2.Выбор частоты вращения долота

2.1 Кондуктор

- по рекомендуемой линейной скорости :

для долот типа С :

- по min допустимого времени контакта вооружения долота с горной породой :

c

• по стойкости опор

2.2 Направление :

- по рекомендуемой линейной скорости :

=

- по min допустимого времени контакта вооружения долота с горной породой :

c

• по стойкости опор

2.3 Техническая колонна :

- по рекомендуемой линейной скорости :

=

- по min допустимого времени контакта вооружения долота с горной породой :

c

• по стойкости опор

2.4 Эксплуатационная колонна

Интервал 562-1002 м

- по рекомендуемой линейной скорости :

=

- по min допустимого времени контакта вооружения долота с горной породой :

c

• по стойкости опор

Интервал 1002-2126

- по рекомендуемой линейной скорости :

=

- по min допустимого времени контакта вооружения долота с горной породой :

c

• по стойкости опор

2.5 Открытый ствол :

- по рекомендуемой линейной скорости :

=

- по min допустимого времени контакта вооружения долота с горной породой :

c

• по стойкости опор

Пересчет частоты вращения турбобура с технической воды на БР

Кондуктор и техническая колонна:

Эксплуатационная колонна:

На интервале 562-1002 м

*

На интервале 1002-2126 м

*

3. Выбор расхода промывочной жидкости

Расход промывочной жидкости выбирается из 2-х условий :

- Условие очистки забоя от шлама

- Условие подъема шлама в кольцевом пространстве

–необходимая скорость восходящего потока ПЖ

–площадь кольцевого пространства

3.1 Направление

3.2 Кондуктор

3.3 Техническая колонна

3.4 Эксплуатационная колонна

3.5 Открытый ствол

2.7 Выбор буровой установки

Тип буровой установки (БУ) выбирается с таким расчетом, чтобы вес наиболее тяжелой бурильной колонны в воздухе составлял не более 60% от допустимой нагрузки на крюке. Разрешается в процессе работы буровой установки при необходимости (спуск обсадной колонны, аварийные работы) доводить нагрузку на крюке до 90% от допустимой.

Определим максимальный вес, который может быть на крюке БУ:

1.Вес бурильной колонны ( самой тяжелой компоновки ) :

2. Вес самой тяжелой обсадной колонны ( эксплуатационная) :

где: m – масса одного погонного метра i-ой секции обсадных труб;

l – длинна обсадных колонны;

Скважина бурилась установкой БУ-2900/175 ДЭП ,для нее максимальная нагрузка на крюке составляет 1750 кН. Самой тяжелой является бурильная колонная . Проверим ее по условию :

Условие выполняется , установка пригодна для бурения данной скважины .

Технические характеристики буровой установки БУ-2900/175 ДЭП

Ротор : Р-650

Насос : УНБ-600 (2 шт)

Лебедка : Б1.02.30.000-01ПС

ПКР : ПКР-560

Кронблок : Б 94.10.00.000ПС

Превентор : ОП5-230-35х80

Вертлюг : УВ-250

Оснастка талей : 4х5

3 . Специальный вопрос

« Выбор и обоснование режима бурения »

Под режимом бурения понимается наиболее эффективное сочетание параметров, определяющих его скоростные и качественные показатели.

К параметрам режима бурения относятся осевое давление на долото, число оборотов долота в минуту и количество подаваемой на забой промывочной жидкости при высоком ее качестве. Правильное сочетание параметров режима бурения определяется типом долота, зависящим от крепости и абразивности пород и формы рабочей поверхности забойного инструмента, профилем и характером расположения зубьев у шарошечных долот, диаметром долот и бурильных труб, производительностью насосов, качеством и состоянием оборудования и инструмента.

Режим бурения также зависит от геологических условий, состава, состояния и свойств проходимых пород.

В основу выбора типов долот и режимов бурения положены:

а) механические свойства пород (твердость, пластичность, абразивность и др.);

б) литологический состав пород;

в) интервалы отбора керна и характеристика отбираемых пород по трудности отбора керна (сыпучие, рыхлые, крепкие и т.д.);

г) статистические показатели отработки долот по данной площади или соседним площадям.

Совокупность тех факторов, которые влияют на эффективность разрушения породы и интенсивность износа долот и которыми можно оперативно управлять в период работы долота на забое, принято называть режимом бурения. А сами факторы – параметрами режима бурения. К ним относятся:

а) осевая нагрузка на долото;

б) частота вращения долота;

в) расход очистного агента (промывочной жидкости) в единицу времени.

Сочетание этих параметров, при которых обеспечивается получении наилучших показателей работы долота, называется оптимальным режимом бурения.

Осевая нагрузка на долото выбирается с учетом твердости породы, типа долота, его диаметра и технической возможности ее обеспечения. Частота вращения долота зависит от способа бурения, осевой нагрузки на долото, типа забойного двигателя.

Виды буровых растворов для бурения отдельных интервалов скважины выбираются в зависимости от состава горных пород, температуры, химического состава пластовых вод, характеристики продуктивных горизонтов, наличия и характера осложнений, с учетом опыта бурения скважин на Павловском месторождении, а также руководствуясь совмещенным графиком давлений.

Буровые растворы предназначены для выполнения следующих функций в процессе бурения:

- очистка забоя от частиц выбуренной породы и вынос их на поверхность потоком бурового раствора;

- охлаждение породоразрушающего инструмента.

В зависимости от состава буровые растворы могут выполнять ряд дополнительных функций:

- сохранять и повышать устойчивость стенок скважин;

- удерживать при прекращении циркуляции частицы выбуренных пород во взвешенном состоянии;

- способствовать разрушению горных пород на забое скважины;

- гасить вибрации и снижать трение бурового инструмента о стенки скважины;

- предотвращать поступление флюидов в ствол скважины;

- обеспечивать перенос энергии от насоса к забойному двигателю.

Кроме того, буровые растворы должны удовлетворять ряду требований:

- приготавливаться из недорогих и нетоксичных материалов, не загрязнять окружающую среду;

- быть устойчивыми к действию минерализованных сред, снижать коррозию и абразивный износ инструмента и бурильной колонны;

- обладать тиксотропными свойствами, надежно закупоривать поры и трещины в слабонапорных горизонтах, а при вскрытии продуктивных горизонтов не ухудшить их коллекторских свойств.

3.1 Выбор режима бурения для направления :

Выбор способа бурения производится на основе опыта ранее пробуренных скважин на близлежащих месторождениях с учетом исходных данных (глубины бурения, профиля скважины, диаметров долот, типа породоразрушающего инструмента и бурового раствора)

Направление сложено четвертичными отложениями. Бурение данного участка производится роторным способом и шнековым долотом диаметром

490 мм. Осевой нагрузкой на данном участке является вес инструмента , т.к интервал сложен мягкими , легко разбуриваемыми породами и дополнительной нагрузки для обеспечения эффективного разбуривания не требуется . Частота вращения долота по расчетам составляет примерно 125-150 об/мин. Промывка буровым раствором не ведется .

3.2 Выбор режима бурения для кондуктора. ( 10-90 м. )

Данный интервал сложен в основном песчаниками и алевролитами , склонными к осыпям и поглощениям , поэтому применяется глинистый буровой раствор , обладающий свойством эффективно укреплять неустойчивые стенки скважины . Плотность раствора должна составлять 1,08 г/см3 .

В качестве забойного двигателя используется турбобур 2ТСШ / ШОТР -240 , обеспечивающий необходимую частоту вращения ( n=63-87 об/мин) . Для обеспечения работы турбобура подача насоса составлять не менее 45 л/с . В качестве осевой нагрузки применяется вес инструмента.

Породоразрушающим инструментом (ПРИ) является трехшарошечное долото 393,7 С-ЦВ .

3.3 Выбор режима бурения для технической колонны ( 90-562 м)

Интервал сложен песчаниками и алевролитами с вкраплениями аргиллита , в конце интервала также встречаются известняк и мергель. В качестве бурового раствора применяется глинистый раствор с плотностью 1.16 г/см3 , т.к интервал склонен к осыпям и обвалам. Подача БР так же как и при бурении под кондуктор составляет 45 л/с.

Применяется забойный двигатель 2ТСШ / ШОТР -240 , рекомендуемая частота вращения n=180-220 об/мин . Осевой нагрузкой является вес инструмента .

В качестве ПРИ в начале интервала было применено долото 295,3 МСГВ , после него было отработано три долота типа 295,3 СЗГВ .

3.4 Выбор режима бурения для эксплуатационной колонны . (562-2126)

Интервал сложен в основном известняками и доломитами .На участке 562-1392 применяется раствор ХНР с плотностью 1,13 г/см3 . На интервале 1392-1912 применяется также ХНР , но утяжеленный( плотность 1,16 г/см3 ) , для обеспечения бурения на репрессии , т.к имеются зоны где возможны ГНВП. На интервале 1912-2126 применяется высоковязкий раствор ББР ПМГ (ρ= 1160 кг/м3 ; УВ = 40-65 с ; Пластическая вязкость : 15-25 МПа-с ; ДНС : 100-180 дПа ; Содержание KCl <25 г/л; Песок <1% ; pH = 8-9.5 ) т.к скважина приближается и входит в продуктивный пласт и к буровому раствору применяются повышенные требования для того , чтобы не испортить коллекторские свойства горной породы ( содержание песка, фильтрация и т.д) . Производительность насоса должна составлять примерно 35 л/с ввиду сужения ствола скважины .

В качестве забойного двигателя на интервале 562-1002 применяется турбобур 2ТСШ-195 (ТШОТР-195) в совокупности с долотом III-215,9 ТЗ-ЦГВУ . На интервале 1002-2126 применяется ВЗД ДШОТР-195 (ДРУ-172) в компоновке с долотом III-215,9 HE-47MRS , которые показали высокие показатели проходки на соседних площадях и были применены при проводке и этой скважины . Осевая нагрузка на обоих интервалах не должна превышать 12-19 тонн. Частоту вращения рекомендуется держать в интервале 120-160 об/мин.

3.5 Выбор режима бурения горизонтального открытого ствола в продуктивном пласте (2126-2375) .

Интервал сложен известняками .Т.к пласт продуктивный, то к буровому раствору применяются повышенные требования : Безглинистый раствор ББР-СКП ( плотность – 1,1 г/см3 , высокая вязкость, низкая фильтрация) . Производительность насоса 14-16 л/с обеспечивает необходимый вынос шлама из горизонтального ствола .

Приводом является винтовой ЗД модели ДРЗ-120/ДР-120Р совместно с долотом 146 СЗ-ГАУ . Осевая нагрузка регулируется в пределах 8-10 тонн. Рекомендуемая частота вращения составляет 170-230 об/мин

3.6 Технико-технологические решения по углублению скважины

Учитывая длину и сложный профиль скважины при бурении необходимо применять трубы группы прочности «Е» . Также необходимо следить за плотность БР во избежание ГНВП в интервалах 1392-2375 и обеспечения необходимого превышения забойного давления над пластовым .

Сложность представляет бурение горизонтального участка в продуктивном пласте . В ходе проводки этого интервала используется безглинистый буровой раствор на основе полисахаридов ( ББР-СКП) , обеспечивающий сохранение коллекторских свойств нефтяного пласта и вымыв шлама в горизонтальном стволе , что трудно достичь маловязкими БР.

Для определения ориентации ПРИ в пласте используется непрерывный каротаж в процессе бурения (онлайн-каротаж) Logging Well Drilling ( LWD – система ) фирмы Weatherford совместно с компоновкой КНБК этой же фирмы .

4. Заключение

Данное курсовое проектирование выполнено для рассмотрения строительства скважины 503 Ножовского месторождения . Была составлена Режимно-технологическая карта и разобран спец.вопрос «Выбор и обоснование режима бурения» . В ходе проекта рассмотрены сложности и технические решения при проводке скважины в продуктивном пласте открытым стволом . Также был рассчитан профиль данной скважины и проведены необходимые расчеты на прочность, изгибающие нагрузки и сложно-напряженное состояние .

5.Список литературы

1. Булатов А. И. Тампонажные материалы, М.: Недра, 1987.- 279 с.

2. Иоганин К. В. Спутник буровика, Справочник -3-е издание, перераб. и дополн.- М.: Недра 1990.-303 с.

3. Гаджумян Р.А., Калинин А.Г., Никитин Б.А. Инженерные расчеты при бурении глубоких скважин.М.: Недра, 2000.- 487 с.

4. Долгих Л.Н. Расчеты крепления нефтяных и газовых скважин: учеб. пособие; ПГТУ, 2006.- 87с.

5. Середа Н.Г.,Соловьев Е.М. Бурение нефтяных и газовых скважин. 2 изд. – М.: Недра, 1988. – 358 с.

6. Осипов П.Ф. Расчет бурильных колонн изд-во ПГТУ, 2008. –93 с.

6. Приложения

1