заканчивание скважин(лекции)

Подраздел-8 - Углубление скважины

Подраздел посвящен обоснованию выбора способов бурения разных интервалов скв., типоразмеров долот и ЗД, разработке режимов бурения, расчету КНБК, обеспечивающей соблюдение выбранного профиля скв., выбору средств для контроля положения ствола скв. в пространстве, расчету БК и потребности в БТ. Распределение потерь давления на преодоление гидравлических сопротивлений в цируляционной системе буровой, а также выбору оснастки талевой системы.

Расчет БК на прочность проводится в зависимости от способа бурения и состояния ствола на все виды деформаций в соотв. с требованиями “Инструкции по расчету БК”. Запасы прочности БК при воздействии на нее статической осевой растягивающей нагрузки и крутящего момента, а также изгибающей нагрузки должны быть для роторного бурения 4.5, для турбинного 4.1. Запас прочности БК при применении клинового захвата и при воздействии на БТ Pин и Pив должен быть не менее 1.15.

Во избежание ГНВП и обвалов стенки скв., в процессе подъема БК следует производить долив БР в скв., режим долива д.б. непрерывным с поддержанием уровня на устье в скв. Св-ва БР, доливаемого в скв. не должны отличаться от св-в БР, находящегося в скв.

Подъем БК при наличии сифона или поршневания запрещается. При их появлении, подъем следует прекратить, провести промывку с вращением и расхаживанием колонны БТ. При невозможности устранить сифон, подъем труб следует производить на скоростях, при которых обеспечивается равенство доливаемого и извлекаемого объемов раствора.

В КНБК включаются все эл-ты, установленные от забоя до БТ, в том числе долото или бур. головка, ЗД, калибраторы, стабилизаторы, маховики, расширители, центраторы, УБТ, отклонители, БТ спец. назначения.

Подраздел-9 – Крепление скважин.

В подразделе рассм. вопросы технологии и техники крепления скв., приводятся рез-ты расчета ОК на прочность, необходимых усилий натяжения колонны при обвязке устья. Приводятся параметры и технология спуска ОК, обоснование размещения эл-ов технологической оснастки по длине колонны, выбор способов и расчет наружных и внутренних давлений и давления опрессовки ОК. Построение эпюр Pин и Pив, выбор способов цементирования и рецептур тампонажных и буферных жидкостей. Расчет цементирования, выбор цементировочной техники, способов контроля кач-ва цементирования, выбор колонных головок и ПВО.

Подраздел имеет 3 части: ОК; цементирование ОК; оборудование устья скв..

Требования к конструкциям скважин при составлении проекта конструкции скв., части надежности, технологичности и безопасности должны обеспечивать:

Максимально возможное использование пластовой энергии ПП в процессе эксплуатации за счет оптимальной конструкции забоя и диаметра ЭК.

Применение эффективного оборудования, оптимальных способов и режимов эксплуатации, поддержания Pпл, теплового воздействия и других методов повышения нефтеотдачи пластов.

Условия безопасного ведения работ без аварий и осложнений на всех этапах строительства и экспл. скв.

Получение необходимой горно-геологической информации по вскрываемому разрезу.

Условия охраны недр и окружающей сферы в первую очередь за счет прочности и долговечности крепи скв., герметичности ОК и к.п., а также изоляции флюидосодержащих горизонтов др. от др. и от проницаемых пород и дневной поверхности.

Максимальную унификацию по типоразмерам ОК и ствола скв.

Оптимальное число ОК и глубины установки их башмаков при проектировании конструкции скв., определяются кол-ом зон с несовместимыми условиями проводки ствола и градиентом Pпл и давлений гидроразрыва (поглощений) пластов, прочности и устойчивости пород.

Башмак ОК, перекрывающий породы, склонные к текучести, следует устанавливать ниже их подошвы или в плотных пропластках.

До вскрытия продуктивных и напорных водоносных горизонтов, должен предусматриваться спуск минимум 1-ой технической колонны или кондуктора до глубины, исключающей возможность размыва пород после полного замещения БР в скв. пластовым флюидом, или смесью флюидов различных горизонтов, и герметизация устья скв.

Выбор и расчет ОК на прочность производится с учетом максимальных ожидаемых Pин и Pив при полном замещении р-ра пластовым флюидом или ГЖС, снижением уровня, а также осевых нагрузок на трубы и агрессивности флюида на стадиях стр-ва и экспл. скв. на основании действующих инструкций.

Прочность технической колонны и установленного ПВО должна обеспечить:

• герметизацию устья скв. в случаях ГНВП, выбросов и открытого фонтанирования с учетом дополнительного давления, необходимого для их ликвидации.

• противостояние давлению гидростатического столба БР максимальной плотности.

• противостояние воздействию максимальных сминающих нагрузок в случаях открытого фонтанирования или поглощения с падением уровня БР, а также в интервале пород, склонных к текучести.

Мероприятия по повышению качества разобщения пластов.

ОК в пределах интервала цементирования должны оснащаться эл-ми технологической оснастки, номенклатура и кол-во которых определяются проектом на стр-во скв., а места установки уточняются в рабочем плане на спуск колонны.

Режим спуска ОК и гидравлическая программа цементирования должна рассчитываться и осуществляться т.о., чтобы обеспечить минимально возможную репрессию на ПП и не допускать осложнений, связанных с гидроразрывом пород и поглощением. В процессе цементирования должна обеспечиваться регистрация параметров, характеризующих процесс.

Выбор тампонажных материалов и р-ров на их основе должен осуществляться с учетом следующих требований:

• тамп. мат-лы и сформированный из него ц.к. должны соответствовать диапазону статических температур в скв по всему интервалу цементирования.

• рецептура тамп. р-ра подбирается по динамической температуре и давлению, ожидаемым в цементируемом интервале скв.

• плотность тамп. р-ра должна быть как правило не ниже плотности БР. Ограничением верхнего предела явл. недопущение разрыва пород в процессе цементирования.

• ц.к., при наличии в инт-ле агрессивных сред, должен быть коррозионно стойким к этим средам.

В целях сохранения природной проницаемости пористых и пористо-трещиноватых

коллекторов, необходимо применение седиментационно-устойчивого тамп. р-ра с минимально возможной фильтрацией и общей минерализацией, приближающейся к минерализации бурового раствора, применяющегося при вскрытии этих горизонтов.

Применение цемента без проведения лаб. анализа для условий предстоящего цементирования ОК запрещается.

Расчетная продолжительность цементирования ОК не должна превышать 75% от времени начала загустевания тамп. р-ра.

В процессе бурения, техническая колонна должна проверяться на износ для определения ее остаточной прочности.

Перед подготовкой ствола скв. и спуска ОК, должен быть произведен комплекс электрометрических работ и др. исследований, необх. для детального планирования процесса крепления. Особое внимание должно быть уделено подготовке ствола скв. к спуску ОК и цементированию.

По инклинограмме, выясняют участки резких изменений зенитного и азимутального углов, участки сужения, выступов и перегибов ствола скв. Прорабатывают новым долотом и расширяют до нормального диаметра. Проработка обычно ведется со скоростью 35-40м/час. А участки наиболее опасных сужений и перегибов со скоростью 20-25м/час. Жесткость КНБК при проработке должна по возможности соотв. жесткости ОК, подлежащей спуску, особенно в тех случаях, когда прорабатываются интервалы интенсивного искривления.

После проработки и промывки глубокой скв., ствол ее шаблонируют, для этого в скв. спускают на БК компановку из 3-4^-х ОТ и убеждаются в том, что она доходит до забоя без посадок. По окончании шаблонирования, скв. промывают в течении 1.5-2 циклов циркуляции с целью полного удаления шлама. Во время промывки следует поддерживать турбулентный режим течения жидкости в к.п..

При наличии в разрезе флюидосодержащих пластов с АВПД, необх. устанавливать на ОК заколонные пакера для разобщения пластов с разными Pпл.

Центрирование ОК на гориз-ом участке ствола скв. обычно производится жесткими центраторами. Необходимо также устанавливать турбулизаторы, скребки и заколонные пакера в зависимости от геологической хар-ки горных пород и состояния ствола скв. При цементировании ГС, 30% гориз. участка д.б. отцентрировано.

Кол-во и св-ва буф. ж-ти должно обеспечивать полное вытеснение ПЖ цементным раствором. Буф. ж-ти должны обладать смывающим воздействием на глинистую корку.

В процессе цементирования ОК, необх. осуществлять их расхаживание на 0.7 длины трубы с периодическим проворачиванием.

Подраздел-10 – Испытание скважин.

Испытание разв. и экспл. скв. после бурения производится с целью определения гидродин. хар-к коллекторов, оптимального режима эксплуатации, оценки промышленных запасов нефти и газа, определение оптимальных дебетов и составление проекта разработки месторождений.

Содержание 10^-го подраздела составляют вопросы вскрытия газо-нефтяных пластов и испытания скв. на продуктивность, обоснования выбора способа первичного вскрытия ПП, выбор аппаратуры для опробования перспективных объектов в процессе бурения, режимов опробования, расчет продолжительности работ по опробованию, выбор способа вторичного вскрытия и ж-ти для заполнения ЭК в этот период, способа создания депрессии для вызова притока из пласта, выбор и расчет колонны НКТ, выбор оборудования для испытания скв, расчет режимов и продолжительности испытания, обеспечивающие необходимости стимулирующего воздействия на испытуемые объекты.

Мероприятия по повышению эффективности работ по испытанию скважин.

Работы по освоению и испытанию скв. м.б. начаты при обеспечении следующих условий:

• высота подъема цементного р-ра за ЭК отвечает проекту и требованиям охраны недр;

• ЭК прошаблонирована, опрессована совместно с колонной головкой превенторной установкой, герметична при макс. ожидаемом давлении на устье скв.

• устье с превенторной установкой, манифольдный блок и выкидные линии оборудованы и обвязаны в соотв. с утвержденной схемой.

Комплекс работ по освоению скв. должен предусматривать меры, обеспечивающие:

• исключение закупорки пласта при вторичном вскрытии

• сохранение скелета пласта в призабойной зоне

• предупреждение прорыва пластовой воды и газа из газовой “шапки”

• термогидрогазодинамические иссл. по определению кол-ой и кач-ой хар-ки пласта и его геофиз. пар-ов.

• сохранение восстановления или повышения проницаемости ПЗП.

• предотвращение неконтролируемых ГНВП и открытых фонтанов.

• охрана недр и окружающей среды.

Приток флюида из пласта вызывается путем создания регламентируемой депрессии за счет:

• замена БР на р-р меньшей плотности (тех. вода+ПАВ или дегазированная нефть), при этом разница в плотностях последовательно заменяемых ж-ей не должна быть более 0.5-0.6г/см³. При большей разнице плотностей, должны быть снижены темпы снижения противодавления на пласт.

• использование пенных систем

Снижение уровня ж-ти в ЭК нагнетанием воздуха запрещается

• для этой цели должен использоваться инертный газ или природный газ от соседней скв.

Подраздел-11 – Дефектоскопия и опрессовка.

В подразделе приводятся данные по видам операций и объемам работ по дефектоскопии БИ передвижной дефектоскопической лаб-ей по опрессовке оборудования и используемой для этого техники.

Подраздел-12 – Строительные и монтажные работы.

В него включены: расчет объемов подготовительных и строительно-монтажных работ по

скв. (рубка и корчевание леса, прокладка подъездного пути, планирование площадки, рытье траншей и котлованов, сооружение трубопроводов, линий электропередач и телефонной связи и т.д.), обосновывание выбора источника водоснабжения. В этом подразделе выбирают доп. оборудование и комплектацию БУ, необх. для стр-ва проектируемой скв., но не входящего в выбранный комплект.

Оборудование устья скв. спец. ПВО, обеспечивающим управлением скв. при наличии

ГНВП при углублении скв. Установка дегазаторов и обвязки циркуляционной системы с исп. факела и др. мероприятий. Приводится спецификация конструктивных узлов вышки и привышечных сооружений, сведения по монтажу оборудования и его передвижке при кустовом бурении. При групповом проекте, если испытание скв. будет производиться с помощью спец. установки или агрегата, то определяется объем работ по их монтажу. Приводятся объемы работ теплофикационной котельной установке и ее спецификация.

Подраздел-13 – Продолжительность стр-ва скв.

Проектная продолжительность стр-ва скв. включает прод-сть строительно-монтажных работ, подготовительных работ по креплению, бурению и креплению, испытанию в процессе бурения и после крепления ЭК, а также работы по интенсификации притока из пласта.

Продолжительность стр-ва скв. определяется в сутках, с точностью до одного знака после запятой. При расчете проектной продолжительности стр-ва скв., применяются действующие нормативные документы.

Подраздел- 14 – Механиз. и автоматиз. технолог. процессов, средства контроля и автоматизации.

Приводятся ср-ва автоматиз. и механиз. контроля и диспетчеризации.

Действующие БУ, в зависимости от типа должны быть оснащены необх. перечнем ср-в

контроля за процессом бурения, работой дизельных и электр. установок укомплектованных заводом-изготовителем. Обязательными для каждой буровой являются индикаторы веса с пишущими и показывающими манометрами и вергером. Манометры, приборы контроля газонасыщенности б.р. На площадях, где ожидаются сероводороды – приборы для контроля концентрации сероводорода.

Подраздел-15 – Техника безопасности, санитария промысла и противопожарная техника.

Приводится инф. по нормативно-справочным материалам в объеме действующих в отрасли государственных и отраслевых стандартов по следующим направлениям:

• основные требования и мероприятия по технике безопасности и противопожарной технике

• основные требования и мероприятия по промышленной санитарии и гигиене труда.

• средства коллективной защиты от шума и вибрации

• нормы освещенности

• ср-ва контроля воздушной среды

• санитарно-бытовые помещения

• первичные ср-ва пожаротушения.

Например при выполнении работ на месторождениях с высоким содержанием H₂S>6%,

приводится перечень мероприятий из правил безопасности НиГ промышленности:

Перед вскрытием (за 50-100м до кровли) пластов с флюидами, содерж. H₂S и на весь

период их вскрытия, необх. установить станцию ГТК, установить предупредительный знак вокруг территории буровой, проверить исправность приборов контроля за содержанием H₂S в воздухе рабочей зоны, наличие и готовность средств индивидуальной защиты, обработать буровой раствор катализатором, провести проверку состояния ПВО, знаний рабочих и бригады по правилам ликвидации аварий, иметь на буровой запас материалов и хим. реагентов, в том числе нейтрализующих H₂S, достаточных для обработки БР в кол-ве не менее 2-х объемов скв., организовать при бурении на месторождениях с объемным содержанием H₂S>6 круглосуточное дежурство, представителей военизированной части, а также транспорта для эвакуации. Обеспечить наличие ЦА на буровой и готовность ее к работе. Определить маршруты для выхода рабочих из опасной зоны при аварийных ситуациях.

Вскрытие H₂S-содержащих пластов должно производиться после проверки и

установления готовности буровой и персонала к вскрытию пласта, проверки выполнения мероприятий по защите работающих и населения в зоне возможной загазированности в случае аварийного выброса нефти или газа.

Бурение продуктивных горизонтов на месторождениях с концентрацией H₂S>6% следует вести с установкой под ведущую трубу шаровых кранов в коррозионно стойком исполнении. На мостках буровой необх. иметь опрессованную спец. трубу по диаметру и прочности соотв. верхней секции БК, трубы должны быть окрашены в желтый цвет и снабжены шаровым краном, находящимся в открытом положении. В манифольдную линию ПВО включается ??????ная установка.

Для контроля за воздухом в рабочей зоне, проектом предусмотрена установка датчиков в кол-ве 8шт (2 - в начале желобной системы, 1 – у вибросит, 2 – в насосной, 2 – у приемных емкостей, 1 – в культ. будке.). Контроль возд. среды должен производиться по графику, утвержденному главным инженером предприятия, не реже чем:

• в местах возможного скопления и выделения H₂S на открытом воздухе 24часа

• в закрытых помещениях каждые 7часов

• в емкостях, траншеях и др. плохо проветриваемых местах перед началом, в процессе и после окончания работ. Рез-ты замеров (или анализов) должны заноситься в журнал контроля воздушной среды.

Применяемое оборудование, контактирующее с H₂S, должно иметь паспорт завода-

изготовителя, удовлетворяющим возможность его использования в этой среде.

Для дегазации бурового р-ра, необх. предусмотреть применение дегазатора ф-мы ”Дреко”

с трап-сепаратором и сжигающим устройством.

При бурении H₂S-содержащих пластов, предусматривается установка ПВО, стойкого к H₂S – “Кем-Трон”, “Шаффер” на рабочее давление 70МПа. Проектом должна быть предусмотрена колонная головка в антикоррозионном исполнении на рабочее давление 70МПа.

Подраздел-16 – Список нормативно справочных и инструктивно методических материалов, используемых при принятии проектных решений и стр-ве скв.

Приводится перечень нормативно-справочных и инструктивно-методических материалов, используемых при принятии проектных решений с указанием названия источника и номеров разделов и подразделов проекта в которых эти материалы были использованы с указанием даты и инстанцией, утвердившей этот документ. В этом разделе приводится также перечень руководящих и инструкционно-методических материалов, которые могут быть использованы для стр-ва скв.

Раздел-2 – Организация строительства.

В разделе приводятся сведения об источниках энергоснабжения, расчеты потребности ГСМ, указываются маршруты транспортировки грузов и вахт, составляются ведомости потребности в материалах, оборудовании, строительных машинах, спец. агрегатах, а также потребности в транспортных средствах для доставки грузов и вахт.

Раздел-3 – Охрана окружающей среды.

Является самостоятельным разделом рабочего проекта на стр-во скв. Он состоит из краткой пояснительной записки и подразделов, охватывающих весь комплекс решений по основным этапам стр-ва скв.

Такими подразделами являются:

• охрана почв и водных объектов при подготовительных, строительно-монтажных работах в процессе бурения

• очистка, обезвреживание и утилизация отходов бурения

• охрана атмосферного воздуха от загрязнения

• ликвидация шламовых амбаров и рекультивация земель

• ликвидация и консервация скважин

• контроль за состоянием и охраной окр. природной среды

При составлении этого раздела, руководствуются требованиями инструкций по охране

окр. природной среды по стр-ву скв и действующими документами по охране окр. среды и рациональному природопользованию при стр-ве скв.

Виды и объем работ по контролю за состоянием, охраной и рациональным

использованием окр. среды, а также применяемые при этом материалы и технические средства, представляются в виде таблиц.

В пояснительной записке приводятся природно-климатические, почвенные особенности района ведения буровых работ и природоохранный уровень технологии стр-ва скв.

Расположение участка стр-ва скв. относительно охранных зон и заповедных территорий.

До начала разработки проекта стр-ва скв., определяется уровень загрязнения объектов природной среды углеводородом, H₂S и др. веществами, санитарно-гигиеническая обстановка в районах бурения по данным местных служб.

Приводятся мероприятия по предотвращению загрязнения окр. среды, от применения в проекте технико-технологических решений по конструкции скв., БР, материалам, углублению и испытанию скв. Определяются расчетным путем возможные объемы образующихся отходов бурения по их видам, системы их отбора и хранения, а также методы и системы очистки, обезвреживания и утилизации отходов. На основе прогнозных данных, устанавливается уровень их токсичности, степени опасности их для объектов окр. среды. Места вывоза и захоронения отходов бурения выбираются по согласованию с местными контролирующими, природоохранными и санитарными органами надзора.

Сроки и методы рекультивации земель после окончания строительства скв., определяются в соотв. с действующими нормативно-технологическими мероприятиями и документами.

Организация мероприятий по предупреждению загрязнения ООП определяются на основе технических и РД.

Все природоохранные мероприятия подлежать осмечиванию. Если в довершении природоохранных задач приводятся работы, не указанные в нормативных документах или используются нестандартное оборудование или материалы, на которые отсутствуют нормы расхода и соотв. рецепты, то для них разрабатываются местные нормы и расценки, утвержденные нефтяной компанией.

Пояснительная записка и разделы должны отражать современный уровень работ по защите окр. среды.

Вторая часть проекта – Содержит сметную документацию

В состав которой входит:

• пояснительная записка;

• сводный сметный расчет;

• сметные расчеты

Смета состоит из 4-х разделов, соответствующих основным этапам стр-ва скв.:

• Раздел I – Подготовительные работы по стр-ву скв

• Раздел II – Стр-во и разборка (передвижка) вышки, привышечных сооружений, зданий котельных, монтаж и демонтаж оборудования

• Раздел III – Бурение и крепление скв.

• Раздел IV – Испытание скв. на продуктивность.

В виде отдельных статей включают:

• Раздел V - Промыслово-геофизические работы

• Раздел VI – Дополнительные затраты при производстве строительных и монтажных работ в зимнее время

• Раздел VII – Накладные расходы, которые составляют 13.4% от общей суммы по первым 6-ти разделам

• Раздел VIII – Плановые накопления на итог прямых затрат по разделам 1-7 составляют 8-13%

• Раздел IX – Прочие работы и затраты (выплата премий, геодезич. работы, транспортировка вахт)

• Раздел X – Авторский надзор

• Раздел XI – Проектные и изыскательные работы ~ до 2% от суммы прямых затрат по 10-ти разделам

• Раздел XII – Кроме того предусматривается увеличение сметы на 5% от суммы прямых затрат с раздела I по XI как резерв средств на непредвиденные работы и затраты. подводится итог по всему сметному расчету в том числе возврат материалов ~2.5% и охрана окружающей среда ~20-25%.

Поскольку в процессе стр-ва скв. может возникнуть объективная необх. изменения объемов работ или проведение доп. видов работ после окончания стр-ва скв., допускается пересчет соотв. размеров смет и статей затрат исходя из фактических условий, после чего устанавливается окончательная сметная стоимость стр-ва НилиГ скв.

Т.о. сметная стоимость стр-ва скв – это цена скв, как строительной продукции. Представляет собой сумму денежных средств, ассигнованных на покрытие расходов на стр-во скв. рассчитанных по данным технического проекта, сметным нормам, ценам, ставкам и тарифам (прямые затраты и накладные расходы, а также накладные расходы и плановые накопления).

Кроме того в состав полной сметной стоимости включается компенсации и определенные виды дополнительных затрат.

Третья часть проекта

Содержит рабочую документацию, рабочие схемы и ведомости потребности в материалах.

Четвертая часть – Состав и содержание паспорта рабочего проекта.

Приводятся основные проектные технико-экономические показатели стр-ва скв., включая продолжительность стр-ва с разбивкой ее по этапам, скорость бурения, данные о расходе основных материалов, сметная стоимость стр-ва скв., в том числе по этапам стр-ва, видам работ и статьям затрат.

Система автоматизации проектирования стр-ва НиГ скв (САПР бурения)