Разработка проекта заканчивания нефтегазовой скважины
Литолого–стратиграфическая характеристика разреза скважины. Обоснование способа вхождения в продуктивную залежь. Методы определения диаметров обсадных колонн и долот. Порядок вычисления необходимого давления гидроразрыва пород в продуктивном пласте.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 21.01.2016 |
Размер файла | 64,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Размещено на http://www.allbest.ru
Введение
В отечественной и зарубежной практике разведки и разработки залежей углеводородов большое внимание уделяется проблемам заканчивания нефтяных и газовых скважин. Объясняется это тем, что технико-экономические, качественные и экономические показатели освоения и ввода скважин в эксплуатацию на ранней и последующих стадиях разработки нефтегазовых месторождений в значительной степени определяется результатами буровых работ на стадий заканчивания скважин.
Вместе с тем, что от качественного вскрытия продуктивных пластов, во многом зависит объем и достоверность первичной информаций о геолого-физических и фильтрационно-емкостных характеристиках объектов, поиски и разведки залежей углеводородов, существенно повышаются эффективность и темпом этих работ.
1. Геологическая часть
1.1 Общие сведения о районе работ
Таблица 1
Наименование единицы измерения |
Значение, название величины |
|
1. Наименование площади 2. Блок (номер, название) 3. Административное расположение - область - район 4. Температура воздуха среднегодовая 5. Температура максимальная летняя 6. Температура минимальная зимняя 7. Среднегодовая количество осадков 8. Продолжительность отопительного периода в году 9. Азимут преобладающее направления ветра 10. Наибольшая скорость ветра 11. ММП (интервал залегания) 12. Сведения о площади строительства и подъездных путях: - рельеф местности - состояние грунта - толщина снежного покрова - толщина почвенного покрова - характеристика растительного покрова 13. Характеристика подъездных дорог - характер покрытия - высота насыпи. 14. Протяженность магистральной дороги 15. Источник водоснобжения 16. Источники электроснабжения 17. Средства связи |
Уренгойское ЧД Тюменская Янао -8С 30С -54С 500-600 мм 284 сут. Южное 28-30 м/с 0-380 м сильно заболоченная, слабовсхолмленная равнина с большим количеством рек, озер. Абсолютные отметки от 5 до 50 м Мерзлый 1-2 м 20-50 см тундра кустарниковая, по берегам рек-березы - бетонное - до 100 см. 65 км. 1. Артзианская скважина. 2. Местные источники (реки, озера) ЛЭП Радиостанция. |
1.2 Литолого-стратиграфическая характеристика разреза скважины
Таблица 2
Глубина залегания |
Элементы залегания (падение пластов по подошве ) |
Стандартные описание горной породы: полное название. характерные признаки (структура, текстура, минеральный состав и т.д.) |
|||
от кровли |
до подошвы |
мощность |
Угол (град, мин.) |
Торф, супеси, глины, пески Пески Пески, глины аливролитовые Глины алевритистые. опоковые, диатоновые Пески и песчаники серые тонкозернистые с прослоями глин,в нижней части глинистые отложения,глины серые, алевритистые, с включениями алевролитового материала. Глины слабоалевролитистые в нижней части опоковидные Глины плотные, аргилитоподобные Песчаники и алевролиты с прослоями глин Переслаивание песчанников, алевролитов с преобладанием аргиллитов Неравномерное переслаивание песчано-Алевролитовых и глинистых пластов |
|
0 38 86 136 184 240 300 464 556 820 997 1054 1112 2009 2793 |
38 86 136 184 240 300 464 556 820 997 1054 1112 2009 2793 3000 |
38 48 50 48 65 51 164 92 264 157 77 58 897 784 207 |
0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 до 1 |
1.3 Давление и температура по разрезу
Таблица 3
Интервал, м |
Градиенты |
Температура С |
||||||
От(верх) |
До (низ) |
Пласт. Давл., МПа/м |
Порового МПа/м |
Гидроразрыва пород, МПа/м |
Горного, МПа/м |
Геотермического Гр/м |
||
0 |
38 |
0.01 |
н/опр. |
0.0150 |
н/опр. |
2.1 |
-3-4 |
|
38 |
86 |
0.01 |
- |
0.0151 |
- |
- |
-4-5 |
|
86 |
136 |
0.01 |
- |
0.0156 |
- |
- |
-4-5 |
|
136 |
300 |
0.01 |
- |
0.0152 |
- |
- |
0.5 |
|
300 |
556 |
0.01 |
- |
0.0160 |
- |
- |
1-9 |
|
556 |
820 |
0.01 |
- |
0.0150 |
- |
3.89 |
9-19 |
2. Обоснование способа вхождения в продуктивную залежь
Обоснование и проектирование конструкций скважины.
Под способом вхождения в пласт понимается последовательность операций разбуривания и крепления не посредсвенно продуктивной залежи.
На Уренгойском месторождении продуктивный пласт вскрывают по всей толщине, перекрывают эксплуатационной колонной с последующим цементированием и перфорацией.
Приведенная конструкция забоя скважины обеспечивает более надежное крепление забоя и сохранение диметра скважины. В этом варианте обсадная колонна с заранее приготовленными отверстиями в нижней части устанавливается в нижней части продуктивного пласта. После этого эксплуатационная колонна полностью цементируется. Цементируется так же интервал продуктивного пласта. После затвердевания цементного раствора производят перфорацию в продуктивном интервале.
К преимущество такой конструкций относятся:
- наиболее простая технология заканчивания скважин;
- более надежная изоляция продуктивного горизонта, чем при конструкций с открытым забоем;
- возможности до вскрытия продуктивных интервалов;
- сохранение устойчивости забоя скважины и проходного сечения при длительной эксплуатации.
Однако при такой конструкции забоя эксплуатационных скважин призабойная зона продуктивных пластов подвергается максимальному воздействию факторов, приводящих к кольматации и закупорке флюидонасыщенных пород и снижению потенциальной продуктивности скважин. Наибольший ущерб фильтрационным свойствам пород в призабойной зоне наносится при первичном вскрытии пласта и цементирования обсадной колонны.
Скважина является долговременным капитальным сооружением. Конструкция ее должна быть прочной, обеспечивать герметичность разобщения всех проницаемых пластов, вскрытия при бурении. Вместе с тем, конструкция должна быть экономной, включать в себя минимальное количество обсадных колонн.
В связи с тем, что продуктивный пласт сложен из слабоцементированного песчаника, происходит вынос песка из пласта в скважину. При этом происходит вынос песка из пласта в скважину. При этом происходит разрушение призабоиной зоны, а также образование в интервале перфорации песчаных пробок, что приводит к уменьшению дебита.
Для предотвращения выноса песка из пласта на забой спускают песчаные фильтры различной конструкции. Предпочтение отдается гравийным фильтрам, которые устанавливаются внутри перфарационной колонны и в интервале открытого продуктивного пласта.
Они обеспечивают техническую политику и удовлетворяют требованиям безопасности.
В последнее время в новых скважинах буровые бригады сразу после крепления.
Скважины эксплуатационной колонной и перфорации устанавливают фильтр, а в старых скважинах фильтры устанавливаются бригадами капитального ремонта.
3. Расчет обсадных колонн
3.1 Выбор конструкции скважины
Определяем конструкцию скважины исходя из значений пластового давления и давления гидроразрыва пород.
Определим плотность промывочной жидкости
Весь интервал 0-3000 м, можно пробурить на буровом растворе одной плотности.
Выбираем промывочную жидкость из условия:
,
где с бр отн - относительная плотность бурового раствора (по воде); коэффициент запаса; коэффициент пластового давления; коэффициент гидроразрыва пород, принимаем минимальное значение.
Принимаем плотность бурового раствора равной 1050 кг/м3.
Из вышеуказанного следует, что крепление скважины можно провести только одной колонной. Однако на Уренгойской площади применяется следующая конструкция скважин:
1. Кондуктор. Спускается до отметки 550 м для перекрытия зоны мерзлых пород с целью предотвращения перетоков газа, образования грифонов в случае аварийного выброса и закрытия скважины.
2. Промежуточная колонна. Спускается до отметки 1380 м с целью предотвращения перетоков газа, образования грифонов в случае аварийного выброса и закрытия скважины.
3. Эксплуатационная колонна. Спускается с целью изоляции продуктивных пластов и добычи (нефти) газа и газоконденсата.
Иногда для крепления устья, предотвращения его размыва на глубину 12 метров спускают направление.
3.2 Определяем диаметры обсадных колонн и долот
1. Эксплуатационная колонна.
Диаметр эксплуатационной колонны дает заказчик.
В нашем случае диаметр обсадной колонны равен 168.3 мм,
Выбираем долото диаметром Дд=215.9 мм
2. Промежуточная колонна
где внутренний диаметр обсадной колонны; зазор между долотом и обсадной колонной.
Принимаем колонну
3. Кондуктор:
Принимаем
4. Направление
Принимаем
Результаты расчетов заносим в таблицу 4.
Таблица 4
Обсадная колонна |
|||||
Направление |
426 |
406 |
10 |
490 |
|
Кондуктор |
323.9 |
304.9 |
9.5 |
393.7 |
|
Промежуточная |
244.5 |
224.5 |
10 |
295.7 |
|
Эксплуатационная |
168.3 |
215.9 |
3.3 Выбор ПВО
Выбираем противовыбросовое оборудование. Определяем устьевое давление после
Полного заполнения скважины газом:
где пластовое давление;
Z= 1.05;
Т- температура газа в пластовых условиях;
Н1- глубина залегания продуктивного пласта;
- относительная плотность газа (по воздуху)
Для герметизации устья используют колонную головку типа ОКК-2-35-168*245*323.9*426.
Для герметизации устья требуется ПВО с рабочим давлением более 24.77 и диаметром проходных отверстии в превенторах 216 мм.
Комплектность оборудования противовыбросового:
ОП-2-230*35
Тип универсального превентора ПУ 1-230*35
Тип плашечного превентора ППГ-230*35
Тип манифольда МПБ 2-80*35
Масса комплекта 16000 кг.
3.4 Расчет эксплуатационной колонны на прочность
Таблица 5
Интервал по вертикали, м |
Угол наклона ствола, град |
Отклонение, м |
Удаление, м |
Глубина скважины подлине ствола, м |
|||||||
от |
до |
длина |
в начале |
В конце |
средний |
За интервал |
общее |
За интервал |
общее |
||
0 |
550 |
550 |
0 |
0 |
00 |
0 |
0 |
0 |
0 |
550 |
|
550 |
580 |
30 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
580 |
|
580 |
762 |
182 |
0 |
26.39 |
13.20 |
42.6 |
42.6 |
6.6 |
6.6 |
768 |
|
762 |
1380 |
618 |
26.39 |
26.39 |
26.39 |
306.8 |
349.4 |
71.9 |
78.5 |
1458 |
|
1380 |
2690 |
1310 |
26.39 |
26.39 |
26.39 |
650.1 |
909.5 |
152.4 |
231.0 |
2020 |
|
2690 |
3000 |
310 |
26.39 |
10.07 |
18.23 |
102.1 |
1101.6 |
16.4 |
247.3 |
3246 |
Эксплуатационная колонна цементируется на всю длину, до устья. В интервале 3000-2600 м (по высоте) применяется раствор плотностью 1800 кг/м3. От отметки 2600 м и до устья колонна цементируется цементным раствором с плотностью 1500 кг/м3. Техническая промежуточная колонна спущена на глубину 1380 м. В интервале 2690-2975 м находится пять продуктивных пропластков. Расчет колонны производим по нижнему пропластку, который залегает в интервале 2954-2975 м ( h=21м). Давление в пласте на момент начала разработки Скважина заканчивается глинистым раствором плотностью . Герметичность колонны будет определяться опрессовкой, проводимой продавочной жидкостью с плотностью сразу после получения «стоп». Эксплуатация заканчивается при Глубина скважины по длине составляет 3246 м.
1. Определим наружное давление после получения сигнала «стоп».
где плотность цементного раствора в интервале 3000-2600; плотность цементного раствора в интервале 2600-0; ускорение свободного падения.
2. Определяем внутреннее давление в колонне во время опрессовки
Так как на устье получается вакуум, то поднимаем насосами давление до 20 МПа. Тогда на забое давление будет равно:
3. Определяем внутреннее избыточное давление в 3х точках:
Ом, 2600 м, 3000 м.
Ом:
2600 м:
3000 м;
4. Определяем давление в эксплуатационной колонне при эксплуатации.
5. Определяем внутреннее избыточное давление:
Ом:
3000 м:
6. Определяем наружное избыточное давление.
Оно будет наибольшим в конце эксплуатации перед ликвидации скважин:
Ом:
3000 м:
Расчет эксплуатационной колонны относительно внутреннего давления ведем:
- с отметки 3000 м до 1100 м по внутреннему избыточному давлению при опрессовке;
- с отметки 1100 м до 0 по внутреннему по избыточному давлению в начале эксплуатации.
Относительно наружного давления расчет ведем по наружному избыточному давлению в конце эксплуатации.
Расчет производим по длине ствола скважины.
1-ый участок Н=3000 м L=315 м.
где коэффициент запаса прочности (1.051.15); сминающее давление; внутреннее давление, при котором возникает предел текучести материала труб; предельная страгивающая нагрузка; суммарная нагрузка колонны труб.
Выбираем трубы категории «Д» с
условие прочности выполняется. Длина участка 315 м.
2-ой участок Н=2700 м L=892 м.
Выбираем трубы категории «Д» с
условие выполняется
- условие прочности выполняется.
3-ий участок Н=1900 м L=1005 м
Выбираем трубы категории «Д» с
Длина участка 900 м.
Условие выполняются.
4-ый участок Н=1000 м L=1034 м
Выбираем трубы категории «Е» с
условие выполняется.
Таблица 6
Интервал по глубине, м |
Интервал по длине, м |
Длина участка, м |
Категория прочности |
Толщина участка, мм |
|
3000-2700 |
3246-2931 |
315 |
Д |
12.1 |
|
2700-1900 |
2931-2039 |
892 |
Д |
10.6 |
|
1900-1000 |
2039-1034 |
1005 |
Д |
8.9 |
|
1000-0 |
1034-0 |
1034 |
Е |
8.9 |
4. Обоснование режима спуска обсадной колонны
При спуске колонны труб возникает опасность гидроразрыва пород из-за эффекта поршневания. Поэтому необходимо ограничивать скорость спуска колонны труб.
Рассчитываем максимально допустимую скорость спуска эксплутационной колонны в момент нахождения башмака в районе продуктивного пласта (Н=2954-2975).
Гидростатическое давление на глубине 2954 м, создаваемое буровым раствором будет равно:
Давление гидроразрыва пород в продуктивном пласте равно:
Запас давления составляет:
где коэффициент линейных потерь; L-длина участка; u- скорость движения жидкости; внутренний диаметр скважины; диаметр обсадной колонны; увеличение давления.
Определяем критическую скорость движения жидкости, при которой происходит переход из ламинарного движения в турбулентный.
где статическое напряжение сдвига, Па.
Зададимся скоростью спуска
Рассчитываем при движении обсадной колонны в обсаженной части скважины.
где скорость движения жидкости в кольцевом пространстве; диаметр эксплуатационной колонны; диаметр проходного сечения; коэффициент режима движения жидкости.
Предположим, что режим турбулентный. Тогда
наше предположение верно.
Число Рейнольдса:
где вязкость жидкости.
Рассчитываем при движении обсадной колонны в необсаженной части скважины.
Общее увеличение давления
Увеличиваем скорость спуска до 3 м/с и повторяем расчет
при движении обсадной колонны в обсаженной части скважины.
при движении обсадной колонны в необсаженной части скважины:
Общее увеличение давления
Максимально допустимая скорость спуска эксплуатационной колонны V=2,92м/с
5. Обоснование способа цементирования
скважина стратиграфический обсадной гидроразрыв
Интервал от забоя до отметки 2600 м цементируем раствором при относительном водосодержания 0.5 из тампонажного портландцемента.
Протяженность этого интервала по длине ствола составляет 425.5 м.
Интервал 2600-0 м цементируем облегченным цементным раствором
При плотности твердой фазы портландцемента плотности твердой фазы бентонитового глинопорошка
при В/Ц=0.8;
Способ цементирования выбираем одноступенчатый. В качестве буферной жидкости выбираем воду с Плотность промывочной жидкости 1050 кг/м3
Плотность продавочной жидкости 1050 кг/м3.
6. Расчет цементирования обсадной колонны
6.1 Определение потребного количества материалов и агрегатов
Объем портландцемента для нижнего интервала:
где коэффициент резерва, вводимый для компенсации влияния факторов, которые не поддаются учету, - соответственно средний диаметр скважины и наружный диаметр колонны в пределах нижнего участка, м; - внутренний диаметр колонны близ башмака, м; - высота (длинна) цементного стакана, оставляемого в колонне, м.
Объем облегченного цементного раствора.
а) для необсаженной части
.
б) для обсаженной части
Объем продавочной жидкости:
Масса тампонажного портландцемента:
Масса облегченного цемента:
Из них: - масса портландцемента
- масса глины
Объем воды для приготовления необлегченного раствора:
Для облегченного раствора
Объем буферной жидкости
Число смесительных машин 1АС-20 с вместимостью бункера 14.5м3 для приготовления необлегченного раствора - насыпная плотность портландцемента:
выбираем 1ЦСМ;
для облегченного цементного раствора
выбираем 4 ЦСМ.
Суммарное количество цементосмесительных машин:
машин.
Производительность 1 ЦСМ для тампонажного раствора:
где - объемная скорость подачи сухого тампонажного материала в гидросмеситель.
Рассчитываем режим работы для смесительных машин (водонапорный насос может нагнетать в гидросмеситель 13 л/с воды под давлением 1.5 МПа)
для ЦР:
для ОЦР:
- для ЦР
- для ОЦР
Для закачки облегченного цементного раствора, продавочной и буферной жидкостей используем агрегаты ЦА-320М.
6.2 Последовательность закачки жидкостей в скважину
1. На 4 скорости агрегат ЦА-320М с Q=14,5 л/с закачивает 3,5 м3 буферной жидкости.
2. На 4 скорости 4 агрегата ЦА-320М с суммарной подачей 58 л/с закачивают 49.03 м3 ОЦР.
3. На 4 скорости 1 агрегат ЦА-320М закачивает 7,23 м3 с Q=14.5 л/с.
4. 1 агрегат с Q=14,5 л/с закачивает 2 м3 продавочной жидкости на 4 скорости, затем к нему присоединяются 2 агрегата и вместе они начинают продавливать продавочную жидкость. При устьевом P=6 МПа один агрегат прекращает подачу, затем оставшиеся 2 агрегата переключаются на 3 скорость, после некоторого времени на 2-ю и оставшиеся 2 м3 продавочной жидкости закачиваются 1-им агрегатом на 1-ой скорости.
Определяем время цементирования:
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Литолого–стратиграфическая характеристика разреза скважины: геологические условия проводки, нефтегазоносность. Расчет обсадных колонн, технологическая оснастка, конструкция. Подготовка буровой установки к креплению скважины, испытание на продуктивность.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 30.06.2014Геолого-геофизическая, литолого-стратиграфическая характеристика и нефтеносность месторождения. Проектирование режимов способа бурения скважины. Разработка гидравлической программы проводки скважины. Расчет затрат на бурение и сметной стоимости проекта.
дипломная работа [3,3 M], добавлен 11.06.2015Сведения о районе строительства нефтяной скважины. Геологическая и литолого-стратиграфическая характеристика разреза. Проектирование конструкции и профиля скважины. Выбор буровых растворов и способа бурения. Предупреждение и ликвидация пластовых флюидов.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 27.03.2015Характеристика литолого-стратиграфического разреза. Возможные осложнения при строительстве скважины. Особенности геофизических работ в скважине, проектирование ее конструкции. Выбор конструкции забоя и расчет глубины скважины. Выбор способа бурения.
курсовая работа [618,1 K], добавлен 28.12.2014Проблемы строительства скважин на Карсовайском нефтегазовом месторождении по причине осыпей, обвалов и прихватоопасных зон. Литолого-стратиграфическая характеристика и физико-механические свойства горных пород по разрезу. Расчет конструкции скважины.
курсовая работа [510,0 K], добавлен 16.09.2017Обоснование выбора конструкции скважины, параметры промывочных растворов. Характеристика выбора способа бурения и проектирование его режимов. Методы ликвидации аварий. Анализ и расчет способов вхождения в продуктивный пласт и освоения нефтяной скважины.
курсовая работа [368,8 K], добавлен 08.06.2011Литолого-стратиграфическая характеристика разреза скважин. Данные по нефтегазоводоносности разреза с характеристикой пластовых флюидов. Определение потребного количества буровых растворов, расхода компонентов по интервалам бурения. Конструкция скважины.
курсовая работа [126,5 K], добавлен 20.12.2013Строительство скважины и конструкции в горно-геологических условиях. Обоснование требуемого количества обсадных колонн и глубин их спуска. Расчет гидравлической программы, потерь давления в циркуляционной системе. Бурение многолетних мерзлых пород.
курсовая работа [642,2 K], добавлен 17.12.2014Определение особенностей обсадных колонн, предназначенных для изоляции стенок скважин. Анализ условий нагружения обсадной колонны, которые зависят от глубины ее спуска, сложности строения геологического разреза, назначения скважины и назначения колонны.
курсовая работа [925,2 K], добавлен 05.02.2022Расчет конструкции скважины, числа спущенных в нее обсадных колон, их длины, диаметра и интервала цементирования. Определение диаметра долота под эксплуатационную и промежуточную колонну. Внутренний диаметр обсадной трубы скважины под кондуктор.
контрольная работа [16,6 K], добавлен 19.11.2013