Проект бурения и крепление эксплуатационной скважины на газ на Песчаной площади Краснодарского края

     

     Процесс ингибирования глин гуматами происходит следующим образом. Фильтрат калиевого раствора, содержащий большое количество растворимых гуматов, проникает в микротрещины глинистой породы. Процесс гидратации глин сопровождается поглощением каустической соды, и величина pH снижается до 7 – 7,4, что значительно ниже критического значения. В такой среде гуматы высаливаются из фильтрата (выпадают в осадок) и существенно повышают прочность сформированных ионами калия коагуляционных контактов между активными плоскостями в микротрещинах глин. В результате такого действия гуматов устойчивость глин существенно повышается.

     По  некоторым данным ингибирующий эффект гуматов (индекс устойчивости) составляет 60 – 70% от общего ингибирующего действия данной системы ВИПГР.

     Регулировать  величину pH_кр можно известью и КС1. С повышением концентрации этих электролитов повышается pH_кр.

     Состав  раствора, кг/м³:

     Бентонит…………………………….20 – 30;

     NaОН………………………………...2 – 3;

     ИКГУМ……………………………...40;

     КС1…………………………………..50;

     ИКЛИГ-1…………………………….10;

     ИКДЕФОМ…………………………..0,3;

     ИКЛУБ……………………………….3 – 5.

     Свойства  раствора:

     Плотность, г/см³……………………..1,65;

     Условная  вязкость, сек……………...20 – 30;

     Пластическая  вязкость, сПз………...10 – 15;

     ДНС, Па…………………….………...4,0 – 8,0;

     СНС_0/10, Па……………………….…..1,5 – 3,0/3,0 – 6;

     Водоотдача, см³/30мин (API)….……6 – 8;

     pH……………………………………..10 – 11;

     pH_кр……………………………………8,5 – 9,5.

     Назначение  реагентов:

     Бентонит  – структурообразователь;

     КСl – разжижитель, регулятор свойств корки;

     

     ФХЛС  – регулятор pH.

     Технология  приготовления ВИПГР.

     К воде добавляют бентонит, NaОН и перемешивают 1 час, затем вводят КС1 и все остальные реагенты, через 15 – 20 минут перемешивания раствор готов.

     Основным  недостатком системы ВИПГР является отрицательное влияние фильтрата  этого раствора на продуктивные пласты. Гуматы высаливаются из фильтрата в  пласте также как в глинах за счет снижения величины рН вследствие адсорбционных и ионообменных реакций. Осажденные гуматы кольматируют продуктивный пласт, и проницаемость снижается в 2 – 4 раза.

     Однако  в последнее время в бурении  развивается тенденция применять  для первичного вскрытия продуктивных пластов специальные жидкости типа ИКАРБ с полной заменой ранее применяемого раствора.

     В связи с этим система ВИПГР  представляется весьма перспективной  для бурения в неустойчивых глинах. Помимо высокой эффективности этот раствор отличается доступностью и  низкой стоимостью основных реагентов и материалов. 
 

     2.3. Техника бурения

     

     

     2.3.1. Определение максимальной массы бурильной колонны 

     Диаметр бурильных труб должен составлять 60 – 65%, а диаметр УБТ – 75 – 85% от диаметра долота. Поэтому при бурении  проектируемой скважины будут использоваться бурильные трубы диаметром 127 мм, а УБТ – диаметром 178 мм.

     Определим вес снаряда по формуле:

     

,

     где k – коэффициент, учитывающий силы трения колонны бурильных труб стенки скважины, а также возможные прихваты ее породой (при подъеме снаряда k = 1,25 – 1,5; при подъеме обсадных труб k = 1,5 – 2,0);

     α – коэффициент, учитывающий увеличение веса труб за счет соединяющих их элементов (для муфтово-замкового α = 1,1);

     Q – вес 1 м труб, кг;

     L – длина колонны труб, м;

     γ_ж – удельный вес промывочной жидкости, г/см³;

     γ_ст – удельный вес материала бурильных труб (для стали 7,85 г/см³).

     Для колонны диаметром 324 мм:

     

     Для колонны диаметром 245 мм:

     

     Для колонны диаметром 146 мм:

     

     Вес снаряда можно также рассчитать по следующей формуле:

     

     Для этого необходимо знать длину утяжеленных бурильных струб. Вычислим ее по формуле: 

,

где Р  – осевая нагрузка на породоразрушающий  инструмент, Н;

q – вес 1 м УБТ, кг;

k – коэффициент завышения веса БТ (k = 1,25).

       Для колонны диаметром 324 мм:

      .

     Осевая  нагрузка осуществляется с навеса.

     Для колонны диаметром 245 мм:

     

     Применяем 5 свечей УБТ диаметром 178 мм по 28 м.

     Для колонны диаметром 146 мм:

     

     Применяем 7 свечей УБТ диаметром 178 мм по 28 м.

     Вычислим  вес бурового снаряда для эксплуатационной колонны:

     Определим вес обсадной эксплуатационной колонны  по формуле:

     

     Где L_обс. – длина обсадной колонны, м;

     Q_обс. – вес 1 м обсадных труб, кг.

       
 
 
 
 
 

2.3.2. Буровое оборудование

2.3.2.1. Выбор буровой установки 

     Буровые установки – это комплексные  системы, включающие все основные и  вспомогательные агрегаты и механизмы, которые необходимы для строительства скважины. Эксплуатационные характеристики бурового оборудования и их конструкция закладываются таким образом, чтобы обеспечить оптимальные условия при бурении скважин определенной глубины установками соответствующего класса.

     Буровую установку выбирают по ее максимальной грузоподъемности, обуславливающей вес в воздухе наиболее тяжелой колонны бурильных труб. По номинальной грузоподъемности ограничивается и допустимый вес в воздухе обсадной колонны, спускаемой в один прием.

     Тип привода буровой установки выбирается в зависимости от региональных условий. Учитывая опыт работ в данном районе, бурение проектируемой скважины будет осуществляться с использованием привода от ДВС.

     Буровая установка с дизель-гидравлическим приводом БУ3200/200ДГУ-1 соответствует проектной глубине скважины 3290 м и максимальной нагрузке на крюке 122,25 т.

     Она предназначена для бурения эксплуатационных и разведочных скважин на нефть  и газ условной глубиной 3200 м в  условиях умеренного климата, климатическое  исполнение «У», категория I.

     Способ  монтажа и транспортирования.

     Конструкция буровой установки предусматривает:

• крупноблочное транспортирование вышечно-лебедочного и навесного блоков на тяжеловозах ТПП-70 и Т-60;
• транспортирование средними блоками на трайлерах и платформах ПП40Бр грузоподъемностью 40т;
• агрегатный способ перевозки транспортом общего назначения[4].

     Основные  параметры БУ3200/200ДГУ-1:

1. Допускаемая нагрузка на крюке, кН (тс)………………........2000(200)
2. Условная глубина бурения, м……………………………………...3200
3. Скорость подъема крюка при расхаживании колонн, м/с……........0,2
4. Скорость установившегося движения при подъеме

     

     элеватора (без нагрузки), м/с……………………………………………1,5

5. Расчетная мощность, развиваемая приводом на входном валу

     подъемного  агрегата, кВт……………………………………………….670

6. Диметр отверстия в столе ротора, м………………………………..700
7. Расчетная мощность привода ротора, кВт…………………………280
8. Мощность бурового насоса, кВт……………………………………950
9. Высота основания (от пола буровой), м………………………………6
10. Просвет для установки сборки превенторов, м……………………..4,7
11. Максимальное натяжение подвижного конца талевого каната,кН.217
12. Диаметр талевого каната, м…………………………………………..28
13. Диаметр тормозного шкива (обода), мм…………………………..1180
14. Наибольшая оснастка талевой системы………………..…………5 х 6
15. Максимальное давление, развиваемое насосом, МПа (кгс/см²).32(320)
16. Максимальная подача насоса, л/с……………………………………46
17. Максимальная нагрузка на стол ротора, кН………………………5000
18. Максимальная нагрузка на ствол вертлюга, кН………………..…2500
19. Максимальная частота вращения ствола

вертлюга, с^-1 (об/мин)……………………………………………..3,33(200)

20. Вышка………………………………………………………  А-образная
21. Максимальная нагрузка вышки, кН……………………………….2500
22. Рабочая высота вышки, м…………………………………………….45
23. Расстояние между ногами вышки, м……………………………….10,3
24. Суммарный объем циркуляционной системы, м³………………….120

25. Пропускаемая способность, дм³/с:

вибросита…………………………………………………...60

пескоотделителя……………………………………………65

илоотделителя……………………………………………....45

26. Число компрессоров, шт………………………………………………..3
27. Производительность компрессора, м³/мин……………………………5
28. Рабочее давление пневмосистемы, МПа……………………...0,6 – 0,8
29. Масса, т……………………………………………………………….582

      Комплектность БУ3200/200ДГУ-1:

1. Вышка ВМА-45х200-1, шт……………………………………………..1
2. Устройство для подъема вышки, комплект…………………………...1
3. Устройство для транспортирования вышки, комплект………………1
4. Вертлюг УВ-250МА, шт………………………………………………..1
5. Приспособление для подвески вертлюга, шт…………………………1
6. Ротор Р700 ТУ 24.00.1038-80 с ПКРБО-700 ТУ 26-02-1027-86……...1
7. Лебедка вспомогательная ЛВ-44, шт………………………………….1
8. Пульт управления, шт…………………………………………………..2
9. Упор, шт…………………………………………………………………8
10. Механизм крепления каната, шт…………….………………………...1
11. Ключ буровой АКБ-3М2 по ТУ 26-02-28-79, шт……………………..1
12. Подвеска машинных ключей, шт……………………………………...1
13. Насос буровой трехпоршневой УНБ-600, шт…………………………2
14. Кран консольно-поворотный, шт……………………………………...2
15. Кран поворотный КП-2, ТУ 26-02-24-80, шт…………………………1
16. Талевый канат для оснастки 5 х 6, бухта……………………………...1
17. Кронблок УКБА-6-250, шт……………………………………………..1
18. Блок талевый УТБА-5-200, шт…………………………………………1
19. Агрегат спуско-подъемный, шт………………………………………..1
20. Механизм управления тормозом, шт………………………………….1
21. Стабилизатор, шт……………………………………………………….1
22. Агрегат трансмиссии ротора, шт………………………………………1
23. Водопровод ЭМТ-4500, шт…………………………………………….1