Автор: Пользователь скрыл имя, 11 Февраля 2013 в 17:43, курсовая работа
Цель данной курсовой работы заключается в том, чтобы в зависимости от геологических, промысловых и технологических условий выбрать промывочную жидкость, ее состав и свойства. Роль промывочной жидкости в бурении скважин сводится к обеспечению оптимальных условий промывки, очистки забоя от шлама, вынос шлама из заколонного пространства на поверхность и улучшение работы долот и бурильного инструмента.
Введение…………………………………………………………………4
1. Инженерно-геологическая информация………………………..5
1.1. Литология и стратиграфия…………………………………....5
1.2. Термобарические условия по разрезу скважины…………….9
1.3. Возможные осложнения по разрезу скважины………………10
1.4. Конструкция скважины, характеристика пород по интервалам……………………………………………………...11
1.5. Требования к буровым растворам……………………………..12
2. Состав и свойства буровых растворов по интервалам бурения..16
2.1. Расчет плотности……………………………………………….16
2.2. Обоснование состава буровых растворов……………………..20
2.3. Обоснование реологических свойств бурового раствора……30
2.4. Расчет и обоснование структурно-механических характеристик…………………………………………………...32
2.5. Обоснование фильтрационных характеристик и рН…………42
2.6. Контроль качества бурового раствора………………………....43
3. Расчет материалов и химических реагентов……………………..44
3.1. Расчет объемов буровых растворов……………………………44
3.2. Расчет материалов………………………………………………47
3.3. Расчет химических реагентов………………………………….48
4. Спец. вопрос. Буровые растворы на углеводородной основе….51
Список литературы……………………………………………………...56
При бурении скважины с
применением гидравлического
Интервал 4022 – 4541 м.
Пластическая вязкость и
динамическое напряжение сдвига на данном
интервале рекомендуется
При бурении скважины с применением гидравлического забойного двигателя при использовании эмульсионного раствора «условную вязкость» по Маршу рекомендуется поддерживать в пределах 50 – 80 сек.
Таблица 2.9. Расчетные реологические показатели по интервалам бурения.
Глубина, м |
Плотность, кг/м3 |
Пластическая вязкость, сП |
ДНС, Па |
УВ по Маршу, сек. |
30 |
1100 |
- |
- |
70 – 90 |
750 |
1100 |
≤15 |
7,2 – 12 |
60 – 70 до 300 м 45 – 55 |
2405(2464) |
1200 |
≤17 |
8,6 – 12 |
45 – 55 |
3774(4022) |
1380 |
12 – 55 |
7,2 – 23,9 |
60 – 100 |
3802(4541) |
1080 |
12 – 40 |
7,2 – 19,2 |
50 – 80 |
Для измерения «условной вязкости» использовалась воронка Марша – 0,946 л., при использовании воронки ПВ-5 – 0,5 л., водное число соответственно равно 26 и 15 сек.
Расчет СНС с учетом гранулометрического состава производится по методике предложенной Гаррисоном.
Расчет СНС по интервалам:
Интервал 30 – 750 м.
Интервал бурения под кондуктор 324 мм.
Плотность бурового раствора – 1100 кг/м3.
Пластическая вязкость,η – 0,015 Па·с = 0,15 Пз.
Диаметр долота – 393,7 мм, долото – шарошечное, фрезерованное.
Диаметр обсадной колонны – 426 мм.
Толщина стенки обсадной трубы – 10 мм.
Глубина бурения – 750 м.
Глубина спуска обсадной колонны – 30 м
Порода – песчаников и алевролитов (плотность породы 2500 кг/м3, коэффициент формы m=1,6 , средний эффективный диаметр частиц ).
Коэффициент кавернозности – 1,1
Используется стабилизированный глинистый раствор и трехступенчатая очистка (вибросита, илоотделители), что обеспечивает степень удаления частиц выбуренной породы ε=0,75
Принимаем концентрацию осадка на забое С0=0,6 при высоте осадка 100 см, что не вызовет чрезмерных затруднений при возобновлении углубления скважины м циркуляции раствора.
Решение.
Находим эффективный диаметр наиболее крупных частиц выбуренной породы.
Находим минимальное значение СНС.
Находим объем выбуренной породы.
Находим объем циркулирующего раствора.
Находим концентрацию выбуренной породы в объеме раствора
Вычисляем коэффициент В
Вычисляем коэффициенты k1.
Определяем СНС за 1 и 10 минут покоя. В расчетах принимаем максимальный коэффициент k.
Корректируем с учетом состава бурового раствора и объема циркулирующего раствора и принимаем:
Интервал 750 – 2464 м.
Интервал бурения под техническую колонну 245 мм.
Плотность бурового раствора – 1200 кг/м3.
Плотность утяжелителя – 4200 кг/м3.
Плотность до ввода утяжелителя – 1150 кг/м3.
Пластическая вязкость,η – 0,017 Па·с = 0,17 Пз.
Диаметр долота – 295,3 мм, долото – шарошечное, зубковое и PDC.
Диаметр обсадной колонны – 324 мм.
Толщина стенки обсадной трубы – 11 мм.
Глубина бурения – 2464 м.
Глубина спуска обсадной колонны – 750 м
Порода – песчаники, алевролиты, известняки (плотность породы 2650 кг/м3, коэффициент формы m=2, средний эффективный диаметр частиц ).
Коэффициент кавернозности – 1,15
Используется система BOREMAX и трехступенчатая очистка (вибросита, илоотделители), что обеспечивает степень удаления частиц выбуренной породы ε=0,75
Принимаем концентрацию осадка на забое С0=0,6 при высоте осадка 100 см, что не вызовет чрезмерных затруднений при возобновлении углубления скважины м циркуляции раствора.
Решение.
Находим эффективный диаметр наиболее крупных частиц выбуренной породы.
Находим минимальное значение СНС.
Находим объем выбуренной породы.
Находим объем циркулирующего раствора.
Находим концентрацию выбуренной породы в объеме раствора
Вычисляем концентрацию утяжелителя в буровом растворе.
Вычисляем коэффициент В
Вычисляем максимальный диаметр частиц утяжелителя, которые удерживаются во взвешенном состоянии.
Вычисляем коэффициенты k1, так как буровой раствор утяжеленный.
Определяем СНС за 1 и 10 минут покоя. В расчетах принимаем максимальный коэффициент k.
Корректируем с учетом состава бурового раствора и объема циркулирующего раствора и принимаем:
Интервал 2464 – 4022 м.
Интервал бурения под эксплуатационную колонну 178 мм.
Плотность бурового раствора – 1380 кг/м3.
Плотность утяжелителя – 4200 кг/м3.
Плотность до ввода утяжелителя – 1080 кг/м3.
Пластическая вязкость,η – 0,055 Па·с = 0,55 Пз.
Диаметр долота – 219,1 мм, долото – шарошечное, зубковое и PDC.
Диаметр обсадной колонны – 245 мм.
Толщина стенки обсадной трубы – 12 мм.
Глубина бурения – 4022 м.
Глубина спуска обсадной колонны – 2464 м
Порода – известняки и алевролитов (плотность породы 2700 кг/м3, коэффициент формы m=2, средний эффективный диаметр частиц ).
Коэффициент кавернозности – 1,33
Используется система ENVIROMUL и трехступенчатая очистка (вибросита, илоотделители), что обеспечивает степень удаления частиц выбуренной породы ε=0,8
Принимаем концентрацию осадка на забое С0=0,6 при высоте осадка 100 см, что не вызовет чрезмерных затруднений при возобновлении углубления скважины м циркуляции раствора.
Решение.
Находим эффективный диаметр наиболее крупных частиц выбуренной породы.
Находим минимальное значение СНС.
Находим объем выбуренной породы.
Находим объем циркулирующего раствора.
Находим концентрацию выбуренной породы в объеме раствора
Вычисляем концентрацию утяжелителя в буровом растворе.
Вычисляем коэффициент В
Вычисляем максимальный диаметр частиц утяжелителя, которые удерживаются во взвешенном состоянии.
Вычисляем коэффициенты k1, так как буровой раствор утяжеленный.
Определяем СНС за 1 и 10 минут покоя. В расчетах принимаем максимальный коэффициент k.
Корректируем с учетом состава бурового раствора и объема циркулирующего раствора и принимаем:
Интервал 4022 – 4541 м.
Интервал бурения под хвостовик 127 мм.
Плотность бурового раствора – 1080 кг/м3.
Плотность утяжелителя – 4200 кг/м3.
Плотность до ввода утяжелителя – 1080 кг/м3.
Пластическая вязкость,η – 0,04 Па·с = 0,4 Пз.
Диаметр долота – 155,6 мм, долото – PDC.
Диаметр обсадной колонны – 178 мм.
Толщина стенки обсадной трубы – 9 мм.
Глубина спуска обсадной колонны – 4022 – 1465 м.
Диаметр обсадной колонны – 245 мм.
Толщина стенки обсадной трубы – 12 мм.
Глубина спуска обсадной колонны – 1465 м
Глубина бурения – 4541 м.
Порода – песчаники (плотность породы 2450 кг/м3, коэффициент формы m=1,6, средний эффективный диаметр частиц ).
Коэффициент кавернозности – 1,05
Используется система ENVIROMUL и трехступенчатая очистка (вибросита, илоотделители), что обеспечивает степень удаления частиц выбуренной породы ε=0,8
Принимаем концентрацию осадка на забое С0=0,6 при высоте осадка 100 см, что не вызовет чрезмерных затруднений при возобновлении углубления скважины м циркуляции раствора.
Решение.
Находим эффективный диаметр наиболее крупных частиц выбуренной породы.
Находим минимальное значение СНС.
Находим объем выбуренной породы.
Находим объем циркулирующего раствора.
Находим концентрацию выбуренной породы в объеме раствора
Вычисляем концентрацию утяжелителя в буровом растворе.
Вычисляем коэффициент В
Вычисляем максимальный диаметр частиц утяжелителя, которые удерживаются во взвешенном состоянии.
Вычисляем коэффициенты k1, так как буровой раствор утяжеленный.
Определяем СНС за 1 и 10 минут покоя. В расчетах принимаем максимальный коэффициент k.
Корректируем с учетом состава бурового раствора и объема циркулирующего раствора и принимаем:
Таблица 2.10. – Значение СНС по интервалам.
Интервал, м |
СНС за 1 минуту |
СНС за 10 минут |
0 – 30 |
- |
- |
30 – 750 |
60 ÷ 70 |
90 ÷ 100 |
750 – 2464 |
30 ÷ 40 |
60 ÷ 70 |
2464 – 4022 |
10 ÷ 15 |
15 ÷ 20 |
4022 – 4541 |
5 ÷ 12 |
10 ÷ 20 |
Интервал 0 – 30 м.
Интервал бурения под направление 426 мм.
На данном интервале производиться бурение в несцементированных породах (суглинки, песок и глины с валунами). Для предупреждения осыпания стенок скважины необходимо повышенное значение фильтрации и коркообразование, до 15 см3 за 30 минут, за счет быстроформирующейся внутрипоровой фильтрационной корки.
рН необходимо поддерживать в щелочной области в пределах 8 – 9, для эффективной гидратации глинистых материалов.
Интервал 30 – 750 м.
Интервал бурения под кондуктор 324 мм.
В отличие от предыдущего интервала на этом интервале присутствуют набухающие глины. Т.к. на этом интервале используется раствор на водной основе, поэтому необходимо граничить значение показателя фильтрации, в тоже время необходимо обеспечить устойчивость слабосцементированных пород залегающих на данном интервале. Поэтому рекомендуемое значение фильтрации в пределах 10 – 12 см3 за 30 минут.
На данном интервале необходимо поддерживать рН равным 8, для эффективности химических реагентов входящих в состав бурового раствора.
Интервал 750 – 2464 м
Интервал бурения под техническую колонну 245 мм.
Данный интервал сложен, в основном, из набухающих глин, поэтому необходимо ограничить значение фильтрации до 6 – 7 см3 за 30 минут. Так же ограничение водоотдачи необходимо, для сохранения качества бурового раствора.
На данном интервале рекомендуется рН поддерживать в пределах 8 – 9. На данном интервале залегают ангидриты (2150-2300 по вертикали), что бы исключить растворение ионов Ca2+ рН следует увеличить до значения 11.
Интервал 2464 – 4022 м
Интервал бурения под эксплуатационную колонну 178 мм.
Бурение на данном интервале производится в основном в известняках, которые являются устойчивыми горными породами, то при использовании эмульсионного раствора показатель фильтрации рекомендуется поддерживать меньше 4 см3 за 30 минут для сохранения стабильности данного раствора. Так как в конце интервала залегают проницаемые нефтенасыщенные песчаники для уменьшения негативного воздействия на продуктивный пласт, так же необходимо поддерживать значение фильтрации на низком уровне.
рН на данном интервале рекомендуется поддерживать в пределах 9,5 – 10,5 для эффективности химических реагентов входящих в состав бурового раствора.
Интервал 4022 – 4541 м.
Интервал бурения под хвостовик 127 мм.
На данном интервале производится бурение в продуктивном пласте, поэтому необходимо значение показателя фильтрации поддерживать менее 4 см3 за 30 минут, для предупреждения негативного воздействия на коллекторские свойства и флюидоотдачу пласта.
рН рекомендуется поддерживать в пределах 8,5 – 9,5 для эффективности химических реагентов в эмульсионном растворе.
Таблица 2.11. – Значение фильтрации и рН по интервалам.
Интервал, м |
Фильтрация, Ф30 |
рН |
0 – 30 |
< 15 |
8 ÷ 9 |
30 – 750 |
10 ÷ 12 |
8 |
750 – 2464 |
6 ÷ 7 |
8 ÷ 9; 11 |
2464 – 4022 |
< 4 |
9,5 ÷ 10,5 |
4022 – 4541 |
< 4 |
8,5 ÷ 9,5 |