1.Исходные данные для составления проекта
Общие сведения о районе буровых работ представлены в таблице 1.1.
Таблица 1.1 – краткие сведения о районе работ.
Наименование Значение
1. Наименование площади (месторождения) Верх-Тарское
2. Температура воздуха, ?С:
Среднегодовая;
Максимальная летняя;
Минимальная зимняя
-2,0
+35
-50
3. Среднегодовое количество осадков, м 0,43-0,54
4. Максимальная глубина промерзания грунта, м 2,4
5. Продолжительность отопительного периода в году, сут.
254
6. Наибольшая скорость ветра 15-20
7. Сведения о площадке строительства и подъездных путях:
Рельеф местности;
Состояние местности;
Толщина снежного покрова, м;
Характер растительного покрова
Равнинный, слабо всхолмленный. В орографическом отношении площадь представляет собой лесистую, заболоченную равнину, абсолютные отметки рельефа которой колеблются в пределах 50-85м. Заболоченная с озерами
8.Характеристика подъездных дорог
Протяженность, км;
Характер покрытия
105
Асфальтобетонные дороги
9.Источник водоснабжения Водяная скважина
10. Источник электроснабжения Высоковольтная ЛЭП
11. Средство связи Радиостанция типа «Nokia»
Стратиграфический разрез скважины, элементы залегания, коэффициент кавернозности, физико-механические свойства горных пород по разрезу скважины представлены в таблице 1.2. Сведения по градиентам пластового, горного и давления гидроразрыва пород, проявленных на глубине исследования, приведены в таблице 1.3.
Таблица 1.2. - Литолого-стратиграфическая характеристика и физико-механические свойства горных пород по
разрезу скважины.
Стратиграфическое подразделение Глубина залегания, м Элементы залегания (падения) пластов по подошве, град Краткое название горной породы Стандартное описание горной породы: полное название, характерные признаки (структура, текстура и т.д.)
от (кровля) до (подошва) Мощность
название индекс угол мин
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1. Четвертичные отложения
2. Журавская свита
3. Новомихайловская свита
4. Атлымская свита
5. Тавдинская свита
6. Люлинворская свита
7. Талицкая свита
8. Ганькинская свита
9. Березовская свита
10. Кузнецовская свита
11. Покурская свита
12. Алымская свита
13. Вартовская свита
14. Мегионская свита
Q
Р3gur
Р2nm
Р3atl
Р3tvd
Р3llv
Р3tl
К2gn
К2br
К2kz
К2pkr
К2alm
К2vrt
К2mg
0
30
60
175
225
450
650
760
890
1030
1050
1800
1900
2579 30
60
175
225
450
650
760
890
1030
1050
1800
1900
2579
2955 30
30
115
50
175
200
110
130
140
20
750
100
645
376 0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0 0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
30
30
30
30 Пески, глины, суглинки Суглинки серые, пески кварцевые желтовато-серые, глины, супеси, присутствуют остатки растительности
Пески, глины Глины с прослоями алевритов, реже песков и бурых углей в верхней части. Нижняя часть преимущественно песчанно-алевритовая, пески и алевриты серые кварц-палевошпатовые
Глины, опоки Пески и алевриты серые кварц – палевошпатовые
Глины В верхней части пески, алевриты.Нижняя часть глинистая
Глины Глины светло-серые листованные плотные, слюдистые
Глины Глины зеленовато-серые , слабоалевриритистые
Глины Глины серые, известковистые, алевритистые
Глины, опоки Глины серые, слюдистые, местами опоковидные
Глины, Глины темно-серые, плотные, массивные, однородные
Глины,песчаники,алевролиты, аргилиты Серые глины и песчаники, тонкослоистых алевролиты
Глины, переходящие в аргиллиты, известковистые
Песчаники, аргиллиты, алевролиты зеленовато-серые
Переслаивание песчаников аливритистых, глин и алевролитов. Ачимовская толща представлена глинистыми породами с прослоями песчаников
Продолжение таблицы 1.2
Коэффициент кавернозности в интервале Плотность, кг/м3 Пористость,
% Проницаемость, мд Глинистость,
% Карбонатность,
% Категория породы по промысловой классификации (мягкая, средняя и т.д.)
10 11 12 13 14 15 16
1,5
1,3
1,3
1,5
1,5
1,3
1,25
1,3
1,3
1,42
1,25
1,3
1,25
1,25
1900
1800
1900
1900
2000
2000
2000
2000
2000
2100
2200
2200
2400
2400
43,2
42
38
38
37
37
29,3
29
29
25
31,5
23,1
21,6
31,1
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
10-15
40
40-50
30-45
50
45
45
45
40-50
45-50
45
65
9-11
80
-
-
-
-
5-10
20-25
20-25
20-25
10-12
-
2-3
2-3
2-3
-
М
М
М
М,С
М
М
М
М
М,С
М
М,С
М,С
С
C
Таблица 1.3 – Градиенты давлений и температуры по разрезу скважины.
Индекс стратигра-
фического подразделения Глубина определения давления, м Градиенты
пластового давления,
МПа/м?10-2 гидроразрыва пород, МПа/м?10-2
от (верх) до (низ)
Q- Р3gur
0 60 1,0 1,8
Р3nm- P3atl 60 225 1,0 1,8
P3tvd- P3llv 225 650 1,0 1,8
P3tl - K2gn 650 890 1,0 1,8
K2brz-K2kz 890 1050 1,0 1,8
K2pkr-K1alm 1050 1900 1,0 1,8
K2vrt-K2mg 1900 2955 1,0 1,8
Таблица 1.4 - Осыпи и обвалы стенок скважины.
Индекс стратиграфического подразделения ИИнтервал, м Время до начала осложнения, сут Интенсивность осыпей и обвалов Мероприятия по ликвидации последствий осложнения
от (верх) до (низ)
Q – P2llv 0 550 - - Проработка
Таблица 1.5 – Нефтеносность.
Индекс стратиграфического подразделения Интервал, м Тип коллектора Плотность
в пластовых условиях, кг/м3 Подвижность, ? на сП Содержание,
% по весу Свободный дебит, м3/сут
от
(верх) до
(низ) серы парафина
1 2 3 4 5 6 7 8 9
K2mg 2659 2692 Тер.поровый 795 - 0,656 2,8 150
Примечание: Газоносные пласты отсутствуют.
Глубина по стволу, м Зенитный угол, град. Азимут магнитный Глубина по вертикали, м Простран-ственнаяинтенсив.,
Град/м.
от до Начало интервала Конец интервала Начало интервала Конец интервала
0,00 1000,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1000,00 0,00
1000,00 1683,30 0,00 38,37 0,00 90,00 1633,36 0,562
1683,30 1821,68 38,37 38,37 90,00 90,00 1741,86 0,00
1821,68 2898,95 38,37 16,55 90,00 90,00 2692,00 0,203
Таблица 1.6 –Табличное представление профиля скважины.
Рисунок 1 – Профиль скважины.
Нв – глубина точки начала набора угла (глубина вертикального участка), = 600 м;
Н – глубина целевого объекта от точки начала набора угла, = 1900 м;
А – смещение (отклонение) по горизонтали до точки входа в целевой объект, м;
? – угол входа в целевой объект, градусов;
i1 – интенсивность искривления на участке набора зенитного угла, = 2,5 град / 10 м;
i2–интенсивность искривления на участке уменьшения зенитного угла, = 2 град/ 10 м.
? – зенитный угол, = 25 град;
L2 – длина участка набора угла –, м;
L3 = длина наклонного (тангенциального) участка, м; L4 – длина участка снижения угла, м.
2. Обоснование и проектирование конструкции скважины
Конструкция скважины определяется в зависимости от геологических условий бурения, особенностей залегания горных пород, их физико-механических свойств, величин пластовых температур и давлений, давлений гидроразрыва пород, назначения и цели бурения, предполагаемого метода заканчивания скважины, способа бурения, способа и техники освоения и эксплуатации скважины, уровня организации техники и технологии бурения, геологической изученности района предусматривается разделение зон (интервалов) обладающих несовместимыми условиями бурения, обсадными колоннами.
Основными параметрами, характеризующими конструкцию скважины, являются количество и диаметр обсадных колонн, глубина их спуска, диаметр долот, высота подъема тампонажного раствора.
Конструкция скважины определяется заданием заказчика (добывающей организации) и геологическими условиями района работ. Конструкция скважины в части надежности, технологичности и безопасности должна обеспечивать:
- максимальное использование пластовой энергии продуктивных горизонтов в процессе эксплуатации за счет выбора оптимального диаметра эксплуатационной колонны и возможности достижения проектного уровня гидродинамической связи про¬дуктивных отложений со стволом скважины;
- применение эффективного оборудования, оптимальных способов и режимов эксплуатации, поддержания пластового давления, теплового воздействия и других методов повышения нефтеотдачи пластов;
- условия безопасного ведения работ без аварий и осложнений на всех этапах строительства и эксплуатации скважины;
- получение необходимой горно-геологической информации по вскрываемому разрезу;
- условия охраны недр и окружающей среды, в первую очередь за счет прочности и долговечности крепи скважины, герметичности обсадных колонн и кольцевых пространств, а также изоляции флюидосодержащих горизонтов друг от друга, от проницаемых пород и дневной поверхности;
- максимальную унификацию по типоразмерам обсадных труб и ствола скважины.
Направление предназначено для предотвращения размыва устья скважины и изоляции верхних водоносных горизонтов. Глубина его спуска – 50 метров, определяется конкретными геолого-техническими условиями месторождения.
Глубина спуска кондуктора - 600 метров, определяется из условия перекрытия верхних неустойчивых отложений, изоляции водоносных горизонтов. В моем случае выбор глубины спуска кондуктора я сделал исходя из данных, приведенных в таблице 1.4, и произвожу перекрытие интервала возможных обвалов и поглощений с запасом длины не менее 50 м.
Для определенного числа промежуточных обсадных колонн и глубины
установки их башмаков при проектировании конструкции скважины строятся графически, по числу зон с несовместимыми условиями бурения, которые строятся сопоставлением градиентов пластовых (поровых) давлений (gradPпл), давлений гидроразрыва (поглощения) пластов (gradPгр), прочности и устойчивости пород (gradPуст).
Градиенты пластовых давлений (gradPпл), давлений гидроразрыва пластов (gradPгр), прочности и устойчивости пород (gradPуст) определяются по формулам:
gradPпл = , МПа/м (1)
gradPгр = , МПа/м (2)
gradPуст = , МПа/м (3)
где Руст = Рпл · Кр – давление относительной устойчивости породы, Па;
Рпл – пластовое давление на глубине Z, Па;
Ргр – давление гидроразрыва на глубине Z, Па;
Кр – коэффициент резерва.
Таблица 2.1 – Градиенты давлений.
Индекс стратигра-
фического подразделения Глубина определения давления, м Градиенты
пластового давления,
МПа/м?10-2 гидроразрыва пород, МПа/м?10-2
от (верх) до (низ)
Q- Р3gur
0 60 1,0 1,8
Р3nm- P3atl 60 225 1,0 1,8
P3tvd- P3llv 225 650 1,0 1,8
P3tl - K2gn 650 890 1,0 1,8
K2brz-K2kz 890 1050 1,0 1,8
K2pkr-K2alm 1050 1900 1,0 1,8
K2vrt-K2mg 1900 2955 1,0 1,8
По данным таблицы 2.1 строится совмещенный график изменения градиентов давлений. [Рис.2] (приложение) для определения возможных интервалов несовместимых условий бурения.
По совмещенному графику градиентов давления можно сделать вывод, что в данном случае отсутствуют зоны несовместимых условий бурения, таким образом, конструкция данной скважины будет состоять из направления, кондуктора и эксплуатационной колонны.
Определение диаметров обсадных колонн и долот под них.
Диаметр эксплуатационной колонны выбираем исходя из ожидаемого суммарного дебита, габаритов оборудования, которое должно быть, спущено в данную колонну для обеспечения заданных дебитов, проведения геофизических исследований, опробования продуктивных пластов.
Диаметр промежуточной колонны и кондуктора, а также диаметров долот для бурения под каждую колонну (dд), находят из следующих соотношений:
- диаметр ствола скважины под обсадную колонну с наружным диаметром по муфте (dм):
dд=dм+ , мм, (4)
- наружный диаметр предыдущей обсадной колонны [(dн)пред]:
(dн)пред=dд+2 , мм, (5)
где н – разность диаметров между муфтой обсадной колонны и стенкой ствола скважины;
- радиальный зазор между долотом и внутренней поверхностью той колонны, через которую оно должно проходить при бурении скважины (от 5 до 10 мм);
- наибольшая возможная толщина стенки труб данной колонны, мм.
Расчетные значения диаметров долот уточняем по ГОСТ 20692-2003, а обсадных труб по ГОСТ 632-80.
Ожидаемый суммарный дебит 150 м3/сут. Принимаем диаметр эксплуатационной колонны dн=168 мм.
Диаметр долота для бурения под эксплуатационную колонну при н=25 мм, dм=187,7 мм.
dд=187,7+25=212,7 мм.
Принимаем долото, диаметром dд=215,9 мм.
Определяем диаметр кондуктора при =10 мм, =12,1 мм,
dк=215.9+2(10+12,1)=260,1 мм.
Принимаем диаметр кондуктора dк=245 мм.
Определяем диаметр долота для бурения под кондуктор при н=25 мм, dм=269,9 мм,
dд=25+269.9=294,9 мм.
Принимаем диаметр долота dд=295,3 мм.
Определяем диаметр направления при =10 мм, =15,9 мм,
dк=295,3+2(10+15,9)=347,1 мм.
Принимаем диаметр направления dк=340 мм.
Определяем диаметр долота для бурения под направление при н=39 мм, dм=365,1 мм,
dд =39+365,1=404,1 мм,
Принимаем диаметр долота dд=404,1 мм.
Сводные результаты обоснования конструкции скважины приведены в таблице 2.2.
Учитывая рекомендации учебного пособия и характерные геологические условия, принимаем следующую конструкцию скважины:
1. Направление предназначено закрепления приустьевой части скважины от размыва буровым раствором и обрушения, а также для обеспечения замкнутой системы циркуляции жидкости. Глубина его спуска - 50 метров, определяется конкретными геолого-техническими условиями месторождения.
2. Глубину спуска кондуктора принимаем 600 метров по вертикали, что будет достаточно для перекрытия зоны интенсивных осыпей, обвалов и изоляции водоносных горизонтов. Кондуктор предназначен для перекрытия верхнего интервала разреза горных пород, изоляции пресноводных горизонтов от загрязнений, монтажа противовыбросового оборудования и подвески последующих обсадных колонн.
3. Эксплуатационная колонна спускается до проектной глубины 2898,95 метров. Самая последняя колонна обсадных труб, которой крепят скважину для разобщения продуктивных горизонтов от всех остальных пород и извлечения из скважины нефти или газа, или, для нагнетания в пласты жидкости или газа.
Интервалы цементирования колонн принимаем в соответствии с правилами безопасности, согласно которым направление и кондуктор в нефтяных скважинах должны быть зацементированы до устья. В случае крепления эксплуатационной колонны для нефтяной скважины высота подъема тампонажного раствора должна составлять не менее 150 метров над кровлей продуктивных горизонтов, а также устройством ступенчатого цементирования или узлом соединения секций обсадных колонн, а также башмаком предыдущей обсадной колонны согласно правилам безопасности
