Способы ограничения обвалов и осыпей с применением высокоэффективного полимерглинистого бурового раствора на примере скважины Фестивального месторождения
ВВЕДЕНИЕ
Административное расположение Фестивального месторождения заключено в Ямало-Ненецком Автономном округе, Тюменской области, Пуровского раойона.
Проектный горизонт – Ю1, проектная глубина по вертикали – 3040 м.
Проектом предусмотрено строительство добывающей скважины комбинированным (ротор, ВЗД, РУС) способом. Скважина проектируется горизонтальной.
В данной работе рассмотрена сложность проводки горизонтальной скважины в интервалах неустойчивых горных пород, а также сложности проводки скважин в многолетнемерзлых породах. Рассмотрены известные способы по ограничению осыпей и обвалов стенок скважины. В данной работе производится исследование по оценки эффективности применения полимерглинистого бурового раствора на сохранение целостности ствола скважины.
ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
1.1 Сведения о районе буровых работ
Оглавление
1.1. Сведения о районе буровых работ. 8
1.2 Литолого-стратиграфическая характеристика разреза скважины.. 8
1.3 Физико-механические свойства горных пород по разрезу скважины.. 10
1.4 Давление и температура по разрезу скважины.. 11
1.5 Нефтегазоводоносность по разрезу скважины.. 13
1.6 Возможные осложнения по разрезу скважины.. 15
1.7 Геофизические исследования. 16
2.1 Обоснование и расчёт конструкции скважины.. 18
2.3 Выбор промывочной жидкости. 22
2.3.2 Расчет количества промывочной жидкости, химических реагентов .26
2.4 Гидравлический расчет промывки скважины.. 27
2.5. Расчет обсадных колонн и их цементирования. 28
2.5.1. Выбор тампонажного материала. 28
2.5.2. Расчет цементирования эксплуатационной колонны.. 28
2.6. Способы ограничения осыпей и обвалов с применением высокоэффективного полимерглинистого бурового раствора……………….36
3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ.. 40
3.1. Описание (организация, предприятие) 40
3.2. Эксплуатационные затраты.. 41
3.3. Экономическая оценка инвестиций (спецвопроса) 44
3.4.Вывод по технико-экономическому разделу………………………………46
4.1. Общая характеристика объекта. 47
4.2. Идентификация объекта. 48
4.3. Допуск персонала к выполнению работ. 48
4.4. Управление опасными факторами и их последствиями в процессе выполнения работ 49
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 55
Библиографический список
1. ООО «СамараНИПИнефть». Проект на строительство эксплуатационной горизонтальной скважины на Фестивальном месторождении. 2023 г.
2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности "Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности", утвержденные федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору, приказ №101 от 12 марта 2013 г.
3. Калинин А.Г., Левицкий А.З., Мессер А.Г., Соловьев Н.В. Практическое руководство по технологии бурения скважин на жидкие и газообразные полезные ископаемые. Справочное пособие: ООО "Недра-Бизнесцентр", 2001. 430 с.
4. Ермолаева Л.В. Буровые промывочные растворы. Самара, Учебное пособие: СамГТУ, 2009. 46 с.
5. Промывочные жидкости и тампонажные растворы (Физико-химия и основы применения). Булатов А.И., Круглицкий Н.Н., Мариампольский Н.А., Рябченко В.И. «Технiка», 1974, стр. 232.
6. Расчёт и проектирование бурильных колонн.: Учебн. Пособ. В.Г. Саркисов, Э.А. Айзуппе; Самар. гос. техн. ун-т. Самара, 1999. 90 с.
7. Инструкция по расчёту бурильных колонн. Взамен РД 39-0147014-302-83. Москва. 1997 г.
Бурение скважины на Фестивальном месторождении планируется достаточно большой глубины, а как показывает практика строительство глубоких скважин часто сопровождается осложнениями, связанные с особенностями геологического разреза. Интервалы с преобладанием неустойчивых горных пород подвергаются разрушению и дестабилизации под действием бурового раствора и его фильтрата, которые разупрочняют структурные связи в породе и приводят к их увлажнению и набуханию. На основании анализа проблемных интервалов на месторождении было принято решение по применению высокоэффективного полимерглинистого раствора с ингибирующим реагентом отечественного производства.
Геологический разрез приуроченный к данном месторождению сложен в основном песчано-глинистым комплексом, который по своей природе склонен к потери устойчивости, обвлообразованию при строительстве скважин. В интервале от 0 до 380 м преобладают пески, глины и алевриты, а на глубине от 380 до 3040 м по вертикали преобладают пески, глины, алевролиты и аргиллиты, в конечном счете можно сказать, что пратктически весь процесс бурения сопровождается осложнениями в виде осыпей и обвалов стенок скважины.
Особенностью геологического строения разбуриваемых площадей Западной Сибири является сопоставимость стратиграфических и литологических характеристик горных пород, слагающих разрез месторождений, что дает возможность разработать базовые предложения по рецептуре буровых растворов, не привязываясь к конкретному району буровых работ.
На территории центральной части Западной Сибири ведется в основном кустовое бурение с использованием гидравлических забойных двигателей. При глубине скважин до 3000 м вскрываются отложения от четвертичных до юрских включительно. В процессе строительства наклонно-направленных скважин наблюдаются осложнения, связанные с неустойчивостью ствола скважины, а также обвалы стенок скважины в интервале бурения под направление и кондуктор (стандартный кондуктор спускается на глубину 700-800 м). Это влечет за собой такие проблемы, как посадки бурильной колонны, прихваты бурового инструмента и т.п.
Возникает необходимость в проведении интенсивной проработки ствола скважины и в других дополнительных работах, что приводит к большим затратам времени. Для ликвидации такого рода осложнений в практике бурения используется повышение плотности буровых растворов. Иногда глубина спуска кондуктора увеличивается до 1200 м.
Используемые при бурении скважин на месторождениях Западной Сибири буровые растворы, как показывает практика, не предупреждают перехода в раствор глинистой фазы, требуют постоянного регулирования структурно-реологических и фильтрационных показателей раствора, а также достаточно больших затрат реагентовстабилизаторов и понизителей реологических параметров. Применяемые буровые растворы имеют сравнительно сложные рецептуры, включающие до десяти и более реагентов, в том числе и импортного производства, что существенно увеличивает их стоимость. Как уже было отмечено, при наработке естественного бурового раствора из глин разреза в растворе накапливается повышенное содержание коллоидной глинистой фазы от 80 до 30 % (рис.1). Увеличение содержания твердой фазы влечет за собой повышение вязкости и структурно-реологических показателей раствора, а также способствует образованию плотной трудно удаляемой фильтрационной корки на стенках скважины, в порах и трещинах непосредственно в продуктивной зоне пласта.