Бурение скважин

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Скважиной называется цилиндрическая горная выработка, сооружаемая без доступа в нее человека и имеющая диаметр во много раз меньше длины.

Скважина создается последовательным разрушением горных пород и извлечением их на поверхность. Начало скважины называется устьем, дно - забоем. Диаметр скважины находится в пределах 59…1000мм. При обычном бурении разрушается вся масса породы. При бурении с отбором внутреннего столбика породы разрушается только кольцевое пространство у стенок скважины, а керн извлекается в неразрушенном состоянии для изучения геологического строения месторождения.

1. Принципы проектирования конструкции скважины

Все обсадные колонны по своему назначению разделяются следующим образом:

Направление -- первая колонна труб или одна труба, предназначенная для закрепления приустьевой части скважин от размыва буровым раствором и обрушения, а также для обеспечения циркуляции жидкости. Направление, как правило, одно. Однако могут быть случаи крепления скважин двумя направлениями, когда верхняя часть разреза представлена лессовыми почвами, насыпным песком или имеет другие специфические особенности. Обычно направление спускают в заблаговременно подготовленную шахту или скважину и бетонируют на всю длину. Иногда направления забивают в породу, как сваю.

Кондуктор -- колонна обсадных труб, предназначенная для разобщения верхнего интервала разреза горных пород, изоляции пресноводных горизонтов от загрязнения, монтажа противовыбросового оборудования и подвески последующих обсадных колонн.

Промежуточная обсадная колонна служит для разобщения несовместимых по условиям бурения зон при углублении скважины до намеченных глубин.

Промежуточные обсадные колонны бывают следующих видов:

сплошные -- перекрывающие весь ствол скважины от забоя до ее устья независимо от крепления предыдущего интервала;

хвостовики -- для крепления только необсаженного интервала скважины с перекрытием предыдущей обсадной колонны на некоторую величину;

летучки -- специальные промежуточные обсадные колонны, служащие только для перекрытия интервала осложнений и не имеющие связи с предыдущими или последующими обсадными колоннами.

Секционный спуск обсадных колонн и крепление скважин хвостовиками являются, во-первых, практическим решением проблемы спуска тяжелых обсадных колонн и, во-вторых, решением задачи по упрощению конструкции скважин, уменьшению диаметра обсадных труб, а также зазоров между колоннами и стенками скважины, сокращению расхода металла и тампонирующих материалов, увеличению скорости бурения и снижению стоимости буровых работ.

Для тяжелых условий бурения (искривление ствола, большое количество долблений) и конструкции скважины предусматриваются специальные виды промежуточных обсадных колонн -- поворотные или сменные.

Эксплуатационная колонна -- последняя колонна обсадных труб, которой крепят скважину для разобщения продуктивных горизонтов от остальных пород и извлечения из скважины нефти или газа или, наоборот, для нагнетания в пласты жидкости или газа. Иногда в качестве эксплуатационной колонны может быть использована (частично или полностью) последняя промежуточная колонна.

Основные параметры конструкций скважины -- количество и диаметр обсадных колонн, глубина их спуска, диаметр долот, которые необходимы для бурения под каждую обсадную колонну, а также высота подъема и качество тампонажного раствора за ними, обеспечение полноты вытеснения бурового раствора.

Разработка конструкции скважины базируется на следующих основных геологических и технико-экономических факторах:

а) геологические особенности залегания горных пород, их физико-механическая характеристика, наличие флюидосодержащих горизонтов, пластовые температуры и давления, а также давление гидроразрыва проходимых пород;

б) назначение и цель бурения скважины;

в) предполагаемый метод заканчивания скважины;

г) способ бурения скважины;

д) уровень организации техники, технологии бурения и геологическая изученность района буровых работ;

е) уровень квалификации буровой бригады и организация материально-технического обеспечения;

ж) способы и техника освоения, эксплуатации и ремонта скважины.

2. Расчет диаметров долот и обсадных колонн

скважина обсадный геологический бурение

Расчет ведем снизу вверх для всей конструкции скважины. Диаметр последней спускаемой в скважину колонны известен до начала расчета:

Поэтому расчет начинаем с определения диаметра долота для бурения последнего интервала:

, (2.1)

где - диаметр муфты обсадных труб последней колонны (в нашем случае эксплуатационной);

- величина зазора между стенкой скважины и муфтой.

В таблице 3.1 приведены необходимые для расчета справочные данные.

Таблица 2.1 Диаметры труб и их муфт по ГОСТ 632-80 и рекомендуемые зазоры

Полученный по формуле (3.1) диаметр округляется до ближайшего большего диаметра долота по ГОСТ 20692-75: 151,0; 165,1; 190,5; 215,9; 244,5; 269,9; 295,3; 320,0; 349,2; 393,7; 444,5; 490,0 мм.

Далее следует расчет диаметра предыдущей колонны:

, (3.2)

где - запас, обеспечивающий спуск долота в скважину через эту колонну:

, мм, (3.3)

где - ожидаемая толщина стенки обсадной трубы, принимаем =10 мм.

Рассчитываем диаметр технической:

Диаметр трубы, полученный по формуле (3.2), округляем до ближайшего большего в соответствии с таблицей 3.1:

= 219,1 мм;

Рассчитываем диаметр породоразрушающего инструмента для бурения под техническую колонну:

D_д.техн. = 244,5 + 2 • 10 = 264,5 мм;

D_д.техн. = 269,9 мм;

Рассчитываем внутренний диаметр кондуктора :

= 269,9 + 2 • 13 = 295,9 мм;

= 298,5 мм;

Рассчитываем диаметр породоразрушающего инструмента для бурения под кондуктор:

= 323,9 + 2 • 15 = 353,9 мм;

= 393,7 мм;

Определяем внутренний диаметр колонны под направления:

= 393,7+2 мм;

= 431,8;

Определяем диаметр породоразрушающего инструмента для бурения под направление:

= 406,4+2 • 15 = 456,4 мм;

= 490,0 мм.

Все результаты расчетов приведены таблице 2.2.

Таблица 2.2 Результаты

Список использованной литературы

скважина бурение обсадная колонна

1. ГОСТ 632-80 - Трубы обсадные и муфты к ним.

2. ГОСТ 20692-2003 - Долота шарошечные.

3. Справочник «Бурение. наклонных скважин» А.Г.Калинин Н А.Григорян 1990г. 348стр.

4. Учеб. для вузов/А. Н. Попов, А. И. Спивак, Т. О. Акбулатов и др.; Под общей ред. А. И. Спивака. -- М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2003. -- 509 с

Размещено на Allbest.ru