Искривление скважин и направленное бурение реферат
Обновлено: 02.07.2024
Потребности человечества в углеводородном сырье, отсутствие надежной альтернативы нефти и газу как топливу требуют совершенствования технологий по извлечению разведанных запасов.
Основным средством изучения горных пород, вскрытых скважинами, стали в настоящее время геофизические методы исследований – измерения различных физических параметров, позволяющие определять геологические характеристики пород и контролировать режим работы пластов в процессе бурения скважин.
Наклонно-направленное бурение - способ сооружения скважин c отклонением от вертикали по заранее заданному направлению. Наклонно-направленное бурение применяется как при бурении скважин на нефть и газ, так и при разведке твёрдых п. и.
Наиболее эффективная область использования наклонно-направленное бурение - при разработке месторождений в акваториях, в болотистых или сильно пересечённых местностях и в случаях, когда строительство буровых может нарушить условия охраны окружающей среды.
Наклонно-направленное бурение применяют также при бурении вспомогательных скважин для глушения открытых фонтанов, при многоствольном бурении или отклонении нижней части ствола вдоль продуктивного горизонта c целью увеличения дренажа.
Наклонно-направленное бурение нефтяных и газовых скважин осуществляется по специальным профилям. Профили скважин могут варьироваться, но при этом верхний интервал ствола наклонной скважины должен быть вертикальным, c последующим отклонением в запроектированном азимуте. При геолого-разведочных работах на твёрдые полезные ископаемые наклонно-направленное бурение осуществляется шпиндельными буровыми станками c земной поверхности или из подземных горных выработок. Бурение таких скважин отличается тем, что вначале они имеют прямолинейное направление, заданное шпинделем бурового станка, a затем в силу анизотропии разбуриваемых пород отклоняются от прямолинейного направления.
Рост объемов наклонно-направленного бурения скважин с углами отклонения ствола скважин от вертикали более 50° обусловили ограничения по применению традиционных методов исследований с помощью аппаратуры, спускаемой в скважину на кабеле, и вызвали необходимость разработки специальных технологий доставки скважинных приборов в интервал исследований. Решение этой проблемы возможно с помощью бескабельных измерительных систем, доставляемых на забой с помощью бурового инструмента.
Накопленный фактический материал по естественному искривлению скважин позволил установить ряд общих закономерностей, учитывая которые буровики научились проходить скважины в строго заданном направлении. Такие скважины получили название наклонно-направленных и горизонтальных. Искусственное отклонение — это направление ствола скважины в процессе бурения по определенному плану доведением забоя до заданной точки. Искусственное отклонение скважин подразделяется на наклонное многозабойное (разветвленно-направленное) и кустовое (многоствольное) бурение.
Кустовое бурение. Под кустовым бурением понимается способ, при котором устья скважин группируются на общей площадке, а конечные забои находятся в точках, соответствующих проектам разработки месторождения. При кустовом бурении скважин значительно сокращаются строительно-монтажные работы в бурении, уменьшается объем строительства дорог, линий электропередачи, водопроводов и т.д.
Наибольший эффект от кустового бурения обеспечивается в условиях моря и в болотистых местностях. Впервые в СССР кустовое бурение было осуществлено под руководством Н.С. Тимофеева на о-ве Артема в Азербайджане. В настоящее время в кустах бурят 8 — 24 скважины и более. Одна из основных особенностей проводки скважин кустами — необходимость соблюдения условий непересечения стволов скважин.
К недостаткам кустового наклонно направленного способа бурения следует отнести вынужденную консервацию пробуренных скважин до окончания некоторой скважины данного куста в целях противопожарной безопасности, увеличение опасности пересечения стволов скважин, трудности в проведении капитального и подземного ремонтов скважин, а также в ликвидации грифонов в условиях морского бурения.
Многозабойное бурение. Сущность этого способа бурения состоит в том, что из основного ствола скважины с некоторой глубины проводят один или несколько стволов, т.е. основной ствол используется многократно. Полезная же протяженность скважин в продуктивном пласте и, следовательно, зона дренирования (поверхность фильтрации) возрастают.
Первая многозабойная скважина была пробурена в 1953 г. на Карташевском рифовом месторождении Башкортостана. Первая горизонтальная скважина, проходящая 130 м непосредственно по пласту мощностью около 30 м, была проведена в 1957 г. на Яблоновском месторождении Куйбышевской (ныне Самарской) области. Несмотря на то, что скважина была пробурена на сильно дренированный пласт, ее суточный дебит составил 40 т, что многократно превышало дебиты вертикальных скважин.
Во ВНИИБТ в результате работ по многозабойному и горизонтальному бурению разработаны специальные укороченные турбобуры Т12М2К, в которых впервые была применена проточная пята, отработана технология безошибочного попадания в дополнительные стволы, разработана система доставки геофизических приборов в горизонтальные стволы. Разработаны технические средства и методы, позволяющие достаточно надежно проводить горизонтальные стволы в заданном направлении. Бурение этих скважин ускоряет освоение новых нефтяных и газовых месторождений, разведку полезных ископаемых, снижает капиталовложения и уменьшает затраты дефицитных материалов.
В связи с все возрастающими объемами направленного бурения весьма актуальной становится проблема контроля за направлением ствола скважины в процессе ее бурения, проблема возможности управления этим процессом по намеченной программе. Комплекс измерительных датчиков контроля направления ствола скважины должен состоять из датчиков измерения угла наклона скважины и ее азимута. Для управления процессом направленного бурения измерительную систему оборудуют датчиком положения отклонителя.
Проблема искривления скважин охватывает широкий круг вопросов из различных областей знаний.
В настоящей работе основное внимание уделено таким малоизученным, но представляющим значительный интерес для промышленности вопросам, как: 1) уточнение понятия искривления буровых скважин; 2) влияние анизотропности пород на характер искривления скважин; 3) методика изучения закономерностей искривления скважин; 4) влияние конфигурации поперечного сечения ствола скважины на ее искривление; 5) механизм искривления скважин.
Содержание
ВВЕДЕНИЕ 3
1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ОБ ИСКРИВЛЕНИИ В БУРЕНИИ 5 5
2 ОСНОВЫ ЕСТЕСТВЕННОГО ИСКРИВЛЕНИЯ СКВАЖИН 7
2.1 Основные факторы и причины, вызывающие искривление
буровых скважин 7
2.1.1 Влияние геологических условий на искривление скважин 8
2.1.2 Влияние технологических условий на искривление
скважин 11
2.1.3 Влияние технических условий на искривление скважин 13
2.1.4 Влияние режима бурения на интенсивность искривления
cкважин 16
2.2 Закономерности искривления скважин 19
2.2.1 Основные закономерности искривления 19
2.3 О механизме образования ствола скважины 22
2.4 Механизм искривления 24
3 БОРЬБА С ИСКРИВЛЕНИЕМ СКВАЖИН 27
4 ИСКУСТВЕННОЕ ИСКРИВЛЕНИЕ СКВАЖИН 29
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Таблица 1 30
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 31
Вложенные файлы: 1 файл
Министерство образования и науки Российской Федерации.docx
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Кафедра "Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений"
по дисциплине "Основы нефтегазового дела"
на тему: Искривление вертикальных скважин при бурении.
Выполнил: студент гр. БГГ-13-01 А.И. Гильмуллин
старший преподаватель кафедры РГКМ С.Б. Харина
1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ОБ ИСКРИВЛЕНИИ В БУРЕНИИ 5 5
2 ОСНОВЫ ЕСТЕСТВЕННОГО ИСКРИВЛЕНИЯ СКВАЖИН 7
2.1 Основные факторы и причины, вызывающие искривление
буровых скважин 7
2.1.1 Влияние геологических условий на искривление скважин 8
2.1.2 Влияние технологических условий на искривление
2.1.3 Влияние технических условий на искривление скважин 13
2.1.4 Влияние режима бурения на интенсивность искривления
2.2 Закономерности искривления скважин 19
2.2.1 Основные закономерности искривления 19
2.3 О механизме образования ствола скважины 22
2.4 Механизм искривления 24
3 БОРЬБА С ИСКРИВЛЕНИЕМ СКВАЖИН 27
4 ИСКУСТВЕННОЕ ИСКРИВЛЕНИЕ СКВАЖИН 29
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Таблица 1 30
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 31
Скважина, запроектированная как вертикальная, в процессе бурения может самопроизвольно искривляться по геологическим причинам (из-за крутого залегания пластов с частым чередованием породы разной твердости; естественных нарушений – трещины, каверны, сбросы; слоистости и сланцеватости пород; твердых включений в мягких несцементированных породах), а также вследствие нарушения правил бурения (изменение диаметра ствола скважины на отдельных участках; неправильный выбор соотношения между диаметрами долота, УБТ и бурильных труб; несовпадение оси вышки с центром ротора и осью шахтного направления; не горизонтальность стола ротора; искривление ведущей, утяжелённой или бурильной труб; перекос в резьбовом соединении между турбобуром и трубой; эксцентричность долота и т.д.).
Бурное развитие экономики нашей страны ставит перед работниками нефтяной промышленности задачу повышения эффективности и улучшения качества бурения.
Эта проблема включает в себя вопросы как количественного роста, т.е. увеличения скоростных показателей бурения, так и повышения качества самих буровых работ. Одним из важнейших факторов повышения качества является проведение бурения вертикальных и наклонно-направленных скважин строго по проекту, т.е. без отклонения в процессе проводки от заданного направления.
С вопросами искривления скважин, как самопроизвольного, так и искусственного, повседневно сталкиваются многочисленные организации, ведущие разведочные и эксплуатационные буровые работы.
В настоящее время в связи с увеличением глубин при бурении скважин по тем или иным причинам возникают отклонения от проектного направления, в результате чего серьезно нарушается сетка разведки и разработки месторождений. Забои вертикально забуренных скважин оказываются смещенными относительно своих проектных положений на десятки и сотни метров. Интенсивность зенитного и азимутального искривления в некоторых случаях совершенно не соответствует проектным заданиям. Стволы таких скважин в большинстве случаев имеют уступы и резкие перегибы, что отрицательно сказывается на результатах их дальнейшей проводки, крепления и эксплуатации. В ряде случаев из-за искривления стволов скважин возникают крупные аварии, и настолько усложняется процесс бурения, что его приходится прекращать, не достигнув проектных глубин.
Для того чтобы не обесценить результаты бурения и избежать всех неприятных последствий искривления скважин, нужно знать причины и закономерности искривления, а также уметь провести мероприятия по проведению скважин в заданном направлении. Знание закономерностей искривления важно и для осуществления искусственного отклонения скважин. Оно даёт возможность избежать заложения скважин с наклонными стволами, позволяет подсекать полезное ископаемое в нескольких точках из одного основного ствола, т.е. осуществлять разветвленно-направленное (многозабойное), а также кустовое бурение скважин.
Проблема искривления скважин охватывает широкий круг вопросов из различных областей знаний. В настоящей работе основное внимание уделено таким малоизученным, но представляющим значительный интерес для промышленности вопросам, как: 1) уточнение понятия искривления буровых скважин; 2) влияние анизотропности пород на характер искривления скважин; 3) методика изучения закономерностей искривления скважин; 4) влияние конфигурации поперечного сечения ствола скважины на ее искривление; 5) механизм искривления скважин.
1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ОБ ИСКРИВЛЕНИИ В БУРЕНИИ [1]
Ось любой скважины, будь она вертикально- или наклонно-заданной, в процессе бурения отклоняется от своего проектного направления, т.е. скважина искривляется.
Искривлением буровой скважины в данной точке называется отклонение ее оси от вертикали и направление этого отклонения относительно стран света.
Искривление скважины в данной точке O характеризуется двумя элементами (рис. 1): а) углом искривления (зенитный угол) ; это угол между касательной к оси ствола скважины в точке замера и вертикалью; угол, равный 90 - , называется углом наклона скважины и обозначается η; угол наклона – это отклонение оси ствола скважины от горизонтали; б) азимутальным угол (азимутом скважины) ; это угол, измеряемый в горизонтальной плоскости между принятым направлением начала отсчета и проекцией на горизонтальную плоскость касательной к оси ствола в точке замера; в зависимости от принятого начала отсчета азимут может быть истинным, магнитным или условным.
Рис. 1 Элементы, определяющие пространственное положение скважины.
Если азимутальное направление постоянно, то наблюдается плоскостное искривление ствола скважины. Если же постоянно изменяется как зенитный угол, так и азимут направления, то в этом случае наблюдается пространственное искривление ствола скважины.
Непроизвольно искривленными скважинами называются все вертикально или наклонно-заданные с поверхности скважины, характеризующиеся искривлением.
Практически скважины искривляются в пространстве. При этом меняются и азимут, и зенитный угол, т.е. происходит общее искривление по некоторым углом .
Апсидальная плоскость – вертикальная плоскость, проходящая через касательную к оси скважины в точке проведения замера.
Зенитное искривление – изменение зенитного угла между двумя точками замеров.
Азимутальное искривление – изменение азимута скважины на участке между двумя точками замеров, т.е. разность азимутов, измеренных в этих точках.
Общий или пространственный угол искривления – угол между двумя касательными, проведенными к оси ствола в точках замеров, лежащих в плоскости искривления скважины. В этом случае принято допущение, что ось ствола скважины на участке между двумя замерами представляет собой плоскую кривую, а само искривление – бесконечно малое количество плоских кривых, повернутых относительно друг друга на некоторый угол.
Интенсивность искривления – величина, характеризующая степень искривления ствола и равная отношению приращения угла искривления к расстоянию между точками замеров по оси скважины.
Выполаживание ствола скважины – отклонение его в сторону горизонтальной плоскости.
Выкручивание ствола скважины – отклонение его в сторону вертикальной оси
2 ОСНОВЫ ЕСТЕСТВЕННОГО ИСКРИВЛЕНИЯ СКВАЖИН [1, 2]
При бурении необходимо довольно точно знать положение ствола скважины в пространстве. Но его определение затрудняется тем, что скважина в процессе бурения отклоняется от первоначально заданного направления. Выяснением причины искривления скважин, а также закономерностей, наблюдаемых при искривлении, занимался ряд авторов, при этом высказанные ими взгляды по этим вопросам разнообразны. Одни из них видят основную причину искривления в неустойчивом равновесии длинного скручиваемого стержня (колонны бурильных труб). Другие считают причиной влияние геологии месторождения, а также неустойчивость равновесия прямолинейной формы низа бурильных труб. Третьи полагают, что сама искривленная форма бурильных труб совершенно не влияет на искривление скважины; последнее происходит главным образом за счет влияния геологических условий. В зарубежной практике бурения, в частности американской, по этому вопросу также нет единого мнения.
Отсутствие единой точки зрения не позволяет дать исчерпывающее объяснение истинных причин и механизма искривления и мешает разработке практических наиболее эффективных способов, средств и методов борьбы с искривлением скважин или использования их для направленного отклонения. Поэтому выявление причин и закономерностей искривлений имеет большое практическое значение.
2.1 Основные факторы и причины, вызывающие искривление буровых
Искривление буровых скважин обусловлено различными факторами, основными из которых являются геологические, технологические и технические. Все они связаны между собой причинно-следственной связью, как специфической формой обусловленности явлений в природе, выражающейся в том, что любое отдельное явление или совокупность взаимодействующих явлений порождает другое явление и, наоборот, всякое явление вызвано другим явление или их группой.
При этом надо четко помнить, что каждое явление, непосредственно обусловливающее возникновение данного отдельного явления и выступающее как его источник, называется причиной, а явление, которое порождается действием определенной причины, называется следствием.
2.1.1 Влияние геологических условий на искривление скважин [3]
Влияние геологических условий в основном сводится к тому, что при бурении в породах, различных по физико-механическим свойствам, определяющим их буримость, скорость разрушения пересекаемых пород в отдельных точках забоя различна.
К основным геологическим условиям, которые порождают причину искривления скважины, относятся слоистость, сланцеватость, трещиноватость, анизотропность горных пород; перемежаемость пород различной твердости и степень наклона пластов к горизонту; пористость, зоны и участки мягких несцементированных или сильно разрушенных пород, различного рода дизъюнктивные нарушения; пустоты, твердые включения в мягких несцементированных породах и т.д.
Остановимся подробнее на анизотропности пород, так как это основное геологическое условие, способствующее искривлению.
Горные породы, слагающие литосферу земли и пересекаемые буровыми скважинами, имеют самые разнообразные минералогический состав, текстуру и структуру.
Если порода состоит из однородных минералов, физико-механические свойства которых одинаковы во всех направлениях, и в ней нет никаких плоскостей напластования, то она называется изотропной.
Однако большинство пород в процессе своего образования подверглось тем или иным изменениям. Породы в этих случаях стали неоднородными и приобрели разные физико-механические свойства в различных направлениях. Различие свойств в породах при этом имеет вполне определенную ориентацию (слоистость, сланцеватость, трахитоидность, трещиноватость и т.д.). Такие породы становятся анизотропными.
Наклонно-_направленное бурение давно стало основным видом бурения как на суше, так и на море при бурении скважин с платформ различных типов.
Развитие техники и технологии направленного бурения является одним из эффективных путей повышения качества и экономичности буровых работ.
Содержание
Введение …………………………………………………………………………..3
Глава 1. Общее представление о наклонно-направленном бурении нефтегазовых скважин………………………………………………………..….5
1.1 История развития метода наклонно-направленного бурения………. 9
Глава 2. Особенности технологии бурения наклонно-направленных
скважин ………………………………………………………………………….15
2.1 Преимущества наклонно-направленного бурения…………………….18
2.2 Технические средства направленного бурения……………………….20
Глава 3. Охрана недр окружающей среды и безопасность труда……………25
3.1 Источники загрязнения окружающей среды при бурении скважин…26
3.2 Мероприятия по восстановлению земельных участков……………….31
Заключение……………………………………………………………………..32
Список использованной литературы………………………………………. 34
Работа состоит из 1 файл
реферат по БНГС.docx
Министерство образования и науки республики Татарстан
Альметьевский государственный нефтяной институт
Содержание
Глава 1. Общее представление о наклонно-направленном бурении нефтегазовых скважин……………………………………………………….. ….5
1.1 История развития метода наклонно-направленного бурения………. 9
Глава 2. Особенности технологии бурения наклонно-направленных
2.1 Преимущества наклонно- направленного бурения…………………….18
2.2 Технические средства направленного бурения……………………….20
Глава 3. Охрана недр окружающей среды и безопасность труда……………25
3.1 Источники загрязнения окружающей среды при бурении скважин…26
3.2 Мероприятия по восстановлению земельных участков……………….31
Список использованной литературы………………………………………. 34
Введение
Наклонно-_направленное бурение давно стало основным видом бурения как на суше, так и на море при бурении скважин с платформ различных типов.
Развитие техники и технологии направленного бурения является одним из эффективных путей повышения качества и экономичности буровых работ. Несмотря на имеющиеся достижения в разработке новых технических средств при внедрении методов направленного бурения, пока еще не везде в полной мере используют благоприятные геолого-методические предпосылки для совершенствования методики поисков и разведки на основе направленного бурения, еще недостаточно высок общий технологический уровень выполнения работ.
Более эффективно в освоении наклонно – направленного бурения развивались российские предприятия, выбравшие путь приобретения зарубежного оборудования и технологии.
Одновременно с развитием наклонно-направленного бурения существует тенденция повышения требований к точности попадания забоя скважин в заданную точку и к соблюдению проектного профиля скважины. В связи с этим возникает необходимость обеспечения эффективного контроля пространственного положения ствола скважины. При бурении наклонно-_направленных скважин применяется комплекс маркшейдерских работ, включающий специальное оборудование, инструмент, приборы, особые технологические приемы, и связанный как с заданием направления ствола скважины в пространстве. Последнее является задачей инклинометрии. Создание телеметрических систем контроля за положением отклонителя, забойными параметрами ствола скважины в процессе бурения (включая устройства управления режимами бурения) придало значительный импульс научно-_техническому прогрессу в области бурения скважин на нефть и газ. В настоящее время телеметрические системы контроля в сочетании с методико_- математическим и программным обеспечением дали технологам небывалые возможности, в корне изменив методы их работы.
Техника и технология направленного бурения (НБ), отработанная методика проектирования и корректирования траектории геологоразведочных скважин являются одним из средств совершенствования процесса геологоразведочных работ, обеспечивающим сокращение объёма бурения при одновременном повышении информативности скважин.
Глава 1.Общее представление о наклонно-направленном бурении нефтегазовых скважин
Преднамеренное изменение направления оси скважины с целью управления траекторией ствола относится к наклонно направленному бурению.
Иными словами, наклонно направленное бурение — это проводка скважины в заданном направлении по заранее предусмотренной, спроектированной траектории (профилю).
Напротив, при наклонно направленном бурении искусственно искривляют ствол скважины в предусмотренном интервале и контролируют направление скважины по мере ее углубления, чтобы достичь заданного пункта в массиве горных пород.
Независимо от того, является ли искривление скважины преднамеренным или самопроизвольным, бурение скважины, потерявшей прямолинейность, всегда сопряжено с определенными трудностями.
Ошибки в определении позиции залежи, измерении мощности пласта, в подсчете запасов; повышение затрат на бурение 1 м скважины.
В буровой практике чаще пользуются магнитным или условным азимутом.
В отличие от математического понятия кривизны, которое относит ее к точке, в практике бурения пользуются усредненной кривизной, которая
определяется как отношение приращения угла искривления скважины на каком-то интервале к его протяженности: k = ДР/Д7, где ДР — приращение угла, рад; Д/ — протяженность интервала, м.
В практике бурения скважин на нефтяных и газовых месторождениях в интервале продуктивного объекта искривление скважины лимитируется кругом допустимого отклонения.
Как было сказано выше, бурение искривленной скважины сопряжено со многими трудностями, и поэтому своевременное принятие мер по предупреждению искривления имеет очень большое значение для обеспечения высокой эффективности буровых работ.
Установлено, что при бурении в толщах осадочных горных пород ствол скважины может выполаживаться и стремиться к направлению, перпендикулярному к напластованию, либо выкручиваться.
Действие технологических факторов определяется способом бурения и технологическим режимом.
При вращательном бурении основными факторами, влияющими на искривление скважин, являются нагрузка на породоразрушающий инструмент, частота вращения, расход промывочной жидкости и ее параметры.
Вместе с тем правильный подбор технологического режима бурения, обеспечивающего высокие скорости проходки ствола скважины, способствует борьбе с искривлением, поскольку позволяет сократить продолжительность действия некоторых факторов (например, предотвратить разрушение стенок скважины и сохранить зазоры близкими к номинальным).
В комплексе мероприятий можно выделить следующие: использование УБТ, соответствующих диаметру скважины; применение квадратных и спиральных УБТ, позволяющих уменьшить зазоры между стенками скважины и утяжеленным низом; контроль качества нарезки соединительных резьб; контроль состояния бурильных труб (износа и искривления) и своевременная выбраковка труб, не годных для дальнейшего пршменения; строгий контроль за правильностью установки ротора и направления при выполнении монтажных работ; правильный подбор расхода промывочной жидкости и ее свойств, обеспечивающих стабильность ствола скважины; снижение осевой нагрузки на долото при бурении в крайне неблагоприятных геологических условиях.
Практический опыт показывает, что правильно разработанная конструкция утяжеленного низа бурильных труб с учетом конкретных геологических условий бурения, диаметра скважины, нагрузки на долото, искривления ее ствола и допустимых пределов отклонения от заданной траектории скважины позволяет значительно уменьшить влияние различных факторов на прямолинейность ствола скважины.
В практике бурения глубоких скважин находят применение различные по конструктивному исполнению компоновки.
К недостаткам КНБК по принципу отвеса следует отнести то, что в ряде случаев составляющей веса недостаточно для полной компенсации приложенной к долоту отклоняющей силы, вследствие чего ствол скважины претерпевает искривление, и, кроме того, для усиления эффекта отвеса порой приходится снижать нагрузку на долото, что неблагоприятно сказывается на показателях бурения.
Третья принципиальная схема (принцип гироскопа) реализуется при турбинном бурении, когда к вращающемуся с большой скоростью валу турбобура над долотом подсоединяют секцию утяжеленных бурильных труб длиной 12— 15 м.
Проектирование конструкции КНБК сводится к выбору УБТ, соответствующих по диаметру и конфигурации условиям бурения, подбору опорно-центрирующих элементов, обеспечивающих достаточный ресурс работы в данных условиях, и определению местоположения их в КНБК, позволяющего сохранить прямолинейность низа бурильной колонны.
Она зависит от нагрузки на долото, зазора между УБТ и стенкой скважины, зенитного угла, при роторном бурении — от расстояния между долотом и нижним центрирующим элементом, а также от частоты вращения инструмента.
Если искривление скважины превысило допустимые пределы, для ее выправления применяют технические средства наклонно направленного бурения.
Работы по проводке наклонно направленных скважин включают: проектирование, бурение искривленных участков ствола, бурение прямолинейно-наклонных участков ствола, маркшейдерские работы (задание направления стволу скважины, контроль за его пространственным положением). Либо особенностями залегания нефтяных пластов, не позволяющими вскрыть их вертикальными скважинами; применением кустового или многоствольного способа бурения на равнинных площадках, когда это экономически целесообразно и технически возможно; потребностью во вспомогательной скважине для тушения горящих фонтанов; зарезкой ответвленного ствола из основного для ликвидации аварии и при капитальном ремонте скважин.
Выбор конфигурации профиля сводится к определению очередности бурения участков, обеспечивающих наиболее благоприятные условия проводки наклонно направленной скважины.
Профиль должен удовлетворять скоростному и качественному бурению наклонно направленных скважин, иметь минимальное число изгибов и отвечать двум основным требованиям — он должен быть технически выполнимым и экономически целесообразным.
Работы по проводке наклонно направленных скважин включают: проектирование, бурение искривленных участков ствола, бурение прямолинейно-наклонных участков ствола, маркшейдерские работы (задание направления стволу скважины, контроль за его пространственным положением). Либо особенностями залегания нефтяных пластов, не позволяющими вскрыть их вертикальными скважинами; применением кустового или многоствольного способа бурения на равнинных площадках, когда это экономически целесообразно и технически возможно; потребностью во вспомогательной скважине для тушения горящих фонтанов; зарезкой ответвленного ствола из основного для ликвидации аварии и при капитальном ремонте скважин.
Выбор конфигурации профиля сводится к определению очередности бурения участков, обеспечивающих наиболее благоприятные условия проводки наклонно направленной скважины.
Профиль должен удовлетворять скоростному и качественному бурению наклонно направленных скважин, иметь минимальное число изгибов и отвечать двум основным требованиям — он должен быть технически выполнимым и экономически целесообразным.
При бурении искривленного участка ствола можно получить вполне определенный, заранее заданный темп набора зенитного угла, определяющий интервал работы с отклонителем.
Минимально возможный радиус искривления выбирают в зависимости от целевого назначения скважины; возможного спуска (прохождения) приборов, необходимых для исследования или испытания скважин на продуктивность; технологических условий бурения.
К технологическим условиям бурения, определяющим минимально возможный радиус искривления, относятся: нормальная работа бурильных труб; свободный спуск (прохождение) бурильного инструмента; минимальная перегрузка на крюке при подъеме инструмента из искривленного ствола скважины; отсутствие опасности формирования желобов или протирания обсадных колонн (если искривленный участок обсажен колонной).
Набор и снижение зенитного угла скважины при бурении забойными двигателями осуществляются компоновками низа бурильной колонны, которые выбирают в соответствии с геолого-техническими условиями бурения.
Рекомендуется применять при бурении скважины в устойчивых геологических разрезах, где не ожидается значительного увеличения диаметра ствола.
1.1.История развития метода наклонно-направленного бурения
Метод возник, как альтернатива траншее, дающий наименьший экологический ущерб окружающей среде и не влияющий на водное препятствие. В ряде случаев, экономически более выгодный, по отношению к традиционной укладке.
Предыстория этого события берет начало в середине 60-х годов во время первого знакомства Черрингтона с управляемым бурением. Оно стало предпосылкой для создания небольшой буровой установки, сотрудничества с электрослужбами и работами по укладке бытовых коммуникаций под дорогами.
Оглавление
TOC \o "1-3" \h \z \u Введение PAGEREF _Toc463827880 \h 31.Элементы, определяющие пространственное положение и искривление скважин PAGEREF _Toc463827881 \h 42.Общие закономерности искривления скважин PAGEREF _Toc463827882 \h73.Измерение искривления скважин PAGEREF _Toc463827883 \h 94.Способы искусственного отклонения скважин PAGEREF _Toc463827884 \h 114.1 Кустовое бурение наклонно-направленных скважин PAGEREF _Toc463827885 \h 134.2 Многозабойное бурение наклонно-направленных скважин PAGEREF _Toc463827886 \h 15 5. Методы наклонно-направленного бурения PAGEREF _Toc463827887 \h 16Заключение PAGEREF _Toc463827888 \h17Список литературы PAGEREF _Toc463827889 \h 18
ВведениеПри бурении все скважины по различным причинам в той или иной мере отклоняются от первоначально заданного направления. Этот процесс называется искривлением. Непреднамеренное искривление называется естественным, а искривление скважин с помощью различных технологических и технических приемов - искусственным.
Вообще искривление скважинсопровождается осложнениями, к числу которых относятся более интенсивный износ бурильных труб, повышенный расход мощности, затруднения при производстве спуско-подъемных операций, обрушение стенок скважины и др. Однако в ряде случаев искривление скважин позволяет значительно снизить затраты средств и времени при разработке месторождений нефти и газа. Таким образом, если искривление скважины нежелательно,то его стремятся предупредить, а если оно необходимо, то его развивают. Этот процесс называется направленным бурением, которое может быть определено как бурение скважин с использованием закономерностей естественного искривления и с помощью технологических приемов и технических средств для вывода скважины в заданную точку. При этом искривление скважин обязательно подвергается контролю иуправлению.
Элементы, определяющие пространственное положение и искривление скважинВ процессе бурения направленной скважины необходимо знать положение каждой ее точки в пространстве. Для этого определяются координаты ее устья и параметры трассы, к которым относятся зенитный угол , азимут скважины (Рис.1.) и ее длина L.
Зенитный угол - это угол между осью скважины или касательной к ней и вертикалью.
Азимут- это угол между направлением на север и горизонтальной проекцией касательной к оси скважины, измеренный по часовой стрелке.
Длина скважины - это расстояние между устьем и забоем по оси.
Проекция оси скважины на вертикальную плоскость называется профилем, а на горизонтальную - планом.
Вертикальная плоскость, проходящая через ось скважины, или касательную к ней, называется апсидальной.
Привыполаживании скважины происходит увеличение зенитного угла (бурение с подъемом угла), а при выкручивании - уменьшение (бурение с падением угла). При искривлении скважины влево азимут ее уменьшается, а вправо - увеличивается.
Темп отклонения скважины от ее начального направления характеризуется интенсивностью искривления i, которая может быть определена как для зенитного i, так и азимутального iискривления:
i = (к - н)/L, (1)
i = (к - н)/L, (2)
где: н и н - соответственно начальные зенитный и азимутальный углы на определенном интервале скважины, град; к и к - то же для конечных углов интервала, град;
L - длинаинтервала скважины, м.
Если скважина искривляется с постоянной интенсивностью и только в апсидальной плоскости, то ее ось представляет собой дугу окружности радиусом R, величина которого может быть определена по формуле:
R = 57,3/i. (3)
Интенсивность азимутального.
Читайте также: