Технология бурения скважин

13.2 Поглощение

Причины: 1) геологические: высокое пластовое давление, наличие обвалов, осыпей, тип пласта, мощность, глубина залегания; 2) технологические: количество и тип подаваемого бурового раствора, способ бурения, скорость СПО. Данные о поглощении пласта дают геофизики.

Тампонажные смеси для заливки поглощающего пласта:ГЦП - гель-цементные пасты - готовятся на бентонитовой глине. БСС - быстросхватывающиеся смеси.Закачивают через БТ (конец БТ должен располагаться выше кровли поглощающего пласта).

13.3 Предупреждение газовых, водяных и нефтяных проявленийи борьба с ними

Если пластовое давление выше давления раствора, возникает газовый или нефтяной фонтан, что может привести к пожару.

Меры предосторожности: утяжеление и дегазация раствора (вязкость должна быть минимальной), ставят на скважину превенторы.

13.4 Бурение в условиях проявления сероводорода

Сероводород - сильнейший нервно-паралитический яд. Осложнения от сероводородной агрессии:

1) Для БТ и стального оборудования возможна коррозия;

2) Нарушение прочности и растрескивание цементного камня;

3) Нарушение параметров промывочной жидкости.

14. Виды аварий при бурении скважины и их причины

Авариями в процессе бурения называют поломки и оставление в скважине частей колонн бурильных и обсадных труб, долот, забойных двигателей, потерю подвижности (прихват) колонны труб, спущенной в скважину, падение в скважину посторонних металлических предметов.

14.1 Основные виды аварий и их причины

Основными видами аварий являются прихваты, поломка в скважине долот и турбобуров, поломка и отвинчивание бурильных труб, падение бурильного инструмента и других предметов в скважину.

В основном прихваты бурильных и обсадных колонн происходят по следующим причинам.

1. Вследствие перепада давлений в скважине в проницаемых пластах и непосредственного контакта некоторой части бурильных и обсадных колонн со стенками скважины в течение определенного времени.

2. При резком изменении гидравлического давления в скважине в результате выброса, водопроявления или поглощения бурового раствора.

3. Вследствие нарушения целостности ствола скважины, вызванного обвалом, вытеканием пород или же сужением ствола.

4. При образовании сальников на долоте в процессе бурения или во время спуска и подъема бурильного инструмента.

5. Вследствие заклинивания бурильной и обсадной колонн в желобах, заклинивания бурильного инструмента из-за попадания в скважину посторонних предметов, заклинивания нового долота в суженной части ствола из-за сработки по диаметру предыдущего долота.

6. В результате оседания частиц выбуренной породы или твердой фазы глинистого раствора при прекращении циркуляции бурового раствора.

7. При неполной циркуляции бурового раствора через долото за счет пропусков в соединениях бурильной колонны.

8. При преждевременном схватывании цементного раствора в кольцевом пространстве при установке цементных мостов.

9. При отключении электроэнергии или выходе из строя подъемных двигателей буровой установки.

Поломка долот вызывается спуском дефектных долот при отсутствии надлежащей проверки их, чрезмерными нагрузками на долото и передержкой долот на забое.

Заклинивание шарошек возникает вследствие прекращения вращения шарошек на забое скважины, т. е. происходит прихват их на осях. Чаще всего происходит поломка подшипников шарошек колонковых и трехшарошечных долот.

Поломки турбобура происходят вследствие разъедания буровым раствором, развинчивания и вырывания верхней резьбы корпуса из нижней резьбы переводника и отвинчивания ниппеля с оставлением в скважине турбины.

Наибольшее число аварий с бурильными трубами при бурении гидравлическими забойными двигателями связано с разъеданием резьб промывочной жидкостью. Падение бурильной колонны в скважину, являющееся одним из самых тяжелых видов аварии, происходит вследствие толчков и ударов бурильной колонны о выступы на стенках скважины, открытия элеватора при случайных задержках бурильной колонны во время спуска, резкой посадки нагруженного элеватора на ротор при неисправности тормоза лебедки и при обрыве талевого каната и падении талевого блока на ротор.

15. Освоение скважины

Освоение скважин - заключительный этап сооружения (строительства) скважин и представляет собой комплекс работ по вызову притока флюида из пласта.

Цель освоения - обеспечение проектной производительности скважин и подготовка их к длительной эксплуатации.

Можно выделить 3 основных способов вызова притока:

тартание, поршневание, замена скважинной жидкости на более легкую.

Тартание - это извлечение из скважины жидкости желонкой, спускаемой на тонком (16 мм) канате с помощью лебедки. Тартание - малопроизводительный, трудоемкий способ с очень ограниченными возможностями применения, так как устьевая задвижка при фонтанных проявлениях не может быть закрыта до извлечения из скважины желонки и каната.

Поршневание (свабирование) заключается в постепенном снижении уровня жидкости в скважине при помощи поршня (сваба).

Поршень представляет собой трубу диаметром 25-37,5 мм с клапаном в нижней части, открывающимся вверх. На наружной поверхности поршня укреплены эластичные резиновые манжеты, армированные проволочной сеткой.

Замена скважинной жидкости. Замена осуществляется при спущенных в скважину НКТ и герметизированном устье, что предотвращает выбросы и фонтанные проявления. Выходящая из бурения скважина обычно заполнена глинистым раствором. Производя промывку скважины (прямую или обратную) водой или дегазированной нефтью, можно получить уменьшение забойного давления

16. Организация работы в буровой бригаде

Перечень выполняемых работ и организация труда буровой бригады зависят от целей бурения, глубины и конструкции скважины. Это выполнение подготовительных работ перед забуриванием скважины (оснастка талевой системы, установка ротора, соединение бурового рукава со стояком нагнетательного трубопровода и вертлюгом; приготовление промывочной жидкости, оснащение буровой элементами малой механизации, механизмами и инструментом для выполнения спуско-подъемных операций и других работ в процессе проводки скважины). Обеспечение углубления скважины и подготовка ее ствола к проведению геофизических исследований, спуск обсадных колонн, установка противовыбросового и фонтанного оборудования, а также проведение работ по заканчиванию скважины и многое другое. В глубоком бурении организуется непрерывная (посменная) работа буровой. Как правило, это четыре смены (вахты), которые работают по 8 либо две по 12 часов в сутки по различным графикам. Этим соблюдается рациональный режим труда и отдыха.

Как правило, вахта состоит из следующих работников:

1. Бурильщик 6-го разряда.

2. Первый помощник бурильщика 5-го разряда.

3. Второй помощник бурильщика 4-го разряда (верховой рабочий).

4. Третий помощник бурильщика 4-го разряда.

5. Буровой рабочий 3-го разряда.

6. Моторист 5-го разряда (дизельный привод БУ).

7. Моторист 4-го разряда (дизельный привод БУ).

8.Электрик 4-го разряда (электропривод БУ).

Буровую бригаду возглавляет буровой мастер. На эту должность назначают дипломированного специалиста. Он несет персональную ответственность за бесперебойное проведение работ, обеспечение процесса всеми необходимыми материалами, соблюдение и выполнение проекта на строительство скважины, обеспечение безопасных условий труда и осуществление мер по охране окружающей среды, участвует в работе комиссии по приемке БУ из монтажа и при сдаче ее в демонтаж.

Вахту возглавляет бурильщик. Он несет персональную ответственность за все работы, выполняемые в период его смены. В его задачи входит:

- прием оборудования и инструмента от предшествующей вахты;

- осуществление основных работ по углублению скважины;

- соблюдение предписанного режимно-технологической картой и геолого-техническим нарядом режима бурения;

- осуществление контроля за состоянием бурового и вспомогательного оборудования;

- руководство работой всех членов вахты.

Во время выполнения СПО и работы долота на забое бурильщик находится у пульта управления БУ.

Первый помощник бурильщика при СПО обслуживает машинный ключ, обеспечивает выполнение основных операций по свинчиванию, развинчиванию бурильных труб, перемещению труб в магазин «свечами» при вертикальной расстановке или на приемные мостки и совместно с третьим помощником бурильщика выполняет операции с элеватором. Во время бурения в его обязанности входит наблюдение за работой буровых насосов, контроль за параметрами промывочной жидкости и работой очистной системы, участие в приготовлении и обработке раствора.

Второй помощник бурильщика во время СПО работает наверху (в специально оборудованном на буровой вышке месте, называемом балконом верхового рабочего). Он надевает или снимает элеватор и перемещает верхний конец свечи. В остальное время он выполняет задания бурильщика.

\ Третий помощник бурильщика при СПО работает возле ротора на машинном ключе, помогает перемещать нижний конец свечи. В остальное время следит за чистотой на буровой, а также выполняет задания бурильщика.

Буровой рабочий используется, как правило, для выполнения работ, не требующих высокой квалификации (погрузо-разгрузочные, ремонтные, уборка территории и содержание оборудования в чистоте).

В состав буровой бригады входят также помощник бурового мастера, мотористы (при применении привода БУ от двигателей внутреннего сгорания), электрики (при использовании электрического привода), лаборанты-коллекторы, слесари по обслуживанию БУ, операторы котельных установок, повара и т.д.

Большие нагрузки на всех членов вахты ложатся при выполнении спуско-подъемных операций и спуске обсадных колонн. После окончания промывки бурильщик, управляя лебедкой, приподнимает бурильную колонну с таким расчетом, чтобы над ротором показался нижний переводник ведущей трубы. В это время помощники бурильщика, работающие на роторе, вынимают из него малые вкладыши (при использовании роликовых вкладышей или верхнего силового привода эта операция исключается из процесса) и вставляют в пневматический клиновой захват клинья, на которых осуществляется подвеска бурильной колонны. Затем развинчивают трубы. Во время развинчивания резьбового соединения ведущую трубу с вертлюгом поддерживают на весу. Отсоединенную ведущую трубу приподнимают и с помощью специального приспособления (автозатаскивателя), прикрепляемого к ее нижнему концу, заводят в шурф.

Первый и третий помощники бурильщика отсоединяют буровой крюк от вертлюга и заводят штропы в проушины элеватора, ранее надетого на бурильную трубу, выступающую над столом ротора. Начинается подъем бурильной колонны. Как только она будет извлечена на длину первой свечи и над ротором покажется ее нижнее муфтовое соединение, бурильщик останавливает лебедку и производит торможение и посадку колонны в клиновой захват, с учетом расположения резьбового соединения на уровне рабочей части автоматического ключа для последующего отвинчивания свечи. После этого свеча приподнимается и устанавливается на подсвечник. Второй помощник бурильщика, работающий наверху, открывает элеватор и заводит верхний конец свечи за палец (специальный патрубок для удержания свечей в вертикальном положении). Бурильщик опускает талевый блок с элеватором, притормаживая его около муфты очередной трубы. Первый и третий помощники бурильщика надевают элеватор на нее, и процесс подъема очередной свечи повторяется.

При спуске бурильного инструмента операции выполняются в обратной последовательности, с добавлением лишь элемента смазывания резьбовых соединений специальной смазкой.В процессе углубления скважины время от времени необходимо дополнять трубами бурильную колонну, эта операция называется наращиванием.Оно выполняется после того, как будет пробурен интервал, равный длине ведущей трубы. Суть этого действия заключается в следующем. Поднимается на длину ведущей трубы бурильная колонна, отсоединяется и устанавливается в шурф ведущая труба, с мостков подается в буровую (при помощи вспомогательной лебедки или консольно-поворотного крана) заранее подготовленная и замеренная труба. Затем на трубу надевается элеватор, она выводится на ось скважины и производится ее свинчивание с бурильной колонной и спуск в скважину. После этого к колонне присоединяется ведущая труба и процесс бурения продолжается.

Спуск обсадных труб осуществляется на элеваторах или слайдерах, соответствующих весу обсадной колонны.

17. Технико-экономические показатели при бурении и отборе керна

Колонковое бурение - бурение, при котором разрушение породы осуществляется по кольцу с сохранением внутренней части породы в виде керна.( Пример показан на рисунке).

Простейший колонковый снаряд состоит из бурголовки, кернодержателя и колонковой трубы.

Проходка- разработка горных выработок в определённом направлении.

Различают скорости бурения цикловую, коммерческую и механическую.

Цикловая скорость определяется как отношение глубины скважины ко всему времени строительства скважин, начиная с сооружения буровой вышки и кончая испытанием скважины на приток нефти.

Коммерческая скорость характеризует производительность при выполнении работ, связанных непосредственно с проводкой ствола скважин, при расчете коммерческой скорости берется только календарное время бурения скважины.

Механическая скорость характеризует производительность при выполнении работ, связанных непосредственно с разбуриванием породы.

При составлении плана-графика строительства скважин непосредственно в расчет принимаются коммерческая и цикловая скорости бурения, а механическая используется для обоснования величины коммерческой и цикловой скоростей бурения.

Основным количественным показателем бурения скважин с отбором керна является вынос керна (в %) Изучение бурения с отбором керна показало, что с увеличением осевой нагрузки на бурильную головку, и расхода бурового раствора вынос керна вначале растет, а затем монотонно снижается.

Заключение

В период практики мы посещали учебный полигон с буровой установкой БУ-75 Брэ, которая находится в четвертом корпусе УГНТУ, где нам на практике подробнее объяснили и показали назначение каждого бурового оборудования, указывая все нюансы в процессе спуско-подъемных операций. Научили грамотно считывать информацию с приборов показателей давления, температуры и т д.

Руководитель практики дал полную информацию о специфике, применяемого оборудования, провел инструктаж по технике безопасности на территории буровой, затем мы посетили китайскую мобильную буровую установку ZJ 30, силовой двигатель и трансмиссия которой от американских производителей - CAT и Allison соответственно. Двигателя два, и они дизельные. Имеют ряд защитных систем, которые защищают от перегрева воды, падения давления масла и уровня воды.

Также имеет систему, которая поможет запуститься даже при предельно низких температурах. Трансмиссий также две: они гидромеханические и имеют 7 передач, из которых одна - реверсная. С пульта бурильщика производится управление и двигателем, и трансмиссией. Также имеется буровой насос мощностью в 1300 лошадиных сил. Так же хотелось бы поблагодарить всех тех, кто организовал нам поездку на буровую установку, было очень интересно, большое спасибо.

Список используемой литературы

1. Вадецкий Ю. В. «Бурение нефтяных и газовых скважин»

2. Лекции. Бурение нефтяных скважин и буровые установки. Янгиров Ф. Н

3. Середа Н. Г., Соловьев Е.М. «Бурение нефтяных и газовых скважин».

4. Шаммазов А. М., Коршак А.А. «Основы нефтегазового дела».

5. http://neftegaz.ru/tech_library

6. http://www.mining-enc.ru/b

7. Горное дело. Терминологический словарь /Л. И. Барон, Г. П. Демидюк, Г. Д. Лидин и др. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра.

8. Справочник инженера по бурению геологоразведочных скважин: В 2 т./ Под общ. ред. проф. Е. А. Козловского. -- М.: Недра.

9. Середа Н.Г., Соловьев Е.М. Бурение нефтяных и газовых скважин.- М.: Недра.

10. Булатов А. И., Аветисов А. Г. Справочник инженера по бурению: В 4 кн. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра.

Размещено на Allbest.ru