Технологические свойства
Выбери формат для чтения
Загружаем конспект в формате pdf
Это займет всего пару минут! А пока ты можешь прочитать работу в формате Word 👇
Лекция №3-4.
Технологические свойства – это те свойства, которые определяют
эффективность выполнения ими основных технологических функций:
- очистка ствола, движение по стволу;
- удаление шлама с забоя;
- охлаждение;
- закрепление стенок (неустойчивых пород);
- снижение сопротивлений при движении бурового инструмента (снижение
трения);
- и т.д.
Плотность – основной параметр, обеспечивающий компенсации пластового
давления (
(
) и бокового, при нарушении устойчивости стенок скважины
).
а) Пластовое давление
Условие равновесия – недопущения проявлений пластового флюида:
При увеличении – горного давления – оно действует на нижележащие слои.
Если оно не превышает предела прочности скелета горной породы (с учетом
гидростатического давления
, т.е.
, то порода нижних
слоев устойчива и стенки не подвергаются деформационному
разупрочнению, нет потери устойчивости стенок.
Если для кого-то интервала пород , то порода начинает разрушаться и
выдавливаться из стенок скважины в ствол – проявляется
давление – выдавливается горная порода
– боковое
т.е. гидростатического давления недостаточно для компенсации
б) Боковое давление
.
Условие устойчивости стенок:
тогда:
Если
=1, то
Параметры, определяемые плотностью раствора
1. Коэффициент аномальности:
2. Индекс давления поглощения:
3. Зависимость (по опытным данным):
4. Относительная плотность:
5. Относительная минимальная плотность:
– коэффициент запаса,
6. Относительная максимальная плотность:
– репрессия,
В соответствии с «Едиными правилами безопасного ведения буровых
работ»
7. Плотность раствора для вскрытия продуктивного пласта:
– коэффициент безопасности,
8. Градиент пластового давления:
Если:
– АВПД (
)
– норма (
)
– АНПД (
)
1. Превышение (репрессия) пластового (порового) давления
(для расчета
)
№ п/п
Превышение, %
1
2
3
Глубина
(интервал)
скважины, м
до 1200 м
до 2500 м (1200 м –
2500 м)
более
2500
м
(интервал от 2500 м) и
до проектной глубины
10-15
5-10
Репрессия
,
МПа
не более 1,5 МПа
не более 2,5 МПа
4-7
не более 3,5 МПа
т.е.
МПа
глубина до 1200 м
2. При расчетах
,
3. При расчетах
,
глубина более 2500 м
(это от 4 до 15%)
К выбору плотности буровых растворов
По «Правилам безопасности в нефтяной и газовой промышленности»,
действующих с 1998 г. в РФ, плотность буровых растворов в интервалах
совместимых условий бурения должна определяться исходя их расчета
создания их столба гидростатического давления в скважине, превышающее
пластовое (поровое) давление на величину:
10 – 15 % для скважины глубиной до 1200 м, но не более 1,5 МПа;
5 – 10 % для скважин глубиной до 2500 м (интервал от 1200 м до
2500 м), но не более 2,5 МПа;
4 – 7 % для скважин глубиной более 2500 м (интервал от 2500 м и до
проектной глубины), но не более 3,5 МПа.
Пример: Определить регламентирующую плотность бурового раствора для
бурения в интервале совместимых условий бурения на глубине от 2000 м до
2500 м, а продуктивный пласт с
глубине 2250 м.
= 26МПа должен быть вскрыт на
1. Величина плотности в эквиваленте пластового давления:
Па – из условия равновесия
если:
– условие равновесия,
т.е. эквивалентная пластовому давлению плотность бурового раствора исходя
из пластового давления продуктивного коллектора для создания
противодавления на продуктивный горизонт
С учетом необходимого превышения давления по правилам безопасности (5
– 10 % → возьмем 7 %)
(допустимо не более 2,5).
Необходимо учесть по безопасности в расчетной плотности раствора:
Для обеспечения безопасности (с учетом превышения 7 %):
Параметр – градиент пластового давления используется при
проектировании конструкции скважины, кроме того, еще учитывается
величина давления гидроразрыва
(поглощения) горных пород разреза.
Аналогично градиент давления гидроразрыва пород:
Необходимое количество обсадных колонн и глубину их спуска выбирают из
условия предупреждения гидроразрывов пород и несовместимости
определенных интервалов по условиям бурения.
Единый принцип выбора конструкции скважины:
При
разработке
рациональной
конструкции
руководствуются следующими принципами:
глубоких
скважин
•
получение наибольших скоростей бурения при наименьших объемах
работ в промежуточных колоннах;
•
выбор минимально допустимых зазоров между колонной и стенками
скважины;
•
обеспечение максимально возможного увеличения глубины выхода
спускаемой колонны из-под предыдущей;
•
минимизация диаметра эксплуатационной колонны.
Проектирование конструкции скважин производится в два этапа. На
первом этапе обосновывается метод вхождения в пласт, количество обсадных
колонн, глубины их спуска. На втором – размеры колонн, диаметры долот,
интервалы цементирования. При этом следует учитывать накопленный опыт
строительства скважин как в целом по региону, так и по рассматриваемому
месторождению, а также принимать во внимание действующие на
предприятии инструкции, регламенты и т.д.
Необходимое количество из обсадных колонн и глубины их спуска
выбирают из условия предупреждения гидроразрывов горных пород и
несовместимости отдельных интервалов по условиям бурения. При этом
вводится, единый принцип выбора конструкций скважин - совместимость
отдельных интервалов геологического разреза по горно-геологическим
условиям бурения.
Под совместимостью бурения или, наоборот, под несовместимостью
условий бурения понимают такое их сочетание, когда заданные параметры
технологических процессов бурения нижележащего интервала вызывают
осложнения в пробуренном вышележащем интервале, если последний не
закреплен обсадной колонной, а проведение дополнительных специальных
технологических мероприятий по предотвращению этих осложнений
невозможно.
Оптимальное число промежуточных обсадных колонн и глубины
установки их башмаков при проектировании конструкции скважин
определяются графически, по числу зон с несовместимыми условиями
бурения, которые строятся сопоставлением градиентов пластовых давлений
(gradРпл), давлений гидроразрыва (поглощения) пластов (gradРгр)
gradPплz= , МПа/м
В газосодержащем пласте
подошвы пласта.
и
рассчитываются для кровли и
Значения пластового давления для скважин, строящихся на
разведанных площадях, берутся на основе данных по ранее пробуренным
скважинам. По новым площадям данные могут браться по аналогии с
другими месторождениями.
- интервалы 1 и 2 являются несовместимыми, т.к. в 1-ом
больше, чем
во 2-ом, при совместном бурении будет разрыв пород 2-го интервала.
- эти интервалы требуют спуска обсадной колонны.
В скважинах с высоким пластовым давлением необходимо
предупредить специфичные осложнения, происходящие при бурении и
эксплуатации, а именно:
•
прорыв газа за эксплуатационной колонной, иногда переходящий в
открытые фонтаны;
•
просачивание газа в межколонное пространство через резьбовые
соединения труб;
•
межпластовые перетоки нефти и газа;
•
образование грифонов и другие осложнения.
Интервалы совместимых условий бурения – это такие интервалы скважины,
при совместном бурении в пределах которых не будут возникать
осложнения:
- гидроразрыв пород;
- перетоки пластовых вод.
– возможен гидроразрыв – интервалы несовместимых
условий → необходимо разделить обсадными колоннами.
После построения графика совмещенных давлений определяют
плотность промывочной жидкости, по интервалам выделяя зоны с
несовместимыми условиями бурения. Как правило, границы с
несовместимостью условий бурения соответствуют глубинам спуска
обсадных колонн. Относительная плотность промывочной жидкости
определяется по уравнениям:
ρотн= (1,00 ... 1,15) Ка приL ≤ 1200м, ∆Р ≤1,5 Мпа;
ρотн= (1,05 ... 1,10) Ка при 1200 ≥ L ≤ 2500м, ∆Р ≤ 2,5 Мпа;
ρотн= (1,03 ... 1,07) Kа при L> 1200м, ∆Р ≤3,5 Мпа.
При этом репрессия (∆Р) не должна превышать превышать пределов,
установленных для всего интервала совместимых условий бурения.
На следующем этапе определяют способ вхождения в продуктивную
залежь и конструкцию забоя.
От этого зависят глубины спуска эксплуатационной и промежуточной
колонн, а также их диаметры.
Затем уточняют чисто обсадных колонн в зависимости от вида
промывочной жидкости, от уровня используемой техники и технологии,
которые позволяют допустить определенную степень риска и возможность
преодоления некоторых осложнений.
При выборе числа обсадных колонн следует учитывать устойчивость
горных пород и необходимость перекрытия многолетнемерзлых пород. При
бурении скважин в многолетних породах (а это около 40% территории РФ)
башмак кондуктора должен устанавливаться в интервале положительных
температур, в устойчивых пластах. Это необходимо для того, чтобы избежать
проседания кондуктора при дальнейшем углублении скважины из-за
растепления массива мерзлых пород теплой промывочной жидкостью. Важно
помнить о наличии флюидов, агрессивных по отношению к промывочным
жидкостям, обсадным трубам и тампонажным материалам. В случае
проектирования поисково-разведочных скважин желательно предусмотреть
возможность спуска резервной обсадной колонны для ликвидации
неожиданно возникающих осложнений (течение пластичных пород,
катастрофические поглощения и т.д.).
После этого уточняют глубину спуска обсадных колонн, на которых
устанавливается противовыбросовое оборудование. Она должна быть такой,
чтобы на любом участке открытого ствола скважины давление в скважине
было меньше, чем давление поглощения (гидроразрыва) пластов в этом же
интервале с 10%-м запасом, т.е. Рпогл=1,1Рскв. Для этого рассчитывают
распределение давления жидкости пластовым флюидом при закрытом устье.
Если продуктивный или проявляющий пласт содержит нефть, давление
насыщения которой меньше устьевого (Рн
Тебе могут подойти лекции
Включи камеру на своем телефоне и наведи на Qr-код.
Кампус Хаб бот откроется на устройстве
Привет! Рады, что конспект лекций оказался полезен 🤩
Для копирования текста подпишись на Telegram bot.
Удобный поиск по учебным материалам в твоем телефоне
Включи камеру на своем телефоне и наведи на Qr-код.
Кампус Хаб бот откроется на устройстве
Кампус Хаб бот откроется на устройстве
Привет! Рады, что конспект лекций оказался полезен 🤩
Подписчики нашего Кампус Хаб бота получают
лекцию
прямо в телеграмм!
Просто перейди по ссылке ниже
Включи камеру на своем телефоне и наведи на Qr-код.
Кампус Хаб бот откроется на устройстве
Кампус Хаб бот откроется на устройстве