Порода-коллектор - пористая осадочная порода, в которой удерживается газ ( нефть); обладает проницаемостью
advertisement
• Порода-коллектор - пористая осадочная порода, в которой удерживается газ ( нефть); обладает проницаемостью Хорошими породами коллекторами являются: Алевролиты Песчаники Песчаные сланцы Аргиллит Известняки Плохими породами коллекторами являются Глина Глинистый сланец Карбонатные породы Соляные породы Слюда Основные физические свойства пластов-коллекторов • гранулометрический состав • пористость, • проницаемость, • плотность, • Удельная поверхность, • насыщенность пор флюидами • пластичность Гранулометрический состав • Гранулометрический состав горной породы характеризует количественное содержание в ней частиц различной величины Пористость это наличие пустот в горной породе, которые занимают газ или жидкость. Проницаемость • способность горных пород пропускать сквозь себя жидкость или газ. Плотность • отношение массы тела к занимаемому этим телом объёму. Удельная поверхность • называется суммарная поверхность частиц, содержащихся в единице объема образца. Насыщенность пор флюидами заполнение порового пространства породколлекторов жидкими и/или газовыми фазами. Пластичность • свойство твердых тел изменять форму и размеры под влиянием внешних нагрузок и сохранять ее, когда нагрузки перестают действовать (после снятия нагрузок). Нефтяные и газовые скважины бурят при помощи буровых установок (на суше и на море, зимой и летом) 13 Буровые установки монтируются на земле, эстакадах, плавучих буровых платформах или судах 14 В нефтегазовой отрасли бурят скважины следующего назначения: • Разведочные – для выявления продуктивных горизонтов, оконтуривания, испытания и оценки их промышленного значения. • Эксплуатационные – для добычи нефти, газа и газового конденсата. • Нагнетательные – для закачки в продуктивные горизонты воды (реже воздуха, газа) с целью поддержания пластового давления и продления фонтанного периода разработки месторождений, увеличения дебита эксплуатационных скважин, снабженных насосами и воздушными подъемниками. • Специальные - опорные, параметрические, оценочные, контрольные – для изучения геологического строения малоизвестного района, определения изменения коллекторских свойств продуктивных пластов, наблюдения за пластовым давлением и фронтом движения водонефтяного контакта, степени выработки отдельных участков пласта, термического воздействия на пласт, обеспечения внутрипластового горения, газификации нефтей, сброса сточных вод в глубокозалегающие поглощающие пласты и др. • Структурно-поисковые – для уточнения положения перспективных нефтегазоносных структур по повторяющим их очертания верхним маркирующим (определяющим) горизонтам, по данным бурения мелких, менее дорогих скважин небольшого диаметра. 15 493 426 299 219 168/146 онструкция скважины 508,0 444,5 24 650 393,7 930 269,9 1800 2700 190,5 190,5 3600 16 Ряд обсадных труб, соединенных последовательно между собой, составляет обсадную колонну 17 В понятие конструкции обсадной колонны входят сведения о диаметрах, толщинах стенок и марках сталей обсадных труб по интервалам, о типах обсадных труб, оборудовании низа обсадной колонны. 18 Испытание пласта — это технологический комплекс работ в скважине, связанный со спускоподъёмными операциями инструмента, созданием глубокой депрессии на пласт, многоцикловым вызовом притока пластовой жидкости и отбором глубинных проб с регистрацией диаграмм изменения давления и температуры на забое и в трубах автономными манометрами. ПОДДЕРЖАНИЕ ПЛАСТОВОГО ДАВЛЕНИЯ — процесс естественного или искусственного сохранения давления в продуктивных пластах нефтяных залежей с целью достижения высоких темпов добычи нефти и увеличения степени её извлечения. Поддержание пластового давления при разработке нефтяной залежи могут осуществлять за счет нагнетания воды в пластыколлекторы при законтурном или приконтурном, а также при внутриконтурном заводнении. Виды заводнений Приконтурное заводнение Законтурное заводнение Внутриконтурное заводнение 4.Основные сведения о разработке месторождений. Залежи нефти. Нефтяные и газовые пласты. Нефтяное месторождение. Нефтяное месторождение • Это совокупность единичных залежей нефти на определенной территории, приуроченных к одной или нескольким ловушкам, расположенным на одной локальной площади. Залежью Называется естественное локальное единичное скопление нефти в одном или нескольких сообщающихся между собой пластахколлекторах. Для образования залежи необходимо: 1) коллектор 2) природный резервуар 3) ловушка Элементы залежи • Кровля • Подошва • Ширина • Длина 5.Способы бурения нефтяных скважин. Буровые долота. Бурильные трубы. Забойные двигатели. СПОСОБЫ БУРЕНИЯ СКВАЖИН Бурить скважины можно механическим, термическим, электроимпульсным и другими способами (несколько десятков) Промышленное применение находят только способы механического бурения – ударное и вращательное 28 Схема ударно-канатного бурения скважин 29 ВРАЩАТЕЛЬНОЕ БУРЕНИЕ СКВАЖИН При вращательном бурении разрушение породы происходит в результате одновременного воздействия на долото осевой нагрузки и крутящего момента. Под действием нагрузки долото внедряется в породу, а под влиянием крутящего момента скалывает ее. Характерной особенностью вращательного бурения является промывка скважины потоком жидкости (или продувка) Существует две разновидности вращательного бурения – роторный и с забойными двигателями. 30 При роторном бурении углубление долота в породу происходит при движении вдоль оси скважины вращающейся бурильной колонны При бурении с забойным двигателем – бурильная колонна не вращается Схема вращательного бурения скважин 31 Породоразрушающий инструмент • ПРИ режуще-скалывающего действия, предназначены для разбуривания вязких и пластичных пород небольшой твердости ( вязких глин, глинистых сланцев и др.) и малоабразивных. • ПРИ дробяще-скалывающего действия, предназначенные для разбуривания неабразивных и абразивных пород средней твердости, твердых, крепких и очень крепких пород • ПРИ истирающе-режущего действия, предназначенные для бурения в породах средней твердости, а также при чередовании высокопластичных маловязких пород с породами средней твердости и даже твердыми разрушают породу алмазными зернами или твердосплавными штырями, располагающимися в торцовой части долота или в кромках лопастей долота 32 По назначению весь ПРИ можно разделить также на три группы • Для бурения сплошным забоем (без отбора керна) – буровые долота • Для бурения по кольцевому забою (с отбором керна) – бурголовки • Для специальных работ в пробуренной скважине (выравнивание и расширение ствола) и в обсадной колонне (разбуривание цементного камня ) и т.д.) 33 По материалу породоразрушающих элементов ПРИ делится на четыре группы • Со стальным вооружением • С твердосплавным вооружением • С алмазным вооружением • С алмазно-твердосплавным вооружением 34 По конструктивному исполнению ПРИ делится на три группы • Лопастной • Шарошечный • Секторный 35 Нормальный ряд долот по диаметрам Долота независимо от их назначения, конструкции и типа нормализованы по диаметрам • 46,0 • 59,0 • 76,0 • 93,0 • 97,0 • 98,4 • 112,0 • 118,0 • 120,6 • • • • • • • • • 132,0 139,7 146,0 151,0 161,0 165,1 171,4 187,3 190,5 • • • • • • • • • 200,0 212,7 215,9 222,3 249,9 244,5 250,8 269,9 295,3 • • • • • • • • • 304,8 311,1 320,0 349,2 374,6 393,7 444,5 490,0 508,0 36 Лопастные долота Лопастные долота в зависимости от конструкции и оснащенности твердым сплавом предназначаются для бурения мягких и средней твердости пород 37 Лопастные долота Пикообразное долото Двухлопостное долото 38 Лопастные долота Шестилопостное долото 1 — насадка; 2 — штырь: 3 — корпус; 4 — кольцо уплотнительное; 5 — болт; 6 — шайба; 7 — шайба байонетная; 8 — укороченная лопасть; 9 — лопасть 39 Лопастные долота 40 Лопастные долота Лопастное долото 3ДРШ-165М Лопастное долото 3ДР-132М 41 ШАРОШЕЧНЫЕ ДОЛОТА С центральной промывкой С гидромониторной промывкой 42 ШАРОШЕЧНЫЕ ДОЛОТА По конструкции промывочных устройств долота делятся на проточные (обычные) и струйные (гидромониторные) 43 ШАРОШЕЧНЫЕ ДОЛОТА В гидромониторных долотах струя бурового раствора достигает поверхности забоя, что дает возможность использовать гидромониторный эффект В проточных (обычных) долотах буровой раствор, протекая через промывочные отверстия, омывает шарошки (лопасти) и только частично достигает поверхности забоя 44 ШАРОШЕЧНЫЕ ДОЛОТА Схемы смазки Без принудительной смазки 45 ШАРОШЕЧНЫЕ ДОЛОТА Схемы смазки Смазка буровым раствором 46 ШАРОШЕЧНЫЕ ДОЛОТА Схемы смазки 47 ШАРОШЕЧНЫЕ ДОЛОТА Долота различаются по размеру вооружения 48 ШАРОШЕЧНЫЕ ДОЛОТА Условное обозначение (шифр) долота : III – 215,9 С-ГНУ 2354 III – трехшарошечное; 215,9 – номинальный диаметр долота, мм; С- тип долота (для бурения пород средней твердости); Г- боковая гидромониторная промывка; Н – опора для низкооборотного бурения на одном подшипнике скольжения; У – опора маслонаполненная с уплотнительной манжетой; 2354 – заводской номер долота. 49 ШАРОШЕЧНЫЕ ДОЛОТА 50 СЕКТОРНЫЕ ДОЛОТА Долота ИСМ 51 СЕКТОРНЫЕ ДОЛОТА Алмазное долото 52 СЕКТОРНЫЕ ДОЛОТА 53 БУРГОЛОВКИ 54 БУРГОЛОВКИ 55 БУРГОЛОВКИ Бурильная головка 6B-K2I4/80C3 предназначена для низкооборотного бурения скважин диаметром 214 мм с отбором керна диаметром 80 мм в породах средней твердости Для подвода промывочной жидкости к забою в бурильной головке имеется три отверстия круглого сечения 56 БУРГОЛОВКИ Техническая характеристика Габариты, мм: наружный диаметр...................... 2I4 внутренний диаметр.................... 80-1,0 Высота.…………............................. 334 Угол наклона оси цапфы к оси бурильной головки, град.......………………................... 80 Величина смещения осей шарошек, мм.………………………………....3 Вооружение........... Твердосплавные Бурильная головка разработана Л.П.Константиновым и И.И.Барадашкиным (ВНИИБТ), изготавливается Верхнесергинским долотным заводом 57 УРГОЛОВКИ CHALLENGER 702 Рекомендуется для разбуривания несцементированных глинистых сланцев, песков, осадочных пород, и других пород с низким пределом прочности на сжатие. Конструкция коронки предусматривает работу при гидравлической мощности в диапазоне от средней до большой (0,360,81 л.с./см2). 58 БУРГОЛОВКИ PACESETTER 730A Рекомендуется для разбуривания твердых глинистых сланцев, песчаноглинистых сланцев, доломитов, кристаллических известняков и других пород с аналогичным пределом прочности на сжатие. Конструкция коронки предусматривает использование радиального потока в сочетании с поперечным потоком к наружному периметру. Средняя гидравлическая мощность (0,36—0,45 л.с./см2) 59 БУРГОЛОВКИ SAVAGE 501 Рекомендуется для разбуривания сцементированных кварцевых песков и других абразивных пород с высоким пределом прочности на сжатие. В конструкции коронки используется принцип поперечного потока. Падение давления на коронке — от низкого до среднего, при объеме жидкости от среднего до высокого. Для обеспечения оптимального расстояния между алмазами и оптимальной нагрузки алмазы расположены по спирали 60 БУРГОЛОВКИ WARC-T Рекомендуется применять с забойными двигателями для разбуривания сцементированных кварцевых песков и других абразивных пород с высоким пределом прочности на сжатие. Инструмент имеет спиральную ступенчатую форму (непрерывную от центра к наружному диаметру), что обеспечивает получение максимальной нагрузки на режущую грань при использовании кубических алмазов в рыхлых породах и породах средней рыхлости 61 БУРИЛЬНАЯ КОЛОННА БК предназначена для следующих целей: • передачи вращения от ротора к долоту • восприятия реактивного момента забойного двигателя • подвода бурового раствора к ПРИ и забою скважины • создания нагрузки на долото • подъема и спуска долота • проведения вспомогательных работ (проработка, расширение и промывка скважины, испытание пластов, ловильные работы и др.) 62 БУРИЛЬНАЯ КОЛОННА 63 Бурильные ведущие трубы Бурильные ведущие трубы представляют собой толстостенную трубу, имеющую в сечении квадратную, шестигранную или крестообразную форму с концентрично расположенным круглым или квадратным отверстием для прохода бурового раствора 64 Бурильные ведущие трубы Наиболее распространены ведущие трубы с квадратным (рис. а) сечением. Шестигранные (рис. б) и крестообразные (рис. в) ведущие трубы применяются редко 65 Бурильные ведущие трубы Размеры ведущих бурильных труб (по стороне квадрата): 65, 80, 115, 140 и 155 мм 66 Бурильные ведущие трубы Ведущая бурильная труба сборной конструкции 67 Бурильные трубы Бурильные трубы и соединительные муфты к ним изготовляются следующих размеров (условный наружный диаметр): 60, 73, 89, 102, 114, 127, 140 и 168 мм Толщина стенки от 7 до 11 мм 68 Бурильные трубы Разновидности бурильных труб: Трубы бурильные сборной конструкции с навинченными замками. • трубы с высаженными внутрь концами (рис. а) • трубы с высаженными наружу концами (рис. б) 69 Бурильные трубы Бурильные трубы муфты к ним: и а - с высаженными внутрь концами; б - с высаженными наружу концами; 1 ниппель; 2 - муфта Трубы выполняются длиной 6 м; 8 м; 11,5 м (диаметром 60—102 мм) и длиной 11,5 м (диаметром 114—168 мм). 70 Бурильные трубы Бурильные трубы с высаженными внутрь концами в настоящее время наиболее широко распространены 71 Бурильные трубы Труба бурильная с приваренными соединительными концами — с высадкой наружу (ТБПВ) Трубы с высаженными наружу концами и нарезанной на них крупной (замковой) резьбой (беззамковые раструбные трубы), предназначены для использования при бурении с погружными забойными двигателями и в роторном бурении 72 Бурильные трубы Бурильные замки: а — типа ЗШ; б — типа ЗН; в — типа ЗУ ЗШ - с широким проходным отверстием; ЗН - с нормальным проходным отверстием; ЗУ - с увеличенным проходным сечением типа Замки каждого типа изготовляются с правой или левой замковой резьбой и правой или левой резьбой для соединения с бурильной трубой 73 БУРИЛЬНАЯ КОЛОННА Легкосплавная бурильная труба сборной конструкции 1 - муфта; 2 – труба; 3 - ниппель 74 БУРИЛЬНАЯ КОЛОННА а Переводники в б Переходные или предохранительные (ПП) Муфтовые (ПМ) Ниппельные (ПН) 75 КОМПЛЕКС ДЛЯ ВРАЩЕНИЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ Гидравлические забойные двигатели К гидравлическим забойным двигателям относятся: • турбобуры • винтовые (объемные) забойные двигатели 76 КОМПЛЕКС ДЛЯ ВРАЩЕНИЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ Турбобуры Турбобур — забойный гидравлический двигатель, предназначенный для бурения скважин в различных геологических условиях 77 КОМПЛЕКС ДЛЯ ВРАЩЕНИЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ В рабочих колесах турбобура гидравлическая энергия бурового раствора, движущегося под давлением, превращается в механическую энергию вращающегося вала, связанного с долотом 78 КОМПЛЕКС ДЛЯ ВРАЩЕНИЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ Закономерности влияния количества бурового раствора на работоспособность турбины: • Частота вращения турбины пропорциональна количеству прокачиваемой жидкости • Перепад давления на турбине пропорционален квадрату количества прокачиваемого раствора • Вращающий момент турбины, как и перепад давления, пропорционален квадрату количества прокачиваемого раствора • Мощность турбины пропорциональна кубу количества прокачиваемого раствора 79 КОМПЛЕКС ДЛЯ ВРАЩЕНИЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ Односекционный турбобур 80 КОМПЛЕКС ДЛЯ ВРАЩЕНИЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ Ступень литой стальной турбины 81 КОМПЛЕКС ДЛЯ ВРАЩЕНИЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ Турбины турбобура выходят из строя главным образом вследствие механического износа наружных, внутренних и торцовых поверхностей Предупреждение износа турбин — одно из важнейших условий обеспечения эффективной работы турбобура 82 КОМПЛЕКС ДЛЯ ВРАЩЕНИЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ После каждого рейса при подъеме турбобура необходимо проверять его осевой люфт. Результаты замеров необходимо заносить в суточный рапорт и передавать по вахте. Допустимая величина осевого люфта неодинакова для турбобуров различных типов (от 3 до 8 мм). 83 КОМПЛЕКС ДЛЯ ВРАЩЕНИЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ Винтовые (объемные) забойные двигатели Назначение винтового (объемного) забойного двигателя такое же, как и турбобура — бурение скважин в различных геологических условиях 84 КОМПЛЕКС ДЛЯ ВРАЩЕНИЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ Для многих типов долот установлены жесткие ограничения в частоте вращения (не более 200 об/мин). Для работы на таких режимах был предложен новый тип двигателя, в котором многозаходные винтовые рабочие органы выполняют функцию планетарного редуктора. Это позволило получить тихоходную (100—200 об/мин) машину с высоким вращающим моментом 85 КОМПЛЕКС ДЛЯ ВРАЩЕНИЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ 1 Ось статора 2 Ось ротора Поперечное сечение винтового двигателя: рабочих органов 1 - статор; 2 - ротор 86 КОМПЛЕКС ДЛЯ ВРАЩЕНИЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ По принципу действия винтовой забойный двигатель представляет собой планетарнороторную гидравлическую машину объемного типа с внутренним косозубым зацеплением Буровой раствор, поступающий в двигатель от насосов, может пройти к долоту только в том случае, если ротор поворачивается относительно статора, обкатываясь под действием неуравновешенных гидравлических сил 87 КОМПЛЕКС ДЛЯ ВРАЩЕНИЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ Ротор, совершая планетарное движение, поворачивается по часовой стрелке (абсолютное движение), в то время как геометрическая ось ротора перемещается относительно оси статора против часовой стрелки (переносное движение). За счет разности в числах зубьев ротора и статора переносное движение редуцируется в абсолютное с передаточным числом, равным числу зубьев ротора, что обеспечивает сниженную частоту вращения и высокий крутящий момент на выходе 88 КОМПЛЕКС ДЛЯ ВРАЩЕНИЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ Винтовой забойный двигатель 89 КОМПЛЕКС ДЛЯ ВРАЩЕНИЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ Винтовые двигатели обладают большей моментностью (М), чем турбобуры. Благодаря этому можно конструировать винтовые двигатели меньших диаметров по сравнению с турбобурами Под моментностью забойного двигателя понимается вращающий момент, развиваемый двигателем, отнесенный к единице длины и единице его диаметра 90 КОМПЛЕКС ДЛЯ ВРАЩЕНИЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ Винтовые двигатели обладают большей, чем у турбобуров, удельной мощностью (N) Удельной мощностью забойных двигателей считается эффективная мощность, отнесенная к единице массы двигателя 91 КОМПЛЕКС ДЛЯ ВРАЩЕНИЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ Электробуры Электробур — это буровая забойная машина, приводимая в действие электрической энергией и сообщающая вращательное движение породоразрушающему инструменту 92 КОМПЛЕКС ДЛЯ ВРАЩЕНИЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ Основное оборудование (лебедка, насосы и пр.) применяется обычное Электробур с долотом опускается в скважину на бурильных трубах. Колонна бурильных труб служит для поддержания электробура, восприятия реактивного момента, подачи к забою бурового раствора и размещения в нем токопровода. Вал электробура полый, через него буровой раствор попадает к долоту 93 КОМПЛЕКС ДЛЯ ВРАЩЕНИЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ Электроэнергия к электробуру подводится по кабелю, подведенному к буровому шлангу, соединенному посредством токоприемника с кабелем, вмонтированным в бурильные трубы 94 Цикл строительства скважин • 1. Подготовительные работы к строительству. Получают документы; подготовка основания для буровой; подготовка и планировка площадки; строительство фундаментов под ёмкости на складе ГСМ; устройства обволовки склада ГСМ; завоз оборудования и перевозка. • 2. Вышкомонтажные работы. Монтаж оборудования; монтаж линий; монтаж подвышечных оснований, оснований и блоков; монтаж и подъём вышки; пусконаладочные работы. • 3. Подготовительные работы к бурению. По окончанию монтажа буровой установки и строительства привышечных сооружений, буровая принимается спецкомиссией. До начала работ буровая установка укомплектовывается буровым инструментом, долотами, обсадными трубами под кондуктор и буровыми трубами, приспособлениями малой механизации, контрольно-измерительными приборами, шурфом под квадрат, запасом воды, химических реагентов и т.д. чего образуется ствол скважины, который необходимо крепить при помощи обсадных труб и цементажа. • 5. Испытание скважин на приток нефти и газа. Производится перфорация стенок колонны для доступа к продуктивному горизонту с целью получения притока нефти и газа. • 6. Демонтаж бурового оборудования и привышечных сооружений. • 7. Рекультивация отведённой площади. Производится на скважине установка пломбы с табличкой о сроках бурения скважины и название предприятия, производящего работу. Зарываются все амбары, сжигается мусор, собирается металлолом для утилизации. Буровая площадка приводится в соответствие с нормами экологических служб. Промывка скважин - циркуляция промывочного бурового раствора при бурении с целью очистки забоя от выбуренной породы (шлама) и транспортирования её на поверхность ПОКАЗАТЕЛИ БУРЕНИЯ И РЕЖИМНЫЕ ПАРАМЕТРЫ 98 РЕЖИМНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И ПОКАЗАТЕЛИ БУРЕНИЯ Эффективность бурения зависит от комплекса факторов: • осевой нагрузки на долото • частоты вращения долота • расхода бурового раствора и параметров качества бурового раствора • типа долота • геологических условий • механических свойств горных пород 99 Режим бурения, обеспечивающий получение наилучших показателей при данных условиях бурения, называется оптимальным Иногда в процессе бурения приходится решать и специальные задачи – проводка скважины через поглощаюшие пласты, обеспечение минимального искривления скважины, максимального выхода керна, качественного вскрытия продуктивных пластов. Режимы бурения, при которых решаются такие задачи, называются специальными 100 Основные показатели эффективности бурения нефтяных и газовых скважин • проходка на долото • механическая и рейсовая скорости бурения 101 Проходка на долото Hд (м) – очень важный показатель, определяющий расход долот на бурение скважины и потребность в них по площади и УБР в целом, число СПО, изнашивание подъемного оборудования, трудоемкость бурения, возможность некоторых осложнений Проходка на долото зависит от абразивности пород, стойкости долот, правильности их подбора, режимов бурения и критериев отработки долот 102 Механическая скорость бурения Vм = Hд / Тм 103
