Курсовой проект по бурению разведочной скважины

1. при бурении в зоне ожидаемых обвалов используем раствор на углеводородной основе (известково-битумный).
2. поддерживать плотность раствора по возможности на том уровне, чтобы воздействовать на стенки скважины, предупреждая их обрушение.
3. изоляция зоны неустойчивых пород обсадной колонной для дальнейшего бурения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Способ  вскрытия продуктивного пласта.

 

     Вскрытие  продуктивного пласта осуществляется  по следующей схеме: 

1) Вскрываем на полную  мощность, затем спускаем эксплуатационную  колонну с дальнейшим ее цементированием.

2) Для создания гидродинамической связи скважины с продукт. Пластом в интервале его залегания производим перфорацию обсадной колонны и находящегося за ней цементного камня.

     Выбор такого  способа обусловлен ожидаемым  значительным изменением свойств  продуктового пласта по его  толщине и насыщенностью водой некоторых горизонтов продуктивного пласта.

 

Способ  перфорации.

 

     Для вторичного  вскрытия пласта применяем кумулятивный  перфоратор.

Вызов притока.

     Для вызова  притока пластовой жидкости используем  раствор на углеводородной основе.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Цементирование  скважины.

 

     Тампонажный  раствор закачивают в объеме, необходимом для заполнения данного  интервала кольцевого пространства  скважины и участка обсадной  колонны ниже обратного клапана,  а продавочную жидкость – в объеме, необходимом для заполнения внутренней плоскости колонны выше обратного клапана.

     Нижняя  пробка, дойдя до обратного клапана,  останавливается. Так как закачку жидкости в колонну продолжают, мембрана в нижней пробке под влиянием избыточного давления в колонне над ней разрушается, и тампонажный раствор через открывшийся проходной канал в пробке и далее через открытия в башмачном патрубке и в направляющей пробке устремляется в кольцевое пространство скважины.

     Плотность  тампонажного раствора почти всегда больше плотности промывочной жидкости. Поэтому по мере заполнения колонны тампонажным раствором разность давлений столбов жидкостей в ней и в заколонном пространстве возрастает, а давление в цементировочной головке  и в цементировочных насосах уменьшается, иногда даже ниже атмосферного.

(Е.М. Соловьев, 1988 г., стр. 264).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет  цементирования скважины.

 

1-ая эксплуатационная  колонна:

 

Исходные данные:

Глубина спуска – 300 м.

Высота подъема цемента (h_ц) – 3000 м.

Высота цементного стакана (h_с)^* - 25 м.

ШПЦС – 200.

Способ цементирования: одноступенчатый.

Д _{д. экс.} = 190,5 мм.

Д _экс. = 139,7 мм.

Средний внутренний диаметр d =Д _экс.− 2ς_ср., где ς_ср. - средняя толщина стенки эксплуатационной колонны.

ς_ср. = 8, 24 ≈ 8 мм.

d_в = 140 – 16 = 124 мм.

Коэффициент каверзности  К_к = 1,25.

Плотность цементного раствора ρ_ц.р. = 1,78 г/см³.

Плотность продавочной  жидкости ρ_п.р.= 1,210 г/см³.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

______________________________

 

* h_с - расстояние от башмака колонны до посадочного седла для нижней пробки.

1) Объем цементного  раствора V_ц.р.^*.

 

V_ц.р.  = К₁ {К_к(Д _д.э. - Д ²_э) h_ц.+d _в.h _с.}

V_ц.р.  =0,785*1,03 {1,25(,1905² -- ,1397³)* 3000 + ,124 * 25} = 50,92 м^3.

 

2) Количество сухого  цемента.

 

G_ц  = V_ц.р.  * q_ц   = 50,92 * 1,22 = 62,1 т, где q_ц - норма расхода сухого цемента для приготовления 1 м³  цементного раствора.

 

3) Объем воды V_в для приготовления цементного раствора.

 

  ³ ,

где m – водоцементный фактор;

ρ_в – плотность воды, г/см³.

 

4) Объем продавочной  жидкости V_{ж. пр.}:

 

_, где К – коэффициент потери воды.

 

5) Максимальное давление  цементирования P_ц.max

 

P_ц.max=p_r+P_p, где P_r=0,02*H+16=0,02*3000+16=760 атм.

 атм, тогда P_ц=76+169,6=245,6 атм.

Для производства цементирования используем агрегаты ЗЦА-400А. При использовании втулки 125 мм начало цементирования проводим на 4-й скорости с давлением P₄=100 ат и расходом g₄=23,40 л/сек. Заканчиваем цементирование на 2-й скорости, которой отвечают P₂=210 ат и g₂=12,60 л/сек.

Принимаем, что средняя  производительность ЗЦА-4004 за время  цементирования равна л/сек.

 

 

 

6) Количество агрегатов  ЗЦА-400А.

 шт, где Q_ц.а. – суммарная производительность агрегатов ЗЦА-400А,

 Q_ц.а.=F_затр*V_кр= м³/с, где F_затр - площадь поперечного сечения затрубья, м²;

V – скорость подъема цемента в затрубе, принимаем V_кр = 2,0 м/с.

 

7. Число цементосмесительных машин СМ-20.

 

П_см =G_ц/20 = 62,1/20 = 3,1

 

Принимаем П_см  = 2, т.е. каждая смесительная машина обслуживает два цементировочных агрегата.

 

8. Время цементирования Т_ц

 

        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расход промывочной  жидкости .

 

Может быть определен  по формуле:

 

Qж= 0,785(Д ²д – Д ²т)Vo, где :

 

Дд – диаметр долота, м.

Дт – диаметр бурильных  труб, м.

Vо – скорость восходящего потока жидкости, м/с, приведенная ниже:

Для мягких пород Vo = 1,2-1,5м/с

Для пород средней  твердости Vo =0,9-1,2 м/с

Для твердых пород Vo =0,6-0,9 м/с

Для крепких пород Vo =0,5-0,6 м/с

 

____________________________

При роторном бурении  рекомендуется следующие значения скорости выходящего потока в кольцевом пространстве:

0,6-0,8 м/с – при бурении на растворе нормальной плотности.

0,4-0,6 м/с – бурение  с использованием утяжеленного раствора;

1,2 м/с и более –  при бурении в глинистых породах.

0,2-0,3 м/с – при бурении верхних  интервалов ствола скважины.

(А.Г. Калинин, А.З.  Левиций, 1988, стр. 113).

 

 

^* тампонажный раствор закачивают в объеме, необходимом для заполнения заданного интервала кольцевого пространства скважины и участка обсадной колонны ниже обратного клапана, а продавочную жидкость – в объеме, необходимом для заполнения внутренней полости колонны выше обратного клапана. (Е.М. Соловьев, 1988, стр. 264).