины;

4)нагнетательные, предназначенные для закачки в пласты воды, газа или пара с целью поддержания пластового давления или обработки приза-бойной зоны; эти меры направлены на удлинение периода фонтанного спо¬соба добычи нефти или повышения эффективности добычи;

5)опережающие добывающие, служащие для добычи нефти и газа с од-новременным уточнением строения продуктивного пласта;

6)оценочные, назначение которых - определение начальной водонефте-насыщенности и остаточной нефтенасыщенности пласта (и для проведения иных исследований);

7контрольные и наблюдательные, предназначенные для наблюдения за объектом разработки, исследования характера продвижения пластовых флюидов и изменения газонефтенасыщенности пласта;

8)опорные скважины бурят для изучения геологического строения круп¬ных регионов, установления общих закономерностей залегания горных по¬род и выявления возможностей образования в этих породах месторожде¬ний нефти и газа.
^ 3 Классификация способов бурения скважин

По принципам разрушения горной породы бурение скважин может осуществляться следующими способами, принципиально отличающимися по своей физической природе.

1. Механическое бурение, или бурение скважин породоразрушающими инструментами, при котором горная порода разрушается в результате механического воздействия породоразрушающего инструмента на породу забоя.

Достоинства механического бурения: 1) возможность отбора натуральных образцов пород для составления геологического разреза и их всестороннего изучения; 2) благоприятные условия для вскрытия и исследования водоносных и нефтегазоносных горизонтов; 3) возможность бурения скважин в заданном направлении.

Недостатки механического бурения: 1) износ рабочих элементов породоразрушающих инструментов, приводящий к необходимости его замены;2) низкий коэффициент использования энергии, уменьшающийся с увеличением глубины скважины.

2. Гидродинамическое бурение, при котором разрушение горной породы осуществляется высоконапорной струей жидкости путем разрушения или растворения породы забоя. Известны две разновидности гидродинамического бурения:

а) струя полностью разрушает забой и формирует ствол скважины. При этом для разрушения пород давление струи должно составлять от 20 до 200 МПа в зависимости от крепости породы. Способность струи разрушать породу возрастает при эрозионном и гидромоторном бурении, когда в водяную струю вводят абразивный материал (стальную дробь, кварцевый песок) в концентрации от 5 до 15 % по объему;

б) водяная струя частично разрушает и размягчает породу забоя, ствол скважины формируется долотом, имеющим гидромониторные насадки, увеличивающие скорость вылета струи. Эта разновидность получила практическое применение при бескерновом бурении гидромоторными долотами в мягких и рыхлых породах.



3. Термическое, огневое или огнеструйное бурение, при котором разрушение горной породы происходит путем высокотемпературного теплового воздействия на породу. Высокая температура (около 2300 °С) создается при сгорании струи керосина в струе кислорода, вылетающих из сопел огнеструйной горелки, опускаемой в скважину на трубах. Горелка охлаждается водой.

Свободному расширению нагретых участков породы забоя препятствует противодействие ненагретых ее участков. Поэтому в породе возникают термические напряжения, вызывающие отслаивание от массива чешуек породы, которые выносятся отработанными газами и паром из зоны действия горелки вверх. Отсос из скважины газов и пара осуществляется вентилятором. Огневое бурение применяют для бурения взрывных скважин.

4. Термомеханическое бурение предусматривает ослабление прочности пород местного нагрева с последующим разрушением их обычным инструментом вращательного бурения.

5. Электротермическое бурение применяется в условиях Антарктиды для расплавления льда электронагревателями. Электротермобур приспособлен для бурения скважины во льду глубиной до 1000 м и диаметром до 300 мм с получением выхода керна льда до 100 %. Мощность нагревателя до 8 кВт. Снаряд имеет насос для откачки воды, образующейся при расплавлении льда.

6. Взрывное бурение. При взрывном бурении разрушение горной породы забоя осуществляется под действием направленного взрыва. При импульсном взрывном бурении ампулы из пластмассы, заполненные компонентами взрывчатого вещества, через равные промежутки времени подаются к забою по трубам в потоке нагнетаемой промывочной жидкости.При ударе о забой срабатывает взрыватель и ампула взрывается. Разрушенная в результате взрыва порода выносится струей промывочной жидкости с забоя на поверхность.

7. Электрофизические способы бурения объединяют группу методов, в основе которых лежит применение электрического тока для прямого разрушения горных пород. К ним относятся:

а) электрогидравлический эффект - явление, заключающееся в создании импульсного высоковольтного разряда (искры) в воде; электрическая искра имеет определенный объем; она возникает мгновенно и с большой силой раздвигает жидкость, вызывая гидравличе-

ский удар, который разрушает породу;

б) электроимпульсный метод. При этом методе скважина заполняется жидкостью (например, трансформаторным маслом), электрическое сопротивление которой превышает электрическое сопротивление породы. К забою плотно прижимают два электрода и подают ток высокого напряжения. Ток проходит через породу. Электрический пробой сопровождается эффективным разрушением породы.


^ 4 СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД

Горная порода представляет собой соединение минералов постоян

ного состава, связанных силами молекулярного взаимодействия, которые возникают либо в местах непосредственного контакта мине

ралов друг с другом, либо в местах контакта их с минеральными частицами посторонних цементирующих веществ.

Упругость. Большинство породообразующих минералов являются телами упруго-хрупкими, т. е. они подчиняются закону Гука и разрушаются, когда напряжения достигают предела упругости.

Горные же породы по характеру зависимости деформации от на

пряжений при статическом нагружении можно подразделить на три группы (рис. 7): 1) упруго-хрупкие, подчиняющиеся закону Гука; 2) пластично-хрупкие, разрушению которых предшествует зона пла

стической деформации; 3) высокопластичные и сильнопористые, упругая деформация которых незначительна.

Прочность. Величина напряжений, при которых разру

шается порода, характеризует ее прочность. Наибольшее сопроти

вление породы оказывают сжатию; прочность на растяжение обычно не превышает 10% прочности на сжатие (табл. 2). Это объясняется хрупкостью пород, большим количеством локальных дефектов и неоднородностей в них, слабыми силами сцепления частиц.

Прочность породы существенно зависит от ее минерального со

става. Наиболее прочным породообразующим минералом является кварц; его прочность превышает 500 МПа, тогда как прочность же- лезистомагнезиальных силикатов и алюмосиликатов составляет 200— 500 МПа, кальцита — 10—20 МПа. Поэтому прочность породы обычно возрастает с увеличением содержания кварца. На рис. 5 видно, что наибольшей прочностью обладают породы, плотность которых при

мерно равна плотности кварца (около 2700 кг/м3). Прочность моно

минеральной породы обычно выше прочности полиминеральной, так как в последней почти всегда присутствуют слабые минералы.

Пластичность зависит от минерального состава горных пород и уменьшается с увеличением содержания кварца, полевого шпата и других жестких минералов. Высокими пластическими свойствами обладают влажные глины и некоторые хемогенные породы.

Пластичность скальных пород (граниты, кристаллические сланцы, песчаники) проявляется в основном при высоких температурах.

Пластичность. Как было уже сказано ранее, разруше

нию некоторых горных пород предшествует пластическая деформа

ция. Она начинается, как только напряжения в породе превысят предел упругости. В случае идеально пластичного тела такая дефор

мация развивается при неизменном напряжении. Реальные горные породы деформируются с упрочнением: для роста пластической де

формации необходимо увеличивать напряжение, причем скорость роста деформации больше скорости увеличения напряжения.

^ АБРАЗИВНОСТЬ_ ГОРНЫХ ПОРОД

Под абразивностью горных пород понимают их способность изна

шивать в процессе трения металлы и твердые сплавы. Абразивная способность пород проявляется при взаимодействии с ними породо- разрушающего инструмента и других элементов бурового оборудо

вания. Чем больше абразивность породы, тем выше темп износа инструмента, тем, следовательно, быстрее он будет выходить из строя. Частая смена породоразрушающего инструмента в глубокой сква

жине существенно увеличивает продолжительность и стоимость строительства ее. Знание абразивных свойств горных пород позво

ляет более правильно выбирать модель породоразрушающего ин

струмента и тем самым повышать эффективность процесса бурения. В основе большинства методов лежит измерение объема или массы металла, изношенного в процессе трения о горную породу при не

которых постоянных для данного метода условиях.
^ 5 НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ

Долото предназначено для разрушения горной породы при буре

нии скважины цилиндрической формы. Существует большое коли

чество долот различных типов, выбор которых определяется меха

ническими и абразивными свойствами разбуриваемых пород.

По характеру разрушения породы все буровые долота класси

фицируются следующим образом.

  1. Долота режуще-скалывающего типа, разрушающие породу лопастями, наклоненными в сторону вращения долота. Предназна

  2. чены они для разбуривания мягких пород.

  3. Долота дробяще-скалывающего типа, разрушающие породу клиновидными зубьями или штырями с клиновидной или сфериче

  4. ской породоразрушающей поверхностью расположенными на ко

  5. нических или цилиндрических шарошках, которые вращаются вокруг своей оси и вокруг оси долота. Предназначены они для раз

  6. буривания неабразивных и абразивных средней твердости, твердых, крепких и очень крепких пород.

  7. Долота режуще-истирающего типа, разрушающие породу алмазными зернами или твердосплавными штырями, располага

  8. ющимися в торцовой части долота или в кромках вертикально рас

  9. положенных по отношению к забою скважины лопастей долота, и твердосплавными штырями, размещенными на сферической ша

  10. рошке одношарошечного долота. Долота с алмазными зернами и твердосплавными штырями в торцовой части применяются для бурения неабразивных пород средней твердости и твердых; долота с вертикальным расположением лопастей — для разбуривания пере

  11. межающихся по твердости абразивных и неабразивных пород;

одношарошечные долота — для разбуривания неабразивных пород средней твердости, залегающих на больших глубинах.

По назначению все буровые долота классифицируются по трем группам:

  • для сплошного бурения, разрушающие породу в одной пло

  • скости или ступенчато;

  • для колонкового бурения, разрушающие породу по перифе

  • рии забоя;

  • специального назначения.

По назначению буровые долота разделяют на долота для проходки ствола скважины сплошным забоем и долота для проходки ствола скважи¬ны кольцевым забоем (так называемые колонковые долота или бурильные головки).

Колонковые долота выполняют дополнительную функцию - обеспечивают отбор глубинных образцов разбуриваемых пород (кернов)

Основной объем бурения современных глубоких скважин осуществ¬ляют шарошечными долотами, так как они наиболее универсальны и могут использоваться в разнообразных геологических условиях.

Для проходки стволов скважин в породах с различными физико-механическими свойствами промышленность выпускает шарошечные доло¬та различных типов, основные из которых:

«М» для разрушения мягких, несцементированных пород (глины, мяг¬кие известняки, пески);

«МС» для разрушения мягких и средних по твердости неабразивных пород (мел, каменная соль, глинистые сланцы);

«С» для разрушения пластичных и хрупкопластичных неабразивных пород средней твердости (плотные глины, глинистые сланцы, известняки);

«СТ» для разрушения хрупкопластичных пород средней твердости с пропластками твердых пород (песчаники, ангидриды, гипс);

«Т» для разрушения твердых пород (доломиты, твердые известняки);

«ТК» для разрушения твердых пород с крепкими пропластками (мел¬кокристаллические известняки и доломиты);

«К» для разрушения крепких пород (мелкокристаллические известня¬ки, доломиты, кварциты).

Кроме указанных основных типов долот выпускаются шаро¬шечные долота промежуточных типов: М3, МС3, С3, Т3, ТК3, ОК.

Долота типа ОК используют для разрушения очень крепких по¬род (граниты, кварциты, диабазы).

Шарошки типов М3, МС3, С3, Т3 и ТК3 предназначены для разруше¬ния абразивных пород, поэтому оснащены запрессованными в них твердо¬сплавными клиновидными зубьями. Число венцов и зубьев увеличивается от типа М3 к типу ТК3.



В процессе бурения разведочных скважин для уточнения геологиче¬ского разреза, изучения физических свойств горных пород и насыщающих их флюидов, зачастую в процессе проходки ствола скважины отбирают пробы горных пород (керны). Для этого породу на забое разрушают колон¬ковым долотом, которое углубляет забой в виде кольцевой выработки, а остающийся цилиндрический целик породы поступает через центральное отверстие долота в специальную керноприемную трубу, оснащенную в нижней части кернорвателем.

По материалу вооружения шарошечные долота делятся на два класса:

1 класс – долота с фрезерованным стальным вооружением для бурения малоабразивных пород (М, МС, С, СТ, Т, ТК );

2 класс – долота со вставным твердосплавным вооружением для бурения абразивных пород ( МЗ, МСЗ, СЗ, ТЗ, ТКЗ, К, ОК)

В настоящее время долота типа СТ и ТК не выпускаются.

По расположению и конструкции промывочных или продувочных каналов шарошечные долота делятся на :- с центральной промывкой (Ц);- с боковой гидромониторной промывкой (Г);- с центральной продувкой(П);- с боковой продувкой (ПГ).
^ 6 БУРИЛЬНАЯ КОЛОННА

Основное назначение бурильной колонны обеспечить гидравлическую и механическую связь работающего на забое долота и ствола сква¬жины с поверхностным механическим и гидравлическим оборудованием. Одновременно бурильная колонна служит инструментом для доставки на глубину буровых и колонковых долот, различных исследовательских приборов и устройств, снарядов и аварийно-ликвидационных приспособ¬лений.

Две главные функции выполняет бурильная колонна в процессе про¬ходки ствола:

вращает долото и одновременно передает на него осевую нагрузку;

создает замкнутую циркуляцию агента через забой скважины, обеспе¬чивая очистку ствола от выбуренной породы и привод погружных гидрав¬лических двигателей.

Бурильная колонна включает следующие основные элементы сверху вниз: рабочую (ведущую) трубу

бурильные трубы, утяжеленные бурильные трубы (УБТ)

Рабочая труба, обычно квадратного сечения, служит для передачи вра¬щения от ротора к бурильной колонне. Она фиксируется в отверстии ро¬тора квадратными клиньями, вкладышами, в связи с чем вращается совме¬стно со столом ротора и одновременно может перемещаться в осевом на¬правлении по мере углубления забоя скважины.

Соединяется рабочая труба при помощи нижнего переводника с верх¬ней трубой бурильной колонны, а при помощи верхнего переводника - с вращающимся стволом вертлюга - устройством, связывающим нагнета¬тельную линию бурового насоса, подающего промывочный агент, с вра-щающейся бурильной колонной.

Бурильные трубы многократно соединяются в бурильную колонну по мере проводки ствола скважины, так как необходимо периодически заме¬нять износившееся долото на новое и выполнять другие работы в скважи¬не, требующие спускоподъемных операций с бурильной колонной. Круп¬ная замковая резьба со значительной конусностью позволяет быстро за несколько оборотов свинчивать и развинчивать трубы, при этом герметич¬ность обеспечивается напряженным контактом торцевых поверхностей замков.

Для проводки стволов нефтегазовых скважин чаще всего используют бурильные трубы диаметром 114, 121, 146 и 168 мм. Их соединяют по две-три штуки в свечи, которые устанавливают вертикально внутри вышки на специальный подсвечник и тем самым значительно ускоряют и облегчают спускоподъемные операции.

При больших глубинах скважин нагрузки на вышку и талевую систему

буровой установки во время спускоподъемных операций могут достигать недопустимых значений за счет силы тяжести бурильной колонны. В связи с этим вместо стальных труб в ряде случает используют бурильные трубы из прочных алюминиевых сплавов, которые позволяют, при прочих равных условиях, снизить эти нагрузки по меньшей мере в 2 раза

Важным элементом бурильной колонны являются утяжеленные бу¬рильные трубы, одна из главных функций которых - создавать осевую нагрузку на долото, не допуская изгиба бурильной колонны. УБТ устанав¬ливают непосредственно над долотом или погруженным двигателем

Необходимым элементом в состав бурильной колонны входят различ¬ные переводники, предназначенные для соединения ведущей трубы с верт¬люгом и бурильными трубами, бурильных труб с УБТ, УБТ с турбобуром или долотом

Бурильная колонна (далее БК) соединяет долото (или забойный двигатель и долото) с наземным оборудованием (вертлюгом).

БК предназначена для следующих целей:

- передачи вращения от ротора к долоту;

- восприятия реактивного момента забойного двигателя;

- подвода бурового раствора к ПРИ и забою скважины;

- создания нагрузки на долото;

- подъема и спуска долота;

- проведения вспомогательных работ (проработка , расширение и промывка скважины, испытание пластов, ловильные работы и т.д.).

БК состоит (Рис. 2 ) из свинченных друг с другом ведущей трубы 4, бурильных труб 8 и утяжеленных бурильных труб (УБТ) 12 и 13. Верхняя часть БК, представленная ведущей трубой 4, присоединяется к вертлюгу 1 с помощью верхнего переводника ведущей трубы 3 и переводника вертлюга 2. Ведущая труба

присоединяется к первой бурильной трубе 8 с помощью нижнего переводника ведущей трубы 5, предохранительного переводника 6 и муфты бурильного замка 7. Бурильные трубы 8 свинчиваются друг с другом бурильными замками, состоящими из муфты 7 бурильного замка и его ниппеля 9 или соединительными муфтами 10. УБТ 12 и 13 свинчиваются друг с другом непосредственно. Верхняя УБТ присоединяется к бурильной трубе с помощью переводника 11, а нижняя привинчивается через переводник 14 к долоту (при роторном бурении) или к забойному двигателю с долотом.

Кроме названных выше элементов в компоновку БК могут включаться калибраторы, центраторы, стабилизаторы, расширители, промежуточные опоры для УБТ, обратные клапаны, фильтры, шламометаллоуловители, амортизаторы, протекторные кольца, средства наклонно-направленного бурения, керноприемные устройства и другое специальное оборудование.
7 При бурении промывочная жидкость должна:

  1. обеспечивать эффективную и полную очистку забоя от выбу

  2. ренных частиц и вынос их на дневную поверхность;

  3. удерживать выбуренные частицы во взвешенном состоянии и предотвращать осаждение их на забой при прекращении промывки;

  4. способствовать повышению устойчивости горных пород, сла

  5. гающих стенки скважины;

  6. создавать на стенки скважины противодавление, достаточное для предотвращения притока пластовых жидкостей и газов. Это давление, однако, не должно быть чрезмерно высоким во избежание резкого снижения эффективности бурения, а также гидравлического разрыва пород или раскрытия естественных микротрещин и погло

  7. щения промывочной жидкости;

  8. хорошо охлаждать трущиеся поверхности, прежде всего долота;

  9. обеспечивать хорошую смазку трущихся поверхностей, осо

  10. бенно опор долота, даже при высоких контактных давлениях между ними;не ухудшать коллекторские свойства продуктивных горизонтов;

    1. обладать закупоривающими свойствами, т. е. создавать в по

    2. рах и микротрещинах стенок скважины тонкую, плотную, мало

    3. проницаемую корку, достаточно прочно связанную с горными поро

    4. дами и препятствующую проникновению в них не только самой про

    5. мывочной жидкости, но и ее фильтрата;

    6. иметь высокую термостойкость при проходке высокотемпера

    7. турных скважин и низкую температуру замерзания, а также не

    8. большую теплопроводность при бурении в многолетнемерзлых породах;

    9. 

    10. быть достаточно инертной к воздействию обломков выбурен

    11. ных пород и минерализованных пластовых вод, но относительно

легко поддаваться химической обработке при регулировании ее свойств;

11)облегчать или не затруднять разрушение породы забоя долотом;

12)не содержать, по возможности, компонентов, способных ока

зывать сильное абразивное воздействие на оборудование;

13)защищать буровое оборудование и инструмент от коррозии;

14)достаточно легко перекачиваться буровыми насосами;

15)состоять в основном из дешевых и недефицитных материалов.

Промывочная жидкость передает энергию от буровых насосов,

установленных па поверхности, забойному двигателю при турбин

ном бурении, а также на забой, особенно при применении гидро

мониторных долот.

^ КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОМЫВОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ

Различные требования к составу и качеству промывочной жидко

сти, предъявляемые в конкретных условиях разбуривания объекта, многообразие геологических условий, наличие подходящего сырья обусловили появление промывочных жидкостей нескольких типов. Все промывочные жидкости можно разделить на следующие основ

ные группы.

      1. Промывочные жидкости на водной основе:

а) вода (пресная, морская, рассолы);

б) глинистые суспензии;

в) естественные суспензии, образующиеся при разбуривании неглинистых пород и аргиллитов;

г) суспензии на базе гидрогелей;

д) эмульсии типа «масло в воде».

      1. Промывочные жидкости на неводной основе:

а) дегазированная нефть и нефтепродукты;

б) многокомпонентные растворы на углеводородной основе;

в) обращенные эмульсии типа «вода в масле».

      1. Газообразные рабочие агенты (воздух, природные газы, вы

      2. хлопные газы двигателей внутреннего сгорания).

      3. Аэрированные промывочные жидкости и пены.



^ 8КЛАССИФИКАЦИЯ ОСЛОЖНЕНИЙ

Наиболее распространенными осложнениями при бурении скважин являются: разрушение стенок скважины; поглощения буровых промывочных и тампонажных растворов; пластовые флюидопроявления; прихваты колонн бурильных и обсадных труб.

^ Названные типы осложнений можно подразделить на следующие виды.

Разрушение стенок скважины:

осыпи и обвалы незакрепленных горных пород, приводящие к чрез¬мерному загрязнению ствола скважины;

набухание горных пород, приводящее к сужению ствола скважины;

оползни, приводящие к частичному или полному перекрытию ствола скважины;

желобообразование в местах резкого искривления ствола, приводящее к возникновению затяжек и посадок при спуске или подъеме колонны труб;

растворение соленосных отложений, приводящее к образованию ка¬верн;

растепление многолетнемерзлых пород, приводящее к их деградации и потере устойчивости.

^ Поглощения бурового промывочного и тампонажного растворов:

потери бурового раствора в проницаемые пласты, приводящие к не¬обходимости приготовления дополнительных объемов бурового раствора, а зачастую и проведения специальных глубинных гидродинамических ис¬следований;

недостаточное гидростатическое давление в скважине, порождающее опасность смятия находящейся в ней обсадной колонны и выброса пласто¬вого флюида на поверхность;

применение специальных материалов для закупорки поглощающих пластов, требующее их доставки на буровую, монтажа специальных уст¬ройств для ввода материалов в буровой раствор;

недоподъем тампонажного раствора за обсадной колонной, приводя¬щий в ряде случаев к необходимости исправительных тампонажных работ.

Пластовые флюидопроявления:

газирование бурового раствора, приводящее к необходимости его де¬газации и дополнительной обработке химическими реагентами разбавление бурового раствора пластовыми флюидами, приводящее к необходимости его частичной замены;

^ Прихваты колонны труб в необсаженном стволе скважины:

одностороннее прижатие колонны труб к проницаемому пласту за счет репрессии между ним и скважиной;

заклинивание колонны в желобной выработке вида «замочная скважина»;

заклинивание долота сальником или в сужении ствола скважины;

прихват колонны обвалившимися породами.

Под осложнением понимают нарушение нормального процесса строительства скважины, которое требует принятия безотлагательных и эффективных мер для его устранения и продолжения бурения. В отличие от аварий осложнение, как правило, не связано с перерывом в процессе проход¬ки скважины.

На борьбу с осложнениями в глубоком бурении затрачивается в среднем до 20–25 % календарного времени. Это выдвигает проблему предупреждения осложнений и борьбы с ними как весьма актуальную

^ Опыт практической работы показывает, что всякое осложнение легче предупредить, чем затем его ликвидировать

Неликвидированное осложнение может стать причиной аварии.

^ В арсенале эффективных средств предупреждения осложнений при бурении скважин имеются следующие основные:

обоснование конструкции скважины с учетом всех специфических особенностей разреза;

правильный подбор промывочных агентов по составу и свойствам для каждого специфического интервала и грамотная оперативная корректировка режима промывки в зависимости от свойств проходимых горных пород;

использование системы раннего обнаружения осложнений на основе оперативной обработки данных комплексного контроля за процессом бурения (методы технологического контроля, методы геофизического контроля);

использование методов прогнозирования опасных зон по данным региональных и промысловых геофизических исследований.
^ 9 ПОНЯТИЯ О ПАРАМЕТРАХ РЕЖИМА БУРЕНИЯ И ПОКАЗАТЕЛЯХ РАБОТЫ ДОЛОТ

Под режимом бурения следует понимать сочетание параметров, которые влияют на показатели работы долота и которые бурильщик может оперативно изменять с поста управления. К числу таких параметров относятся осевая нагрузка Рд за забой, скорость враще

ния долота (или число оборотов в минуту) со, расход промывочной жидкости Q. При бурении гидромониторными долотами на показатели работы большое влияние оказывает энергия струй, вытекающих из насадок долота, которая является функцией скорости истечения и диаметра струи.

Сочетание этих параметров, обеспечивающее достижение наилуч

ших показателей работы данного долота с помощью данной буровой установки, называют оптимальным режимом бурения. Режим буре

ния называют скоростным, если на данном этапе достигнуты наивыс

шие показатели работы долот и использованы более мощная буровая установка и другие более совершенные технические средства по сравнению с теми, которые применяются для массового бурения скважин на данной площади.

Если сочетание параметров выбирают не для получения высоких показателей работы долота, а с целью предотвращения искривления скважины, принудительного искривления ее с заданной интенсив

ностью в нужном направлении, улучшения эффективности отбора керна и т. д., режим бурения называют специальным.



Об эффективности работы долота на забое судят по нескольким показателям, основными из которых являются следующие.

  1. Проходка h, т. е. количество метров, пробуренных данным долотом до полного износа.

2. Проходка hp за рейс, т. е. количество метров, пробуренных долотом с момента спуска до момента подъема его с забоя. Для всех долот, кроме алмазных, обычно проходка за рейс равна общей про

ходке hp = h. Алмазное же долото, отличающееся большой работо

способностью, может быть спущено в скважину неоднократно; иногда одно алмазное долото используют при бурении отдельных интервалов в нескольких скважинах. Поэтому для алмазных долот hp< =h
  1   2   3



Скачать файл (474.2 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru