Прострелочно взрывные работы реферат

Обновлено: 02.07.2024

• Проведение ПВР в скважинах связано с применениемспециальных зарядонесущих конструкций, взрывчатых веществ (ВВ), загружаемых в скважину без применения специальных средств доставки ВВ в скважину, взрывчатых веществ на основе пропана с кислородом, корпусных и бескорпусных пулевых перфораторов и торпед;

• Вскрытие пласта с помощью пулевого перфоратора осуществляется за счет выделяющейся при сгорании пороха энергии, сообщаемой пуле, которая находится в стволе перфоратора. Проникающая (пробивная) способность пули зависит от массы и характеристик сжигаемого пороха, массы самой пули, ее сечения, длины канала ствола, конструкции скважины (числа колонн, толщины цементного кольца и др.);• В результате удается разогнать пулю до скорости 900м/с.

Виды прострелочно-взрывных работ (ПВР):

• Стреляющие и сверлящие грунтоносы

• Пороховые генераторы и аккумуляторы давления

• При кумулятивной перфорации формируется высокотемпературный поток газа и металла давлением около 200-300 МПа, перемещающийся со скоростью 6000-8000 м/с. • На рис. 1 показаны фазы образования кумулятивной среды при взрыве заряда с облицованной выемкой. Формирующаяся при взрыве струя содержит 10 % массы облицовочного материала кумулятивного заряда. Остальные 90 % массы облицовки обжимаются под действием ударной волны, приобретая сигарообразную форму, и образуют так называемый пест. Головная часть струи перемещается со скоростью 6000 м/с, хвостовая – 2000 м/с, а скорость перемещения песта составляет 1000м/с. При встрече с преградой (колонной, цементным кольцом) кумулятивная струя прожигает в ней канал с полусферическим углублением.

• Присутствие в кумулятивной струе песта снижает эффективность перфорации, поскольку твердые фрагменты, входящие в ее состав, оседают на стенках канала и на дне, уменьшая его просвет.

• Принцип действия пулевого перфоратора основан на использовании энергии выделяющихся при сгорании пороха газов, которые сообщаются пуле значительную кинематическую энергию. Кинематическая энергия перфораторов с вертикально-горизонтальными стволами (около 900 м/с) превышает энергию в перфораторах с горизонтальными стволами (~500-750 м/с). Вокруг пробитого пулей отверстия внутри обсадной колонны образуются массивные заусеницы, мешающие последующему прохождению различных скважинных приборов и пакеров.

- К числу недостатков относят сложность установки зарядов и большая масса ( из-за массы пуль) Наиболее положительных результатов можно достичь при комплексировании кумулятивной и пулевой в перфорации в определенных условиях.

• Сверлящую перфорацию проводят при вторичном вскрытии тонкослоистого разреза, представленного чередующимися продуктивными и непроницаемыми пропластками, тонких нефтенасыщенных пластов, расположенных рядом с водоносными пластами, нефтяных оторочек, а также при капитальном ремонте скважин с многоколонной конструкцией.• Еще одной областью применения сверлящих перфораторов являются наклонно направленные и горизонтальные скважины, в которых применение пулевых и кумулятивных перфораторов сопряжено с риском провоцирования аварийных ситуаций.

Стреляющие и сверлящие грунтоносы

а) Боковые стреляющие грунтоносы:

• Позволяют отбирать образцы горных пород из стенок скважины с помощью пустотелых бойков, внедряющихся в стенку скважины под действием энергии газа, образующегося при сгорании порохового заряда.

• По сравнению с пулевыми перфораторами стреляющие грунтоносы имеют меньшее соотношение объемов канала ствола и пороховой камеры. (Дульная скорость бойка грунтоноса в 3-4 раза меньше скорости пули у стреляющего перфоратора)

• При внедрении бойка в породу его полость заполняется находящейся в скважине промывочной жидкостью, затрудняющей заполнение бойка породой. Для исключения влияния этого эффекта на отбор породы в стенке бойка просверливают специальные отверстия для эвакуации ПЖ из полости бойка.

• При отборе образцов породы с помощью стреляющих грунтоносов внутри бойка происходят деформационные процессы (растрескивание, сдавливание и др.), приводящие к изменению первичной структуры и текстуры отобранной породы. Поэтому по таким деформированным образцам можно лишь определить остаточную нефтенасыщенность, содержание битумов и литологическое строение.

• ПВР, проводимые с помощью скважинных торпед, предназначены для ликвидации возникающих при бурении аварий путем отвинчивания заклинившихся в скважине бурильных труб, раскачивания или их отрыва, разрушения металла на забое, повышения скорости проходки за счет разрушения валунов или других высокопрочных пород, очистки поверхности обсадных труб и фильтров, разрезания прихваченных труб с целью их последующего извлечения из скважины. В ряде случаев применение торпед позволяет повысить проницаемость прискваженной зоны пласта.

Пороховые генераторы и аккумуляторы давления

• Воздействие с помощью пороховых генераторов и аккумуляторов давления (ПГД и ПАД) на прискваженную зону продуктивного пласта или на пласт-коллектор при заводнении обеспечивает увеличение нефтеотдачи или приемистости пласта.

• Пороховые генераторы улучшают фильтрационно-емкостные свойства пласта в результате теплового, механического и физико-химического воздействия на него при помощи пороховых газов.

• При сжигании заряда в скважине формируется газовый пузырь, который под воздействием осциллирующего давления и температуры очищает прискваженную часть пласта от мелких механических частиц, расплавляющегося парафина, растворяющегося карбонатного цемента и карбонатных зерен на стенках трещин

- Механическое воздействие продуктов горения пороха на пласт заключается в проникновении в пласт под высоким давлением газожидкостной смеси. Последняя, перемещаясь по естественным трещинам и перфорационным каналам в глубь пласта, действует как клин на породу.

• Тепловое воздействие заключается в переходе их твердого в расплавленное состояние парафинов, смол и битумов, оседающих в порах коллектора в процессе эксплуатации скважины.

• Физико-химическое воздействие высокотемпературных продуктов горения, состоящих из азота, углекислого газа и паров соляной кислоты, проявляется в растворении известняков, доломитов и карбонатного цемента коллекторов, снижении вязкости нефти и ее поверхности натяжения.

• Основное назначение взрывных пакеров связано с необходимостью разобщения пластов (разведочных, эксплуатационных, нагнетательных скважин).

• Действие взрывных пакеров основано на использовании энергии образующихся пороховых газов для пластического деформирования и расширения корпуса пакера до плотного сцепления с внутренней стенкой обсадной колонны и

образования надежного разобщающего моста.• Создаваемые с помощью взрывных пакеров разобщающие мосты должны обеспечивать герметичность изолированного участка колонны, возможность разбуривания моста.

• Взрывной пакер спускают в скважину на кабеле, к которому он подсоединен с помощью переходника и кабельного наконечника. Переходник снабжен автоматическим отстоединителем.

Прострелочно-взрывные работы в скважинах имеют большое значение для правильной оценки продуктивности разведочных скважин, а также достижения максимальной отдачи или приёмистости продуктивных пластов, сокращения сроков бурения, опробования, освоения и, следовательно, подсчёта запасов на месторождениях нефти и газа. С помощью прострела и взрыва осуществляются такие операции, как боковой отбор… Читать ещё >

Прострелочно-взрывные работы в скважинах и ядерные взрывы в промышленности ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

ПРОСТРЕЛОЧНО-ВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ В СКВАЖИНАХ

В геологоразведке при бурении и эксплуатации скважин для разведки и разработки месторождений полезных ископаемых (газа, нефти, угля, воды и др.) широко применяются прострелочно-взрывные работы. Осуществляются эти работы во всех случаях, когда механические являются трудоёмкими и сложными.

Прострелочно-взрывные работы классифицируются следующим образом (с учётом вида операций и технических средств):

• перфорация стенок скважин стреляющими аппаратами — кумулятивными, пулевыми и снарядными (торпедными) перфораторами — для вскрытия и повышения отдачи или приёмистости пластов;
• разрыв пластов с помощью скважинных аппаратов — пороховых генераторов давления — и торпедирование скважин в целях повышения отдачи или приёмистости пластов;
• каротаж пластов с прострсливанисм канала для отбора проб жидкостей и газа;
• отбор образцов пород стреляющими грунтоносами для изучения геологического разреза скважин;
• торпедирование бурильного и эксплуатационного инструмента с помощью торпед фугасного и направленного действия при ликвидации скважин и аварий в них;
• простреливание колонн бурильных или насосно-компрессорных труб перфораторами для восстановления циркуляции жидкости в скважине;
• разделительный тампонаж в скважинах с помощью взрывных пакеров.

При изменении и совершенствовании техники и технологии разведки и разработки месторождений нефти, газа, угля, воды технические средства и материалы для прострелочно-взрывных работ, методы и технология их применения также постоянно совершенствуются и обновляются. Так, для ликвидации аварий в скважинах разработаны торпеды фугасного и кумулятивного действия, заменившие ранее применявшиеся торпеды кустарного изготовления. Созданы современные пороховые генераторы давления, которые в ряде случаев позволяют заменить дорогостоящий и сложный метод гидроразрыва пластов, а для разделительного тампонажа в скважинах разработаны взрывные пакеры, заменяющие трудоёмкие операции по установке цементных мостов.

Благодаря прострслочно-взрывным работам в большинстве случаев удается успешно ликвидировать различные аварии, связанные с прихватом бурового инструмента и колонн труб, с оставлением посторонних предметов на забое и в стволе скважины. Для прострелочно-взрывных работ характерны высокая эффективность и производительность работ, при сравнительно низких стоимости и трудоемкости всех операций.

Прострелочно-взрывные работы в скважинах являются неотъемлемой частью высоких технологий строительства скважин: проходки и особенно глубоких на нефтегазовых месторождениях. Особенность прострелочно-взрывных работ заключается в применении взрывчатых веществ (ВВ), взрывчатых материалов (ВМ), средств инициирования (СИ) и порохов на больших глубинах в условия высоких динамических, гидростатических давлений и температур в скважинах разной конструкции. К прострелочно-взрывным работам в скважинах относят операции, выполняемые специальными аппаратами с применением взрывчатых веществ, порохов и средств инициирования, к ним относятся: боковые стреляющие грунтоносы, перфораторы; торпеды, взрывные пакеры, пороховые генераторы и аккумуляторы давления, имплозийные ловители, опробователи пластов на кабеле (ОПК).

От качества выполнения прострелочно-взрывных работ, выбора технологических приемов, точности наводки, количества и места проведения зависит успех поисково-разведочных работ и объем добычи нефти и газа.

1.1. Задачи и условия проведения прострелочно-взрывных работ на разных этапах строительства скважин

Прострелочно-взрывные работы (ПВР) применяются для:

- вторичного вскрытия нефтяных и газовых пластов, путем перфорации обсадных труб кумулятивными и пулевыми перфораторами;

- повышения притоков флюидов, путем воздействия на прискважинную зону генераторами и аккумуляторами давления;

- отбора образцов пород (кернов) (КО) в скважинах с помощью боковых стреляющих грунтоносов;

- отбор проб флюидов (нефти, газа, конденсата, воды) из продуктивных пластов опробователями пластов на кабеле;

- разобщения пластов установкой взрывных пакеров;

- ликвидации аварий, резки и разрушения труб методом торпедирования;

- очистки забоев скважин от посторонних предметов с помощью имплозийных ловителей.

Все эти работы являются частью сложных технологий проходки, строительства скважин и эксплуатации месторождения. Проведение ПВР должно быть согласовано с общими целями и задачами проходки и обустройства скважин.

Скважины различаются по виду полезного ископаемого, (нефтяные, газовые, угольные, рудные, гидрогеологические и другие), назначению (эксплуатационная, нагнетательная, наблюдательная, структурная, опробовательская, взрывная и др.), стадии поисково-разведочного процесса (опорная, параметрическая, поисковая, оценочная, разведочная, эксплуатационная), направлению (вертикальные, наклонные, горизонтальные, восстающие), способу бурения (колонковое, роторное, сплошным забоем и др.). Каждый из перечисленных видов скважин имеет свои особенности, необходимый перечень исследований и работ. Существенное влияние на условия выполнения прострелочно-взрывных работ оказывает конструкция скважины: глубина, диаметр, наличие обсадных колонн, уровень и свойства промывочной жидкости. Важным ограничением работоспособности прострелочно-взрывной аппаратуры является давление и температура, а для прохождения по стволу – диаметр скважины и взрывного аппарата.

Все виды ПВР производятся в нефтяных и газовых скважинах (рис.1.2, 1.4 и 1.5.) В угольных скважинах широко применяется грунтоносное опробование угольных пластов, опробование флюидов на кабеле. В связи с исследованием газоносных залежей на угольных месторождениях как сопутствующего полезного ископаемого, конструкции угольных скважин и система опробования приближается к конструкции и опробованию газовых скважин. Все виды работ при проходке и строительстве разведочных и эксплуатационных скважин, в том числе и прострелочно-взрывных работ, предусматриваются проектом.

Конструкции скважин определяются назначением, задачами, геологическими и техническими условиями бурения и характеризуются: глубиной забоя, длиной скважины, конечным диаметром, количеством ступеней изменения диаметра, интервалами обсадки, диаметром и толщиной обсадных труб, цементированием и обустройством устья.

Рис. 1.1 Типовая конструкция скважин на угольных месторождениях
При поисках и разведке угольных месторождений проходятся скважины колонковые (с подъемом керна), реже бескерновые, при этом применяются простые конструкции скважины: открытый ствол, обсаженный только в верхней части кондуктором (и направлением). Редко применяется направленное и наклонное бурение, однако скважины часто искривляются в процессе проходки (рис.1.1.).

Обсадка глубоких горизонтов используется только отдельных интервалов в случае неустойчивых пород, трещиноватых, тектонических нарушенных зон и при пересечении горных выработок. Скважины заполняются промывочной жидкостью плотностью 1.0 -1.2 г/см 3 и вязкостью не более 30 с. Глубина скважин колеблется в широких пределах от 50 до 2000 м, основные диаметры 76 -59 мм. Давление в скважинах не превышает 25 МПа, а температура 60º С.

Уменьшение диаметров скважин с 89 (92) мм до 76 и 59 мм позволило повысить производительность проходки, но потребовало специальное конструирование малогабаритной геофизической аппаратуры, с диаметром скважинных приборов не более 40 мм. В связи с этим были разработаны малогабаритные грунтоносы ГМК-50 и ГМС-40, а для опробования газоносных горизонтов - специальные малогабаритные опробователи пластов на кабеле ОПУ (рис.1.2).
Рис. 1.2 Прострелочно-взрывные работы в скважинах на угольных месторождениях

а – Опробование угольных пластов с помощью боковых стреляющих грунтоносов; б – ствол бокового грунтоноса; в- Взятие пробы флюида с помощью малогабаритного опробователя пластов на кабеле:

1 – кабель; 2 – пиропатрон; 3 – огневой канал; 4 – заряженный ствол; 5 – выстреливший ствол; 6 – боек в угольном пласте; 7 – стальной тросик (канатик); 8 – угольный пласт; 9 – вмещающая порода; 10 – стенка скважины; 11 – тело грунтоноса; 12 – тело грунтоноса; 13 – огневой канал; 14 – связующий тросик; 15 – пороховой заряд; 16 – камора; 17 – герметизирующие прокладки; 18 – боек; 19 – кабель; 20 – кабельная головка; 21 – вспомогательные пороховые заряды 22 – прижимное устройство; 23 – кумулятивный заряд; 24 – канал, пробитый кумулятивной струей; 25 – емкость для приема пробы; 26 – опробуемый пласт; 27 – вмещающая порода; 28 – стенки скважины; 29 – хвостовик прибора; 30 – промывочная жидкость
Конструкции скважин на нефтегазовых месторождениях значительно сложней: длина скважин может достигать нескольких километров. По направлению могут быть вертикальными, наклонными, горизонтальными (рис.1.3).

Рис.1.3 Схема конструкции глубокой горизонтальной нефтяной
скважины

1- геофизический подъемник; 2- пульт управления лебедкой; 3 – лебедка;
4 – геофизический кабель; 5 – нижний мерный ролик; 6 – противофонтанная арматура; 7 - лубрикатор; 8 – верхний ролик; 9 – превентор; 10 – кондуктор Ǿ 426 мм, длина 450 м; 11 – первая техническая колонна Ǿ 324 мм, длина 1350 м; 12 – геофизический скважинный прибор; 13 – начало искривления скважины с 2025 м; 14 – вторая техническая колонна Ǿ 245 мм, длина по вертикали 3500 м, по стволу 3750 м; 15- эксплуатационная колонна Ǿ 168 мм, длина по вертикали 3680 м, по стволу скважины - 4270 м; 16 – насосно -компрессорные трубы (НКТ) Ǿ 89 мм, длина по стволу 3980 м; 17 – фильтр, длина 3380 м; 18 – продуктивный горизонт; 19 – флюидоупор. Горизонтальная проекция скважины – 1180 м.
Устьевое оборудование, содержащее противовыбросовое устройство устанавливается на устье бурящейся скважины, из которой возможны выбросы. Оно состоит из превентора (плашечного, универсального или вращающегося) с ручным или гидравлическим управлением и обвязки системы трубопроводов с задвижками и кранами высокого давления.

Рис. 1.4 Прострелочно-взрывные работы в нефтегазовых скважинах

А – Перфорация обсадных колонн корпусным кумулятивным перфоратором; Б – Воздействие на пласт, расчистка перфорационных каналов с помощью пороховых генераторов давления. В – Комплексный прибор для одновременного вскрытия и интенсификации притоков:

1 – кабель; 2 – кабельный наконечник; 3 – кабельная головка; 4 – детонатор; 5 – выстреливший кумулятивный заряд; 6 – корпус перфоратора; 7 – детонирующий шнур; 8 – пробитый канал; 9 – хвостовик перфоратора; 10 – порода продуктивного пласта; 11 – цементное колцо; 12 – обсадная труба; 13 – промывочная жидкость; 14 – кабельный наконечник; 15 – защитная пластина; 16 – пороховые заряды; 17 – засоренные перфорационные каналы; 18 – электровоспламенитель; 19 – кабельный наконечник; 20 – разнонапрвленные кумулятивные заряды.
Лубрикатор – специальное устройство, устанавливаемое на устье скважины, обеспечивающее проведение прострелочно-взрывных работ в скважинах под большим давлением. Представляет собою шлюз в виде трубы, в который вставляется скважинный прибор, герметизируется перед тем, как будет открыт превентор для спуска в скважину с большим давлением.

Рис.1.5. Выполнение прострелочно-взрывных работ в нефтегазовых скважинах.

А – торпедирование с целью интенсификации притока; Б – установка взрывного пакера; В – очистка забоя скважины с помощью имплозийного ловителя:

Кондуктор - колонна труб, которая спускается в скважину после направления и служит для укрепления стенок в неустойчивых породах и перекрытия осложненных зон и изоляции водоносных горизонтов вблизи поверхности.

Промывочная жидкость (ПЖ) в процессе бурения, циркулируя по стволу скважины, выносит на поверхность частицы разрушенной породы, охлаждает режущий инструмент и укрепляет стенки скважины. Давление промывочной жидкости и глинистая корка на стенках скважины предотвращает проникновение пластовой воды, нефти и газа в ствол скважины. Для создания определенного давления плотность ПЖ путем добавки утяжелителей приготавливают в пределах 1000-2300 кг/м 3 . Существенное значение для прохождения ПВА имеет вязкость ПЖ. Давление на забое скважины может достигать несколько десятков МПа

Промывочные жидкости разнообразны по химическому составу, а значит и разного химического воздействия на окружающие предметы, в частности на прострелочно-взрывные аппараты и взрывчатые вещества. В промывочные жидкости могут добавлять глины, битумы, нефть, соли, щелочи, кислоты, поверхностно-активные и органические вещества.

На глубинах превышающих 2000 м температура может превышать 100º С. Все взрывчатые вещества в разной мере чувствительны к высоким температурам и длительным выдержкам при данной температуре. Поэтому высокие температуры в скважинах являются одним из важных ограничивающих факторов применения ПВР.

На проведение прострелочно-взрывных работ оказывают существенное влияние условия проведения: давление, температура, конструкция скважины (угол наклона, глубина, диаметр), промывочная жидкость (плотность, вязкость, химическая агрессивность).

ВВЕДЕНИЕ 3
1. Применение прострелочных и взрывных работв скважинах 5
2. Обеспечение безопасности при прострелочных и взрывных работах в скважинах, пробуренных на нефть и газ 9
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 14
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 16

Введение

Фрагмент работы для ознакомления

Список литературы

1. Белов С.В. Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды (техносферная безопасность): Учебник для бакалавров / С.В. Белов. - М.: Юрайт, ИД Юрайт, 2013. - 682 c.
2. Беляков Г.И. Безопасность жизнедеятельности. Охрана труда: Учебник для бакалавров / Г.И. Беляков. - М.: Юрайт, 2012. - 572 c.
3. Графкина М.В. Безопасность жизнедеятельности: Учебник / М.В. Графкина, Б.Н. Нюнин, В.А. Михайлов. - М.: Форум, НИЦ ИНФРА-М, 2013. - 416 c.
4. Евсеев В.О. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для бакалавров / В.О. Евсеев, В.В. Кастерин, Т.А. Коржинек; Под ред. Е.И. Холостова, О.Г. Прохорова. - М.: Дашков и К, 2013. - 456 c.
5. Каракеян В.И. Безопасность жизнедеятельности.: Учебник для бакалавров / В.И. Каракеян, И.М. Никулина. - М.: Юрайт, ИД Юрайт, 2013. - 455 c.
6. Маликов А.Н. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие / Ш.А. Халилов, А.Н. Маликов, В.П. Гневанов; Под ред. Ш.А. Халилов. - М.: ИД ФОРУМ, ИНФРА-М, 2012. - 576 c.
7. Семехин Ю.Г. Безопасность жизнедеятельности: Учебник / Ю.Г. Семехин; Под ред. проф. Б.Ч. Месхи. - М.: НИЦ ИНФРА-М, Академцентр, 2012. - 288 c.
8. Хван Т.А. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие / Т.А. Хван, П.А. Хван. - Рн/Д: Феникс, 2012. - 443 c.
9. Ястребов Г.С. Безопасность жизнедеятельности и медицина катастроф: Учебное пособие / Г.С. Ястребов; Под ред. Б.В. Кабарухин. - Рн/Д: Феникс, 2013. - 397 c

Пожалуйста, внимательно изучайте содержание и фрагменты работы. Деньги за приобретённые готовые работы по причине несоответствия данной работы вашим требованиям или её уникальности не возвращаются.

* Категория работы носит оценочный характер в соответствии с качественными и количественными параметрами предоставляемого материала. Данный материал ни целиком, ни любая из его частей не является готовым научным трудом, выпускной квалификационной работой, научным докладом или иной работой, предусмотренной государственной системой научной аттестации или необходимой для прохождения промежуточной или итоговой аттестации. Данный материал представляет собой субъективный результат обработки, структурирования и форматирования собранной его автором информации и предназначен, прежде всего, для использования в качестве источника для самостоятельной подготовки работы указанной тематики.

Читайте также: