Вказівки до виконання розрахункової роботи основні розділи проекту та їх зміст

Проект повинен містити наступні розділи:

Вступ

1. Геолого-технічні умови буріння.

2. Вибір способу буріння і конструкції свердловини.

3. Вибір бурового обладнання і інструменту.

4. Промивання свердловини.

   0. Вибір типу і складу промивальної рідини, її параметри.

   1. Приготування та очистка промивальних рідин,

5. Породоруйнуючий інструмент і режими буріння.

   0. Вибір породоруйнуючого інструменту.

   1. Обґрунтування режимів буріння.

6. Перевірочні розрахунки бурового обладнання та інструменту.

7. Підготовка свердловини для проведення геофізичних досліджень.

8. Ліквідація свердловини.

Список використаної літератури.

ВСТУП

В цьому розділі в стислій формі наводяться загальні відомості про родовище, промислове значення корисної копалини, стадії розвідки. Вказується, які задачі вирішує проект та які прогресивні технічні засоби і технологія передбачені проектом для їх вирішення.

1. Геолого-технічні умови буріння

Цей розділ проекту повинен містити необхідні для подальшого проектування данні, що характеризують геологічний розріз свердловини і умови буріння.

Відомості про геологічний розріз повинні включати характеристику гірських порід по складу, перелік основних груп порід, їх буримість та розподіл загального обсягу буріння за категоріями буримості (табл. 1.1). За даними літературних джерел [1, т. 1, с. 15-20; 5, с. 8-9] та виданими вихідними даними наводяться відомості з механічних і абразивних властивостей основних груп порід.

Таблиця 1.1

Розподіл груп порід геологічного розрізу за категоріями буримості

Категорія з буримості	Найменування порід	Загальна потужність, м	% в загальному обсязі
Разом			100

Далі наводяться дані про кути залягання пластів, а також про наявність інтервалів порід, схильних до геологічних ускладнень (обвалів, поглинань промивальної рідини, звуження стовбура свердловини та ін.). Обґрунтовується доцільність буріння окремих інтервалів свердловини без відбору керна, дається характеристика корисної копалини, умов її залягання і визначається необхідність використання спеціальних технічних засобів і технології в межах продуктивної товщі.

2. Вибір способу буріння і конструкція свердловини

В відповідності з призначенням свердловини і характеристикою геологічного розрізу обґрунтовується спосіб буріння і вид породоруйнуючого інструменту. При поєднанні колонкового буріння з безкерновим обґрунтовується доцільність останнього і зазначаються його інтервали.

Раціональні області застосування різних способів буріння визначаються у відповідності до рекомендацій, що наведені в літературних джерелах [1, т. 1, табл. 9, 11; 2, с. 8] та досвіду виробничих організацій. Основні об’єми буріння свердловини належить здійснювати колонковим способом, обмежуючи безкернове буріння достатньо потужними товщами непродуктивних порід.

Проектування конструкції свердловини проводиться у відповідності з її цільовим призначенням, геолого-технічними умовами буріння і включає обґрунтування діаметрів породоруйнуючого інструменту, розмірів обсадних колон та типу їх з’єднань, інтервалів цементування.

Проектують конструкцію свердловини знизу нагору. Після визначення глибини, що відповідає мети її спорудження, вибирають кінцевий діаметр буріння. Для зниження вартості свердловини необхідно прагнути до можливо менших діаметрів буріння і мінімальної металоємності. Мінімальна металоємність досягається зменшенням кількості і діаметру обсадних колон. Разом з тим діаметри свердловини повинні забезпечити ефективне рішення поставленої перед нею задачі (одержання якісної проби в необхідній кількості, проведення комплексу намічених спостережень, геофізичних досліджень тощо).

Разом з тим необхідно враховувати, що можливість збереження керна й одержання його в необхідній кількості значною мірою залежить від виду корисної копалини і типу породоруйнуючого інструмента. Так, для колонкового буріння алмазами в стійких породах можливе застосування коронок діаметром 59, 46 і 36 мм. При бурінні твердосплавними коронками по вугіллю і бокситам їхній діаметр повинний бути не менше 76 мм, а при бурінні по мінеральних солях і будівельним матеріалам – не менше 93 мм.

При складному геологічному розрізі чи недостатній його вивченості діаметр, що рекомендується, залишається запасним, і вся конструкція свердловини збільшується на один суміжний діаметр.

Після вибору кінцевого діаметра намічаються інтервали, що вимагають закріплення свердловини шляхом їх глинізації, тампонування свердловини цементним, а також спеціальним розчином чи установкою колон обсадних труб.

Обсадні труби слугують для кріплення нестійких стінок свердловини, а також для ізоляції одних пластів від інших. Розміри обсадних труб ніпельного з’єднання і ніпелів до них наведені в табл. 2.1, а обсадних труб безніпельного з’єднання – в табл. 2.2.

Після того як буде намічена кількість, діаметри і глибини спуска колон обсадних труб, вибирають типи і діаметри породоруйнуючих інструментів для буріння свердловини на окремих інтервалах.

Розділ завершується описом конструкції свердловини (зверху вниз) з зазначенням призначення обсадних колон та їх найменування, способу їх кріплення, типу з’єднань обсадних труб.

Таблиця 2.1

Основні розміри обсадних труб ніпельного з’єднання і ніпелів до них

Параметри	Показники
Зовнішній діаметр труби і ніпеля, мм	73	89	108	127	146
Товщина стінки труби, мм	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0
Внутрішній діаметр ніпеля, мм	62,0	78,0	95,5	114,5	134,5
Зовнішній діаметр зовнішньої різьби, мм	68,5	84,5	103,0	122,0	141,0
Зовнішній діаметр внутрішньої різьби, мм	68,54	84,55	103,05	122,06	141,06
Довжина різьби, мм	40	40	60	60	60
Внутрішній діаметр різьби, мм	67,0	83,0	101,5	120,5	139,5
Довжина труби, мм	1500, 3000, 4500, 6000
Вага 1 м труб, кг	8,4	10,4	13,0	16,0	17,4

Таблиця 2.2

Основні розміри обсадних труб безніпельного з’єднання

Параметри	Показники
Зовнішній діаметр труби, мм	34	44	57	73	89
Товщина стінки труби, мм	3,0	3,5	4,5	5,0	5,0
Зовнішній діаметр зовнішньої різьби, мм	31,6	42,0	54,0	69,5	85,5
Зовнішній діаметр внутрішньої різьби, мм	31,632	42,032	54,04	69,54	85,55
Внутрішній діаметр різьби, мм	30,1	40,5	52,5	68,0	84,0
Довжина труби, мм	1500 3000	1500 3000	1500 3000 4500	1500 3000 4500 6000	1500 3000 4500 6000
Вага 1 м труб, кг	3,0	4,0	5,2	8,4	10,4

Наводиться схема прийнятої конструкції свердловини.

Основні параметри конструкції свердловини зводяться в таблицю (табл. 2.3).

Таблиця 2.3

Основні параметри конструкції свердловини

Інтервал буріння, м	Діаметр буріння, мм	Інтервал кріплення трубами, м	Діаметр обсадних труб, мм		Тип з’єднань	Інтервал цементування, м	Спосіб цементування
			Зовнішн.	Внутр.

Спущену обсадну колону цементують у стовбурі свердловини по всій довжині чи в деякому інтервалі, що починається від нижнього кінця колони. Проміжна колона може бути знімною, у цьому випадку її не цементують. При цьому вибирається спосіб цементування, тип насоса або цементувального агрегату, розраховується необхідний об’єм цементного розчину, кількість сухого цементу і води для його приготування, а також рідини, яка продавлює.

Методика розрахунку цементування з двома розділовими пробками, яка зазвичай застосовується для цементування кондуктору, проміжної і експлуатаційної колони наведена нижче.

О б’єм цементного розчину, необхідний для створення в затрубному просторі цементного кільця висотою H і цементного стовпа всередині колони h (рис. 2.1), визначається за формулою

V_ц.р=0,785 [(D_с² – d_з²) k Н + d_в²h], м³, (2.1)

де D_с – діаметр свердловини, м; d_з – зовнішній діаметр обсадних труб, м; d_в – внутрі­шній діаметр обсадних труб, м; k = 1,11,3 – коефіцієнт, який враховує втрати цементного розчину через наявність каверн у свердловині; h = 510 м – висота цементного стакану.

Густина цементного розчину

, кг/м³, (2.2)

де _ц – щільність сухого цементу (_ц = 3150 кг/м³); _в – густина води, кг/м³;

m – водоцементний фактор (зазвичай приймають m =0,4-0,6).

Необхідна кількість сухого цементу для приготування 1 м³ цементного розчину

, кг. (2.3)

Необхідна кількість сухого цементу для приготування всього об’єму цементного розчину

, кг , (2.4)

k₀ = 1,11,15 – коефіцієнт, який враховує втрати сухого цементу при приготуванні розчину.

Об’єм води для приготування цементного розчину

V_в=Q_ц m, м³. (2.5)

Для продавлювання цементного розчину необхідно закачувати рідину, яка продавлює, в об’ємі

, м³, (2.6)

де L – глибина свердловини; k_р – коефіцієнт, який враховує стиснення рідини (для води k_р = 1, для глинистого розчину k_р = 1,05).

Тиск, необхідний для продавлювання цементного розчину

, МПа, (2.7)

де _р – густина продавлювальної рідини, кг/м³.

Час, необхідний на цементування свердловин

, хв, (2.8)

де t_доп. = 1015 хв – час, який витрачається на допоміжні операції; Q_ц.а. – продуктивність цементувального агрегату або насосу, м³/хв.

Тривалість цементування не повинна перевищувати 75 % часу початку тужавіння цементного розчину. Час початку тужавіння цементного розчину можна приблизно приймати як три години.