Шпаргалка по "Бурению"

 

30. Понятие о режимах бурения и его параметрах бурения.

Под режимом бурения понимается определённое сочетание регулируемых параметров, влияющие на показатели бурения.  К числу таких параметров режима бурения относятся: 1) осевая нагрузка (давление) на долото P2; 2) частота вращения долота n; 3) количество прокачиваемой промывочной жидкости Q; 4) качество промывочной жидкости (плотность, вязкость, показатель фильтрации, статическое напряжение сдвига).

 

31. Влияние скорости  вращения долота на показатели  бурения.

Исследованиями было установлено, что при увеличении частоты вращения долота механическая скорость проходки растёт, достигая максимальной величины, а затем, по мере износа вооружения долота, снижается. Каждому классу пород  соответствуют свои критические  частоты вращения долот, превышение которых вызывает снижение механической скорости проходки.

 

32. Влияние осевой нагрузки  на долото на показатели бурения.

При всех существующих методах вращательного  бурения любое изменение осевой нагрузки на долото приводит к изменению показателей его работы. При поддержании на долоте осевой нагрузки, соответствующей v=max реализуется критерий максимума механической скорости проходки; при нагрузке, отвечающей h=max, бурить будут с максимальной проходкой на долото.

Оптимальный режим с максимумом рейсовой скорости, очевидно, будет достигнут при средней осевой нагрузке между Рд, соответствующей vmax и Pд, соответствующей hmax.

 

Вопрос 32. Влияние  осевой нагрузки на долото на показатели бурения.

Осевая нагрузка на долото определяет механическую скорость бурения: чем выше нагрузка, тем выше скорость бурения. Осевую нагрузку выбирают так, чтобы процесс разрушения горных пород был объемным или по возможности близким к объемному.

Влияние осевой нагрузки на долото в различных горных породах проявляется по-разному. Общим является увеличение скорости бурения при повышении осевой нагрузки. Бурение артезианской скважины следует вести при таких осевых нагрузках, которые обеспечивали бы достаточную механическую скорость и проходку на долото. В твердых и крепких породах увеличение осевой нагрузки будет лимитироваться прочностью самого долота, его вооружения, а также бурового вала. В трещиноватых породах во избежание заклинивания и поломки долота осевую нагрузку также снижают. Осевая нагрузка на долото измеряется гидравлическим индикатором веса.

Вопрос 33. Влияние  количества и качества бурового раствора на показатели бурения.

Промысловыми наблюдениями и лабораторными  исследованиями установлено, что наилучшие  результаты работы долот имеют место, когда выбуренная порода своевременно удаляется с забоя, в противном случае она оказывает дополнительное сопротивление долоту. Чистота забоя скважины, а следовательно, и собственно процесс бурения зависят от следующих факторов: 
 
1. Качество бурового раствора. Очистка скважины от мелкого шлама лучше обеспечивается при глинистых растворах с малой вязкостью и малой прочностью структуры. Крупные куски шлама лучше удаляются при густых и вязких растворах. Увеличение плотности повышает подъемную способность глинистых растворов. 
С увеличением плотности бурового раствора увеличивается давление на забой скважины, сопротивляемость пород разрушению возрастает, вследствие чего показатели бурения уменьшаются.  
 
2. Количество бурового раствора, подаваемого на единицу площади забоя скважины. На основании обобщения экспериментальных исследований установлено , что технологически необходимое количество промывочного раствора, л/с, 
где 0,07 — переводной коэффициент; П3— площадь забоя скважины, . 
Превышение производительности буровых насосов над вычисленной по данному соотношению величиной не приводит к существенному изменению механической скорости проходки. 
 
3. Скорость истечения потока жидкости из отверстий долота и расположения этих отверстий по отношению к шарошкам и забою скважин. С увеличением скорости истечения бурового раствора из долотных насадок улучшается очистка забоя скважины, а следовательно, возрастает механическая скорость бурения. Наблюдения показывают, что значительный рост механической скорости проходки достигается в том случае, когда скорость струй, вытекающих из насадок гидромониторного долота, превышает 60... 75 м/с. Большое влияние на условия очистки забоя оказывает высота зубьев шарошек. Чем больше просвет между шарошками и забоем, тем совершеннее его очистки.  

 

Вопрос 34. Контрольно-измерительные  приборы для регистрации параметров режима бурения.

Контрольно-измерительные  приборы (КИП) и аппаратура предназначены  для регистрации и управления основными параметрами процесса бурения с целью поддержания  оптимального технологического режима и предотвращения аварийных ситуаций.

Современные буровые станки оснащаются следующими приборами:

1)Индикатор веса. Предназначен  для определения осевой нагрузки  на долото, нагрузки на крюк  талевой системы, при ловильных  работах, при спуске промежуточных и эксплуатационных колонн. Сещуствуют гидравлические, механические и электрические индикаторы веса, наиболее распространены гидравлические.

 К недостатку гидравлических  индикаторов веса относят- зависимость  показаний од диаметра каната, от температуры окружающей среды и от утечек жидкости.

2) Пункт контроля процессов  бурения. Он влючает в себя  датчик измерения давления бурового  раствора, тахометр (частота вращения  ротора),  так же измеряет забойные  параметры процессов бурения  ( частота вращения вала турбобура, пространственное положение забоя скважины и др.)

 

Вопрос 35. Предупреждение самопроизвольного искривления  скважины.

Для предупреждения искривления ствола скважины принимаются следующие  методы: 
ØУвеличение жесткости компоновки низа бурильной колонны (КНБК). 
ØУстановка 2 – 3 полноразмерных центраторов. 
ØСнижение осевой нагрузки на долото. 
ØПериодическое вращение бурильной колонны. 
ØИспользование КНБК, основанных на эффекте маятника или отвеса. 
ØПрименение метода пилотной проводки скважины. 
ØПрименение реактивно-турбинных буров РТБ  
ØПрименение турбинно-роторного способа бурения

36. Профили  наклонных скважин, их выбор,  цели, сущность расчета профилей  наклонно-направленных скважин.

Скважины, в которых  забой имеет определенное отклонение от вертикали, а ствол проводится по заранее заданной кривой, называются наклонно-направленными.

Профиль наклонной скважины должен быть выбран таким, чтобы при  минимальной затрате средств  и времени на ее проходку было обеспечено выполнение задачи, поставленной при бурении данной скважины.

При бурении наклонно-направленных  скважин наибольшее распространение  получили 4 типа профилей.

Профиль А – наиболее распространенный – состоит из трех участков: вертикального 1, участка  набора угла наклона ствола 2 и прямолинейного наклонного участка 3. Этот профиль рекомендуется в основном для бурения наклонных скважин на однопластовые месторождения.

Профиль Б отличается от А тем, что вместо прямолинейного участка имеется участок естественного  снижения угла наклона 3. Рекомендуется применять в районах, где естественное снижение  угла невелико, и для больших глубин скважин, когда стабилизация угла наклона затруднена.

Профиль В состоит  из пяти участков: вертикального 1, участка  наклона ствола 2, прямолинейного наклонного участка 3, участка снижения угла наклона 4 и вертикального 5. Применяют при проходке глубоких скважин, требующих пересечения стволом нескольких продуктивных горизонтов. Это наиболее сложных профиль.

Профиль типа Г, в нем  в отличии от В участки 3 и 4 заменены участком самопроизвольного падения угла 3.Применяют для глубоких скважин, в которых возможны отклонения в нижней части ствола скважины.

Профиль типа Д состоит  из вертикального участка 1 и участка  набора угла наклона 2. Применяют, если необходимо выдержать заданные углы входа в пласт и вскрыть наибольшую толщину пласта.

37. Кустовое, многозабойное  бурение. 

Кустовым называют такой  способ, при котором устья скважин  группируются на общей площади. Преимущество – значительное сокращение земельных  площадок, приходящихся на одну буровую, наиболее выгодно в горной, лесной и болотистой местностях. В первую очередь бурятся скважины,для которых угол,измеряемый от направления движения бур.установки до проектного направления на забой скважины по ходу часовой стрелки, составляет 120-240˚, затем скважины с углом 60-100˚ и 240-300˚, в последнюю очередь скважины с углом 0-60˚ и 300-360˚. Расстояние между устьями двух соседних скважин выбирается исходя из необходимости установки агрегатов для ремонта скважин, а также размещения станков-качалок, но оно должно быть не менее 3 м.

Развитием кустового  бурения явилось двуствольное бурение. Сущность этого метода бурения заключается  в том, что одна бригада при  помощи одной буровой установки  и одним комплектом бурильных  труб бурит одновременно две наклонные скважины, устья которых  расположены на расстоянии 1,5 м друг от друга, а конечные забоя – в соответствии с геологической сеткой. Метод двуствольного бурения повышает производительность благодаря следующим факторам:

• Сокращению объема строительно-монтажных работ при сооружении фундаментов и морских оснований
• Совмещению подъема сработанного долота из скважины со спуском нового в другую
• Совмещению затвердевания цемента в одном стволе с бурением в другом
• Совмещению смены долота,с бурением в другом.

Для резкого увеличения отдачи нефтяных пластов бурят многозабойные  скважины со значительно расширенной  призабойной зоной.

Технология проводки: до кровли прод.пласта или же несколько  выше бурят обычную скважину. Отнее  в прод.пласте в разные стороны бурятся ответвления . В первую очередь до проектной глубины доходит ствол, имеющий максимальное проектное отклонение. Последующие стволы забуриваются из него снизу вверх. Затем скважину обсаживают колонной.

38. Понятие  о конструкции скважины, требования к ней, факторы, определяющие конструкцию скважины.

Под конструкцией скважины понимают совокупность данных о количестве и глубинах спуска обсадных колонн, диаметрах обсадных колонн, диаметрах  ствола скважины для каждой  из колонн и интервалах цементирования.

Выбор конструкции скважины – основной этап ее проектирования и должен обеспечить высокое качество строительства скважины как долговременно  эксплуатируемого сложного объекта, предотвращение аварий и осложнений в процессе бурения  и создание условий для снижения затрат времени и средств на бурение.

Конструкция скважины должна обеспечивать: безусловное доведение  скважины до проектной глубин, осуществление  заданных способов вскрытия продуктивных горизонтов и методов их эксплуатации. Особое внимание должно быть обращено на конструкцию. Факторы на нее влияющие:

• При вскрытии пласта с высоким давлением должна быть предотвращена возможность открытого фонтанирования скважины.
• При вскрытии пласта должны быть сохранены на высоком уровне природные фильтрационные св-ва пород призабойной зоны
• Должны быть обеспечены соответствующие интервалы вскрытия пласта, гарантирующие длительную безводную эксплуатацию скважин и максимальное облегчение притока нефти к забою.

39. Особенности конструкции газовых скважин.

• После проявления газоносного пласта и заполнения всего объема скважины газом вследствие его относительно небольшой плотности давление на устье почти не отличается на забое, т.е. возникают большие давления по всему стволу скважины. Это требует создания прочного ствола газовой скважины, чтобы в случае внезапного проявления пласта при бурении можно было регулировать отбор газа или задавить его в пласт.
• В связи с большей подвижностью газа, чем у жидкости, предъявляются повышенные требования к герметизации резьбовых соединений обсадных труб, а также затрубного пространства.
• Газовые скважины имеют большие свободные дебиты, в результате чего создаются значительные скорости движения газа по стволу, которые могут увеличить степень их напряженности. Это требует создания не только прочных обсадных колонн, но и их определенной устойчивости.

 

 

Вопрос 40 Подготовка обсадных труб, скважин, бурового оборудования к спуску обсадных труб.

Обсадные трубы привезенную  на буровую осматривают на предмет  дефектных труб( кривизна,овальность, деформация муфт) Определяют длину каждой трубы,расставляют их в порядке спуска, нумеруют, производится чистка резьб, после на них навинчивают ниппеля и паредохранительные кольца.

Перед началом спуска обсадных труб проверяют состояние вышки, бурового оборудования. Все дефекты поясов,диагоналей и крепления ног вышки устраняют. Проверяют вертикальность вышки.

Проверяют лебедку и привод, талевую  систему, буровые насосы.

К началу спуска в скважину обсадных труб должны быть завершены все исследовательские  работы.Места сужения ствола скважины прорабатывают, затем доводят буровой раствор до требуемого качества, часто скважины шаблонируют. Делается это так- в скважину спускается 3-4 обсадных трубы которые беспрепятсвенно должны дойти до забоя. Необходимо иметь запас инструмента.

Обсадные колонны как правило  спускаются одной секцией. Работами по спуску должен руководить буровой  мастер. Колонну должны спускать при  помощи клиновых захватов, позволяющих  докреплять резьбовые соединения в  процессе спуска.При наличии клапана  колонну во время спуска заполняют глинистым раствором через каждые 100-200 м. Необходимо постоянно следить за буровым раствором. Режимы спуска и цементирования должны быть рассчитаны так, чтобы не допустить гидроразрыва пласта.

 

ВОПРОС 41  Сущность, назначение цементирования скважин. Тампонажные материалы их классификация и основные физические свойства.

  

Цель цементирования – вытеснить  буровой раствор тампонажным  из затрубного пространства скважины и поднять последний на заданную высоту. В результате этого предотвращается возможность движения любой жидкости или газа из одного пласта в другой через заколонное пространство, обеспечивается длительная изоляция продуктивных объектов от посторонних вод, укрепляются неустойчивые, склонные к обвалам и осыпям породы, обсадная колонна предохраняется от коррозии пластовыми водами и повышается ее несущая способность.  Важность качественного цементирования обусловлена тем, что это заключительный этап строительства скважин, поэтому неудачи при его выполнении могут свести к минимуму ожидаемый эффект, стать причиной неправильной оценки перспективности разведываемых площадей, появления «новых» залежей нефти и, особенно, газа в коллекторах, перетоков флюидов, газопроявлений и т.д.   Цементный раствор поступает в заколонное пространство, замещая находящийся там буровой раствор, и затвердевает в камень.  Назначение и функции, выполняемые цементным камнем:  1. Разобщение пластов, их изоляции,  2. Удержание обсадной колонны (ОК) от всевозможных перемещений  3. Защита ОК от действия коррозионной среды.

 

 

Тампонажные материалы- это такие  материалы,которые при затворении водой образуют суспензии, способные  затем обратиться в твердый камень.  Взависимости от вида вяжущего материала  они делятся на: