Технология бурения нефтяной скважины Чаяндинского месторождения

Р₂- необходимое давление, для преодоления гидравлических сопротивлений.

,                   (7.6)

 

где hр- высота бурового раствора в затрубном пространстве, м;

gр- плотность бурового раствора, г/см³;

hб- высота буферной жидкости в затрубном пространстве, м;

gб- плотность буферной жидкости, г/см³;

Hц- высота цементного раствора за колонной, м;

gцр- плотность цементного раствора, г/см³;

h- высота цементного стакана в колонне, м;

Н-глубина спуска обсадной колонны, м.

 

Р₁ =0,01[0*1,2+0*1,01+220*1,51-10*1,55-(220-10)1,2] = 0.7 МПа.

 

Р₂- давление, необходимое для преодоления гидравлических сопротивлений, находится по формуле Шищенко-Бакланова, МПа.

Р₂=0,001Н+1,6 МПа, (при глубине скважины  менее 1500 метров)         (7.8)

 

где Н-глубина спуска обсадной колонны, м

 

Р₂=0,001*220+1,6=1.82 МПа.

 

Рmax=0.73+1.82=2.55 МПа.

 

Определяется  число цементировочных агрегатов  из условия обеспечения определенного  течения раствора в кольцевом  пространстве v, (v принимается 1,8м/с). N= Q/Qi+1,                                                                                             

 

где Qi-производительность цементировочного агрегата на i-й скорости, дм³/с;

Q-требуемая подача цементировочного агрегата, дм³/с.

 

Требуемая подача цементировочных агрегатов  для обеспечения этой скорости определяется:

Q=Fзv,                                                                                                                                                

 

где Fз- площадь затрубного пространства, м²;

Площадь затрубного пространства определяется:

Fз= π/4*(D₂²-d₁²),                                                                                     (7.9)

 

где D₂-внутренний диаметр предыдущей обсадной  колонны, м;

d₁-наружный диаметр обсадной колонны , м.

Fз=0,785*(0,402²-0,324²)=0,0444 м²,

Q=1,8*0,0444=0,0799=79.9 дм³/с.

 

Выбирается  цементировочный агрегат ЦА-320М. При диаметре втулок 125 мм на IV скорости QIV=14,5 дм³/с, а давление Р=6 МПа.

N=79.9/14,5 +1=6,5 агрегатов.

Принимается семь агрегатов ЦА-320М.

 

Требуемое число цементосмесительных машин:

m=G/(Vбун*pн),                                                                                   (7.10)

где  Vбун- вместимость бункера цементосмесительной машины, для цементосмесительной машины 2СМН-20 Vбун =14,5 м³;

pн- насыпная масса цемента, т/м³;

G-масса сухого цемента, т.

m =11.6/(14,5*1,21)=0.6 машины.

Принимается одна   цементосмесительная машина 2СМН-20.

 

Число цементировочных  агрегатов при закачке цементного раствора:

N2=2m,                                                                                           (7.11)

где m- число цементосмесительных машин.

N2=2*1=2 агрегата.

 

Продолжительность закачивания цементного раствора:

tз=Vц/(60*QIV),

                                                                             (7.12)

где Vц- требуемый объем цементного раствора.

tз =10.7/(60*0,0145)=12 минут.

 

 Продолжительность  процесса продавливания: 

tпр= Vпр/(60*Q),                                                                        (7.13)

 

где Vпр- требуемый объем продавочной жидкости.

tпр =15.7/(60*0,0799)=3.2 минут.

 

            Общее время цементирования:

tц= tз+ tпр+15,                                                                         (7.14)

 

где tз- продолжительность закачивания цементного раствора;

tпр- продолжительность процесса продавливания.

 tц =12+3.2+15=30.2 минут.

 

 

 

 

 

7.3- Испытание  на герметичность

Таблица 2.6- Испытание на герметичность цементного кольца за обсадными колоннами

Таблицы 2.6

 

Наименование колонны	Плотность опрессовочной жидкости,  кг/м3	Объем технической воды закачиваемой на забой, м3	Давление опрессовки, МПа
1	2	3	4
Кондуктор	1100		0.3

 

 

 

 

 

 

8. Обвязка устья скважины

 

8.1 Схема обвязки устья скважины  при бурении, цементировании  и испытании на герметичность

 

Таблица 2.7 Испытание на герметичность устьевого и противовыбросового оборудования

 

Наименование оборудования и обсадных колонн	Количество	Давление опрессовки, МПа				Ожидаемое Руст., МПа
		буровым раствором	технической водой	азотом	незамерзающей жидкостью
1	2	3	4	5	6	7
Кондуктор
Кондуктор совместно с  ПВО	1	7.5	-	-	-	1.8
Выкидные линии ПВО	2	-	5.0	-	-
Промежуточная колонна
Приустьевая часть колонны  с колонной головкой	1	-	-	10.6	-	9.7
2 ступень колонны совместно  с ПВО	1	10.6	-	-	-
1 ступень колонны совместно  с ПВО	1	4.8	-	-	-
Выкидные линии ПВО	2	-	5.0	-	-
Эксплуатационная колонна

 

 

 

8.2 Схема монтажа противовыбросового  оборудования

 

Таблица 2.8- Монтаж противовыбросового оборудования и линий выкидов

 

 

Наименование оборудования	Единица измерения	Количество
		Направление	Кондуктор	промежуточная	Эксплуатационная
1	2	3	4	5	6
ОКК2-21-168х245х324 ХЛ К1	Комп лект	-	1	1	1
ОП5-350/80х21ХЛ К1	Комп лект	-	1	-	-
ОП5-230х21ХЛ К1	Комп лект	-	-	1	-
ОП2-180х21ХЛ К1	Комп лект	-	-	-	1
АФК6-80/50х21 ХЛ К1	Комп лект	-	-	-	1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Предупреждение  и ликвидация осложнений и  аварий при бурении  скважины

Таблица 2.9

Интервал, м		Вид, характеристика осложнения	Условия возникновения осложнений
от (верх)	до (низ)
0	220	Размывы устья и стенок скважины	Растепление мерзлых неустойчивых пород, набухание глин и мергелей
220	470	Поглощение промывочной  жидкости	Интенсивная трещиноватость и закарстованность карбонатных пород
		Сужение ствола скважины в  интервалах залегания гипсов и кавернозных  доломитов	Наличие гипсов, склонных к  набуханию, образование шламовых корок  в интервалах кавернозно-поровых  доломитов
230	350	Нефтегазопроявления
470	690	Поглощение промывочной  жидкости	Трещиноватость зон контактов траппов с вмещающими породами
		Размывы стенок скважины	В интервалах залегания пластов  каменной соли, бурение на недонасыщенной NaCl промывочной жидкости
600	650	Поглощения промывочной  жидкости	Характерна  при вскрытии зон контактов трапповых интрузий с вмещающими породами диабазов (траппов) на уровне чарской свиты
690	1555	Поглощение промывочной  жидкости	Зоны трещиноватости различной интенсивности, встречающиеся на разных стратиграфических уровнях
		Размывы стенок скважины	В интервалах залегания пластов  каменной соли, бурение на недонасыщенной NaCl промывочной жидкости
		Нефтегазопроявления
1555	2000	Поглощение промывочной  жидкости	Зоны трещиноватости различной интенсивности

 

10. Выбор бурового  оборудования

Исходя из конструкции скважины, способа и технологии бурения,  геологических,  климатических  и  других условии проектом предусматривается  применение буровой установки с  вышкой ВА-41-170  БУ-3000 БД

 

 Выбор ротора

Диаметр проходного отверстия ротора должен быть достаточным для спуска долот и обсадных труб, используемых при бурении и креплении скважин:

                                                                                                 (10.1)

где D_Д.Н.-диаметр долота при бурении под направление, мм; δ-диаметральный зазор, необходимый для свободного прохода долота, мм, δ=30-50мм.

Допустимая статическая нагрузка на стол ротора должна быть достаточной  для удержания в неподвижном  состоянии наиболее тяжёлой обсадной колонны, но одновременно не превышать  статической грузоподъемности подшипника главной опоры стола ротора:

                                                                                           (10.2)

где М_max-вес наиболее тяжелой обсадной колонны, МН; G_ДОП-допускаемая статическая нагрузка на стол ротора; G₀- статическая грузоподъемность подшипника основной опоры стола ротора. Проектом предусматривается использование ротора типа Р-560

 

Мощность ротора должна быть достаточной  для вращения бурильной колонны, долота и разрушения горной породы:

                                                                                 (10.3)

Где η_Р-КПД ротора, η_Р-0,90-0,95; N_Д-мощность, требуемая для преодоления сопротивления при работе долота (при диаметре долота 139,7мм, Р_Д=150кН, частоте вращения 60мин^-1, N_Д≈15кВт);

N_Х.В- мощность затрачиваемая на холостое вращение труб.

N_Х.В.=13,5*10^-8*L*d²*n^1.,5*D^0,5*γ_б.р.                                                                                        (10.4)

N_Х.В.=13,5*10^-8*2000*0,089²*60^1,5*0,1397^0,5*1,25*10⁴=4.64 кВт

.

Максимальная мощность ротора Р-560 = 370 кВт.

 Применяемое буровое оборудование  и инструмент, представлены в таблице 3

Таблица 3- Сведения о буровой установке

Наименование оборудования	Шифр, тип оборудования
1	2
Тип вышки	ВА-41-170
Буровая лебедка	У2-2-11
Ротор	Р-560
Кронблок	У3-125
Талевый блок	У4-125
Вертлюг	УВ-250
Насос буровой	УНБ-600– 2 шт.
Комплекс АСП	АСП-3М1
Силовой блок	В2-450АВС2 – 5 шт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11. Безопасность жизнедеятельности

 

Таблица 3.1- Требования и мероприятия по технике безопасности и противопожарной технике, промышленной санитарии

№ пп	Наименование требования,   мероприятия
1.	Для создания безопасных условий  труда при строительстве скважин  необходимо оснастить буровые установки  техническими средствами (устройствами и блокировками), позволяющими устранить  опасные и трудоемкие производственные факторы
2.	Буровая должна быть обеспечена первичными средствами пожаротушения  и нормативно-технической документацией  по пожарной безопасности.
3.	Для обеспечения основных требований по промышленной санитарии, гигиене труда рабочий персонал должен быть обеспечен средствами защиты работающих.
4.	Для создания необходимого и достаточного уровня освещенности на рабочих местах с целью обеспечения  безопасных условий труда необходимо руководствоваться “Правилами безопасности в нефтегазодобывающей промышленности”, а также соблюдать требования СНиП 23-05-95* “Естественное и искусственное освещение”. Инструкции по проектированию силового и осветительного электрооборудования промышленных предприятий, “Правил устройства электроустановок”
5.	Показатель ослепленности для производственных помещений не должен превышать значений, за исключением помещений, для которых показатель ослепленности не ограничен. При устройстве общего освещения для пультов управления источники света необходимо располагать таким образом. чтобы отраженные от защитного стекла измерительных приборов блики не попадали в глаза бурильщика (оператора). Коэффициент пульсации освещенности не должен превышать 20%.

 

12. Охрана окружающей среды

 

12.1 Контроль за состоянием и охраной окружающей среды

 

Для осуществления  контроля за состоянием окружающей среды в районах ведения  буровых работ должны быть созданы  пункты наблюдения за  поверхностными водами, атмосферным воздухом, а  также временные пункты для оценки степени загрязнения почв. Сроки и частота отбора проб согласовываются с местными органами надзора.  Контроль за состоянием подземных вод осуществляется по наблюдательной сети  родников и скважин. С помощью расходомеров, уровнемеров и манометров.