Дипломного проекта по дисциплине «Заканчивание скважин»

Скачать 4.78 Mb.

Название	Дипломного проекта по дисциплине «Заканчивание скважин»
страница	1/41
Тип	Диплом

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 41

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

(ТюмГНГУ)

ИНСТИТУТ НЕФТИ И ГАЗА

(ИНиГ)

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

к выполнению курсового и раздела дипломного проекта

по дисциплине «Заканчивание скважин» для студентов

специальности 130504 «Бурение нефтяных и газовых скважин» очной, заочной и заочносокращенной форм обучения

Тюмень - 2005

В учебном пособии изложены требования к составлению курсового и дипломного проектов по курсу «Заканчивание скважин», принципы выбора конструкции скважин, расчета обсадных колонн, выбор тампонажного материала для определенных геологических условий строительства скважин, определения технологических параметров процесса цементирования, скорости спуска обсадных колонн и др., необходимых для составления плана заключительных работ при строительстве скважин.

Допущено Учебно-методическим объединением ВУЗов Российской федерации по нефтегазовому образованию в качестве учебного пособия для подготовки бакалавров и магистров по направлению 553600 «Нефтегазовое дело» и для подготовки дипломированных специалистов по специальностям 130504 «Бурение нефтяных и газовых скважин» и 130503 «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений» направления 130500 «Нефтегазовое дело».

Составители: д-р. техн. наук, профессор Овчинников В.П.

д-р. техн. наук Фролов А.А.

канд. техн. наук, доцент Овчинников П.В.

канд. техн. наук, доцент Аксенова Н.А.

Тюменский государственный нефтегазовый университет, 2005

Содержание

	Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	6
1	Указания по выполнению курсового проекта . .	8
1.1	Состав пояснительной записки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	8
2	Проектирование конструкции скважины и расчет обсадных колонн на прочность . . . . . . . . . . . . . .	10
2.1	Обоснование и проектирование конструкции скважины. . . . . . . . . .	10
2.2	Обоснование оборудования устья скважины. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	21
2.3	Расчет обсадных колонн на прочность. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	22
2.3.1	Выбор равнопрочной конструкции обсадной колонны . . . . . . . . . . .	23
2.3.2	Особенности расчета обсадных колонн для наклонно направленных скважин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	34
2.3.3	Особенности расчета обсадных колонн для горизонтальных скважин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	38
2.4	Расчет усилия натяжения обсадных колонн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	38
2.5	Обоснование состава технологической оснастки, и размещение ее элементов на обсадной колонне . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	41
2.6	Спуск обсадных колонн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	66
3	Цементирование скважин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	68
3.1	Обоснование способа цементирования и расчета параметров процесса цементирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	68
3.2	Выбор материалов для цементирования скважин . . . . . . . . . . . . . . . .	69
3.2.1	Классификация тампонажных материалов по гост 1581-96 . . . . . .	70
3.2.2	Тампонажные материалы и химреагенты согласно классификации АР1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	72
3.2.3	Стандарты для тампонажных цементов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	75
3.2.4	Тампонажные материалы и добавки для цементирования скважин. .	76
3.2.5	Выбор жидкости затворения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	95
3.2.6	Выбор буферной жидкости . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	95
3.2.7	Обоснование необходимой плотности тампонажного раствора . . . .	96
3.3	Расчет технико-технологических параметров процесса цементирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	103
3.3.1	Определение потребного объема материалов для приготовления тампонажного раствора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	104
3.3.2	Определение необходимого объема продавочной жидкости . . . . . .	106
3.3.3	Выбор оборудования для цементирования скважин . . . . . . . . . . . . . .	106
3.3.4	Обоснование режимно-технологических параметров процесса цементирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	115
3.4	Обоснование способа контроля качества цементирования . . . . . . . .	121
3.5	Выбор способа освоения скважины, организация процесса освоения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	122
3.6	Вопросы охраны труда, окружающей среды и техники безопасности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	122

4	Программа расчета технико-технологических параметров процесса цементирования на ПЭВМ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	123
4.1	Алгоритм программы расчета технико-технологических параметров процесса цементирования на ПЭВМ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	123
4.2	Задание разреза и параметров скважины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	124
4.3	Задание жидкостей используемых при цементировании . . . . . . . . . .	127
4.4	Гидравлический расчет . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	130
4.5	Показатели качества цементирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	134
4.6	Отчет по результатам . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	135
5	Требования к оформлению курсового проекта .	140
	Список рекомендуемой литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	141
	Приложения
1	Образцы выполнения работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	144
2	Прочностные и весовые характеристики труб отечественного производства. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	149
3	Прочностные характеристики импортных обсадных труб (по стандартам АНИ). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	179
4	Характеристика реагентов для регулирования свойств тампонажных растворов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	196
5	Перевод единиц системы си в единицы МКГСС. . . . . . . . . . . . . . . . .	204

Основные обозначения величин, принятые в формулах

Определения	Обозначение
Расстояние от устья скважин до, м:
- башмака эксплуатационной колонны	L
- башмака предыдущей колонны	L_о
- уровня цементного раствора	h
- уровня жидкости в колонне	H
- середины рассматриваемого продуктивного или пласта с АВПД	S_i
- верхнего конца i-й секции обсадной колонны	L_i
- рассчитываемого сечения	Z
Длина i-й секции обсадной колонны, м	l_i
Удельный вес, Н/м³:
- газа по воздуху (относительный)
- испытательной жидкости	_ж
- бурового раствора за обсадной колонной	_р
- цементного раствора за колонной	_ц
- жидкости в обсадной колонне	_в
- гидростатического столба воды	_гс
Плотность, г/см³
- плотность поровой жидкости	ρ_{пор ж}
- плотность промывочной жидкости	ρ_пж
Давление, МПа:
- по окончании эксплуатации	P_min
- гидравлического разрыва пластов на глубине z	Pгр_z
- внутреннее на глубине Z	Р_z
- внутреннее на устье	Pв_у
- наружное на глубине Z	Pн_z
- внутреннее избыточное на глубине Z	Рви_z
- наружное избыточное на глубине Z	Pни_z
- критическое наружное, при котором напряжения в теле трубы достигают предела текучести	P_кр
- критическое внутреннее, при котором напряжения в теле трубы достигают предела текучести	P_т
- пластовое на глубине Z	Pпл_z
- давление устойчивости горных пород	Р_уст
- пластовое на глубине L	Pпл _L
- опрессовки	Pоп
Вес, кН:
- одного погонного метра колонны i-ой секции	g_i
- i-й секции	Q_i
- подобранных секций (общий)	Q
Страгивающая нагрузка, кН	P_cт
Допустимая осевая нагрузка, кН	[P]
Коэффициенты:
- сжимаемости газа	m
- запаса прочности на наружное избыточное давление	n₁
- запаса прочности на внутреннее избыточное давление	n₂
- запаса прочности на растяжение	n₃
- коэффициент резерва	k_р

введение

Основной целью строительства разведочных и эксплуатационных скважин является выявление нефтегазонасыщенных пластов, обеспечение притока пластовой жидкости и транспортировка последнего на устье скважины. Весь цикл строительства скважин можно условно подразделить на проводку (бурение) и заканчивание. Под заканчиванием скважины понимают комплекс проводимых работ по вскрытию продуктивных горизонтов, их опробованию и испытанию, а также разобщению нефтенасыщенных пород от выше и нижележащих.

Заканчивание скважин можно разделить на следующие операции:

- вскрытие продуктивных пластов;

- крепление скважины и разобщение пластов;

- освоение скважины;

- опробование и испытание скважины;

- ремонтно-изоляционные работы;

- ликвидация и консервация скважины.

Под вскрытием продуктивных пластов понимают комплекс работ проводимых в скважине при разбуривании перспективных в отношении нефтегазосодержания горизонтов. Основная задача, решаемая при вскрытии продуктивных пластов - это максимальное сохранение коллекторских свойств пласта. Перед вскрытием продуктивных горизонтов инженер-технолог, как правило, решает следующие вопросы - обосновывает выбор конструкции скважины, метода вскрытия, выявляет наиболее оптимальную рецептуру промывочной жидкости и т. д.

Крепление скважин это наиболее ответственная операция как по технике своего осуществления, так и по значимости. От успешности ее выполнения зависит конечная цель бурения. Она оказывает решающее влияние на долговечность работы скважины, на успешность заканчивания и освоения, на охрану недр и т. д. крепление скважины тесным образом связана с разобщением продуктивных пластов. Основными задачами крепления скважин является создание надежного канала связи пласт-устье скважины и обеспечение надежной изоляции нефтяных, газовых и водоносных пластов, в том числе и с точки зрения охраны окружающей среды. Для решения этих вопросов необходимо рассмотреть большой комплекс вопросов, связанных: с расчетом на прочность обсадных труб и колонн при различном сочетании нагрузок; выбором тампонажных материалов и подбором их рецептур; изучением конкретных гидрогеологических условий, способствующих или препятствующих качественному разобщению пластов; изучением особенностей крепления газовых скважин и т. д.

Основной задачей при освоении скважины является обеспечение притока пластового флюида в скважину. Эффективность этого вида работ зависит от правильно выбранной величины репрессии на пласт при бурении скважины и депрессии при освоении свойств жидкости, находящейся в скважине и многих других факторов. Метод вызова притока выбирают исходя из геологических и технологических условий эксплуатации залежи с учетом индивидуальных особенностей каждой скважины.

В последнее время большое значение в цикле строительства скважин на нефть и газ приобрели работы, связанные с испытаниями пластов. Получение необходимых сведений о пласте позволяет корректировать задачи, решаемые с помощью данной скважины, дать предварительную оценку продуктивным горизонтам, оценить коллекторские свойства пласта и определить прогнозные запасы той или иной залежи.

Курсовой проект по «Заканчиванию скважин » выполняется после изучения студентами основных курсов по профилю будущей специальности и прохождения преддипломной практики, на которой собирается промысловый материал для разработки проекта. Цель курсового проектирования –закрепление студентами теоретических и практических знаний, приобретенных в процессе обучения, и применение их для решения конкретных задач, связанных с заканчиванием скважин.

При выполнении курсового и дипломного проектов следует ориентироваться на использование наиболее современной техники, технологических приемов и методов организации операций; необходимо использовать учебники, справочники, каталоги оборудования, монографии, статьи из технических журналов, трудов НИИ, сборников институтов, а также ведомственные инструкции.

Курсовой и дипломный проекты не всегда должны совпадать с типовыми проектами, выполненными для буровых предприятий научно-исследовательскими и проектными институтами (НИПИ). При этом целесообразно отметить отличительные особенности разрабатываемого проекта от типового. Поощряется выполнение отдельных расчетов по авторским программам для ПЭВМ.

При выполнении дипломного проекта перечисленные выше пункты входят во второй раздел «Техническая часть» пояснительной записки. Поэтому целесообразно разрабатывать курсовой и дипломный проект по одной теме.
1 УКАЗАНИЯ по выполнению курсового проекта

1.1 Состав пояснительной записки

- Титульный лист. Образец выполнения титульного листа (приложение 1.1).

- Задание (приложение 1.2).

Задание на курсовое проектирование выдается студенту руководителем перед отъездом на преддипломную практику и является основанием для сбора материала.

- Содержание (выполняется аналогично содержанию данного учебного пособия).

- Введение.

В данном разделе приводится краткая характеристика района (площади), на которой планируется строительство проектируемой скважины – ее географическое положение (область, край, административный центр, ближайшие населенные пункты), рельеф местности, местоположение основных баз снабжения, пути сообщения с базами, климатические условия, источники водоснабжения. Первый лист введения должен оформляться в рамку (приложение 1.3). Все последующие листы оформляются в рамки (приложение 1.4).

- Исходные данные для составления проекта.

Данные собираются в период преддипломной практики и до начала проектирования согласовываются с руководителем. Геолого-технические условия строительства и эксплуатации скважины должны быть представлены в виде таблицы 1. Дополнительно необходимо указать степень геологической изученности района. Если присутствуют мерзлые горные породы (МГП), то следует указать глубины границ пород с отрицательными температурами и значения этих температур, интервалы залегания пород, в которых лед является основным связующим элементом. Отдельно выделить наличие хемогенных пород (указать состав этих пород). Кроме этого в данном разделе проекта указываются коэффициенты запаса прочности для расчета обсадных колонн, профиль скважины и другие данные, которые, по мнению заказчика (руководителя) необходимы при выполнении проекта.

Таблица 1 - Исходные данные к курсовому проекту

Стратиграфический горизонт	Глубина залегания пласта, м	Толщина, м	Литологический состав породы	Характер возможных осложнений	Пластовое давление, МПа	Пластовая температура, ⁰С	Давление гидроразрыва, МПа	Интенсивность поглощения, м³/ч, МПа
1	2	3	4	5	6	7	8	9

Окончание таблицы 1

Вид насыщающего флюида	Состав насыщающего флюида (состав газа; газовый фактор; агрессивные компоненты газа, нефти, воды)	Проницаемость (трещиноватость пород), Д	Параметры применяемого бурового раствора (ρ, η, τ₀)	Эксплуатационный горизонт	Способ эксплуатации	Наибольшая депрессия (МПа) или глубина снижения уровня в колонне при освоении, м	Ожидаемый дебит флюида, м³/с	Наибольшее избыточное давление на устье в эксплуатационной колонне после освоения скважины, МПа
10	11	12	13	14	15	16	17	18

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 41

	Методические указания к выполнению дипломного проекта для студентов... Целью дипломного проекта может являться изучение, решение и исследование как общетеоретических проблем, так и задач, имеющих прикладное...		Институт нефти и газа Методические указания устанавливают общие положения к выполнению дипломного проекта (ДП) по специальности 090800 «Бурение нефтяных...
	Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине... «Вторичное вскрытие продуктивных пластов» для магистрантов, обучающихся по направлению 21. 04. 01 «Нефтегазовое дело», профиль программы...		Пояснительная записка дипломного проекта на тему «Реконструкция бойлерных... Пояснительная записка дипломного проекта на тему «Реконструкция бойлерных установок отэц-1 с применением пластинчатых подогревателей»...
	Дипломный проект В вводной части проекта рассказывается о предприятии в целом его виде деятельности, и о котельной данного предприятия. Также идет...		Дипломного проекта Работа над Разделом проводиться в рамках постоянных консультаций дипломника с Консультантом по Разделу
	Дипломного проекта Разработка мероприятий по повышению качества косметических услуг населению на примере салона красоты «кристина»		Техническое описание проекта Северных Регионов Тюменской Области методика интерпретации исследования скважин приборами Спектрального Нейтронно-Гамма Каротажа...
	Литература Введение На основании анализа производственной деятельности ОАО “Комаричское хлебоприемное предприятие” обосновывается необходимость данного...		Методические рекомендации по подготовке, оформлению и защите дипломного проекта по специальности ...
	Дипломный проект студента Ургупс. На тему: «Создание учебного лабораторного... Содержание дипломного проекта соответствует требованиям, предъявленным к дипломным проектам		Методические указания по выполнению курсового проекта для специальности... ПМ02 Организация деятельности коллектива исполнителей. Проект предназначен для закрепления и углубления знаний по технологии и организации...
	Пояснительная записка дипломного проекта: Разработка устройства идентификации... Учреждение образования Гомельский государственный дорожно-строительный колледж имени Ленинского комсомола Белоруссии		Электрических схем Изображение и обозначение элементов электрических схем : методические указания к выполнению дипломного проекта / А. Н. Емцев, В....
	Методические рекомендации по выполнению разделов содержательной части... Приложение к письму Минобразования России от 10. 07. 98 №12-52-111 ин/12-23) и Федеральным государственным образовательным стандартом...		Методические рекомендации по выполнению дипломного проекта специальности:... Методические рекомендации печатаются по решению Методического Совета гбпоу «пгк» №12 от 19. 01. 2016 г

Дипломного проекта по дисциплине «Заканчивание скважин»

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНСТИТУТ НЕФТИ И ГАЗА

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Тюмень - 2005

Si

Li

Z

li

ж

р

ц

в

гс

Pmin

Pгрz

Рz

Q

Pcт

Допустимая осевая нагрузка, кН

[P]

Коэффициенты:

- сжимаемости газа

m

- запаса прочности на наружное избыточное давление

n1

- запаса прочности на внутреннее избыточное давление

n2

Похожие:

S_i

L_i

l_i

_ж

_р

_ц

_в

_гс

P_min

Pгр_z

Р_z

P_cт

n₁

n₂