КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине: «Технология бурения нефтяных и газовых скважин»
на тему: «Проект технологии бурения разведочной скважины глубиной 1822м на Кристаллический горизонт Елгинской площади Ромашкинского месторождении. Назначение скважины разведка . Проектное смещение забоя относительно устья 75.5м. Способ бурения роторно-турбинный. Диаметр эксплуатационной колонны 168мм.»
Содержание:
1.Введение.
2.Геолого-технические условия бурения.
3.Исходные данные.
4.Проверочный расчёт расхода и плотности промывочной жидкости в ранее пробуренных скважинах при отработке долот.
5.Выбор количества работающих насосов и диаметра цилиндровых втулок.
6.Разделение интервала отработки долот на участки пород одинаковой буримости.
7.Выбор оптимального режима бурения и лучшего из поименных типов долот.
8.Проектирование бурильной колонны.
9.Гидравлический расчет циркуляционной системы.
10 Типы профилей наклонно-направленных скважин и рекомендации по их применению.
11Графические приложения:
А) ГТН
В)
2--3.Исходные данные
Исходные данные к расчетам сведены в табл. 2.1.
Таблица 2.1.
| № пп | Наименование параметров | Обозначения в формулах | Единицы измерения | Значение |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 1 | Глубина бурения скважины |
L | М | 1822 |
| 11 | Глубина залегания кровли продуктивного пласта | Lк | м | 1811 |
| 22 | Пластовый флюид |
Нефть | ||
| 33 | Пластовое давление |
Рпл | МПа | 15,5 |
4 4 |
Глубина залегания подошвы слабого пласта |
Lп | м | 858 |
| 55 | Давление гидроразрыва | Рr | МПа | 21 |
6 6 |
Свойства промывочной жидкости: а) плотность б) динамическое напряжение сдвига в) пластическая вязкость |
ρ τ0 η |
кг/м3 Па Па·с |
1180 8 0,017 |
| 77 | Марки и количество установленных буровых насосов | БРН-1 | шт | 2 |
| 88 | Размеры наземной обвязки: а) условный размер стояка б) диаметр проходного канала бурового рукава в) диаметр проходного канала вертлюга г) диаметр проходного канала ведущей трубы |
- - - - |
мм мм мм |
114 102 100 74 |
9 9 |
Минимальная скорость жидкости в затрубном пространстве, обеспечивающая вынос шлама | υк | м/с | 0,5 |
| 110 | Интервал обработки долот в скв. 1 и 2 |
∆L | м | 1700-1822 |
| 111 | Типоразмер отработанных долот в скв. 1 |
215,9 СЗ-ГАУ | ||
| 112 | Проходка в скв. 1:на долото 1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
hд1 hд2 hд3 hд4 hд5 hд6 hд7 hд8 hд9 |
м м м м м м м м м |
78 72 76 74 56 45 52 48 49 |
| 113 | Время бурения в скв. 1 долотом 1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 |
ч ч ч ч ч ч ч ч ч |
17 14 16 14 28 16 24 18 20 |
| 114 | Типоразмер отработанных долот в скв. 2 | 215,9 ТЗ-ГНУ | ||
| 115 | Проходка в скв. 2:на долото 1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
hд 1 hд 2 hд 3 hд 4 hд 5 hд 6 hд7 hд8 hд9 |
м м м м м м м м м |
78 69 77 76 47 53 46 55 49 |
| 116 | Время бурения в скв. 2 долотом 1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 |
ч ч ч ч ч ч ч ч ч |
17 12 15 14 19 25 16 24 20 |
| 117 | Частота вращения ротора или тип турбобура | 3ТСШ-195 | ||
| 118 | Осевая нагрузка | Р1 | кН | 195 |
| 119 | Подача жидкости | Q0 | м3 /с | 0,027 |
| 220 | Минимальный наружный диаметр труб в компоновке бурильной колонны | dн |
м |
0,127 |
Определение совместимых интервалов бурения. Построение совмещённого графика пластовых давлений и давлений гидроразрыва, определение конструкции скважины и плотности бурового раствора для совместимых интервалов бурения
Геологический разрез скважины представлен пластами значительной толщины. Верхняя граница пласта называется кровлей, и нижняя – подошвой пласта. Замеры пластового давления и давления гидроразрыва осуществляются лишь в отдельных точках. В задании даны замеры лишь одной точки. При проведении расчетов принимаются, что относительные давления в пределах пласта постоянные, т.е. 
, где 
- относительное пластовое давление и давление гидроразрыва; 
- давление столба воды на глубине замера соответствующих давлений:
, где 
- плотность воды; g – ускорение; z – глубина бурения по вертикали, на которой произведен замер соответствуещего давления. Принять = 1000 
, g = 9,81 
.
Пласты совместимы для бурения, если относительные плотности бурового раствора 
, рассчитанные по величинам названных давлений для этих пластов удоволетворяют неравенству 
Где 
- минимально допустимая плотность бурового раствора, рассчитанная по пластовому давлению; 
- максимально допустимая плотность бурового раствора, рассчитанная по максимально допустимому давлению в скважине из условий гидроразрыва или экологических требований по предупреждению загрязнения буровым раствором пластов пресной воды и прдуктивных пластов.
и 
Где 
и 
- коэффициенты запаса, учитывающие возможные колебания давления в скважине. Величины выбрать из таблицы, а 
принять 0,9.
Экологические требования предусматривают ограничение избыточного статического давления бурового раствора на пласты с пресной водой и продуктивные пласты величиной 
. 
1.=1000*9,81*60 = 0,58 МПа
2.= 1000*9,81*360=3,53 МПа
3.= 1000*9,81*600= 5,88 МПа
4.= 1000*9,81*833= 8,17 МПа
5.= 1000*9,81*1154=11,32 МПа
6.= 1000*9,81*1308=12,83МПа
7.= 1000*9,81*1560=15,30МПа
8.= 1000*9,81*1700=16,67 МПа
9.= 1000*9,81*1822=17,87 МПа
1.= 1,1*0,879 =0,966 кг/м
2.= 1,1*0,862 =0,948кг/м
3.= 1,1*0,895 =0,984 кг/м
4.= 1,1*0,913 =0,995 кг/м
5.= 1,05*0,937 =1,004кг/м
6.= 1,05*0,971 =1.019 кг/м
7.= 1,05*0,983=1.032 кг/м
8.= 1,05*0,989 =1.038 кг/м
9.= 1,05*0,953=1.000 кг/м
1.=0,9*1,387= 1,248кг/м
2.=0,9*1,390= 1,251кг/м
3.=0,9*1,471 =1,323 кг/м
4.=0,9*1,442 = 1,297 кг/м
5.=0,9*1,62= 1,458 кг/м
6.=0,9*1,326 = 1,193кг/м
7.=0,9*1,471= 1,323кг/м
8.=0,9*1,381 = 1,242 кг/м
9.=0,9*1,400 = 1,260кг/м
1.
=0,879+1,5/0,58=3.46 г/см3
2.=0,862+1,5/3.53=1,286 г/см3
3.=0,895+1,5/5.88=1,150 г/см3
4.=0,913+1,5/8.17=1,096г/см3
5.=0,937+2,5/11.32=1,157г/см3
6.=0,971+2,5/12.83=1,165см3
7.=0,983+2,5/15,30=1,146г/см3
8.=0,989+2,5/16.67=1,122г/см3
9.=0,953+2,5/17,87=1,138 г /см3
№ интервала |
|
 |
|
|
|
|
|
| 1 | 0,58 | 0,879 | 1,1 | 0.966 | 3.46 | 1,5 | 1.248 |
| 2 | 3.53 | 0,862 | 1,1 | 0.948 | 1,286 | 1,5 | 1,251 |
| 3 | 5.88 | 0,895 | 1,1 | 0.984 | 1,150 | 1,5 | 1.323 |
4 5 6 7 8 9 |
8.17 11.32 12.83 15,30 16.67 17.87 |
0,913 0,937 0,971 0,983 0,989 0,953 |
1,1 1,05 1,05 1,05 1,05 1,05 |
0.995 1.004 1,019 1,032 1,038 1,000 |
1,096 1.157 1,165 1,146 1,122 1,138 |
1,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 |
1.297 1,458 1,193 1,323 1,242 1,260 |
4. Проверочный расчет расхода и плотности промывочной
жидкости в ранее пробуренных скважинах при отработке долот.
Для роторного способа 0-60м.
В исходных данных принято, что согласно опыту бурения скважин хорошая очистка кольцевого пространства от шлама осуществляется при скорости восходящего потока промывочной жидкости υп = 0,48 м/с.
по формуле (4.1):
Здесь диаметр скважины dс для упрощения расчетов на всем протяжении ствола принят равным диаметру долота.
Определим расход жидкости, необходимый для очистки забоя от шлама, по формуле (4.2):
Сравнивая значения Q1 и Q2 с фактическим расходом жидкости Q0 = 0,032 м3 /с в скв. 1 и 2, видим, что он не удовлетворяет условию (4.3):
Q0 = 0,032 м3 /с ≥ max Q1 = 0,085 м3 /с . Поэтому расход Q0 принимаем равным 0,085 м3 /с.
Проверим соответствие плотности промывочной жидкости, использованной в скважине 1 и 2, правилом безопасности.
По формуле 4.4.
Найденная плотность меньше плотности жидкости, примененной в скважине 1 и 2, и поэтому последняя не подлежит корректировке.
Для ГЗД 60-360
С учетом принятой для данной площади или указанной в задании скорости υк = 0,5 м/с находим необходимый для выноса шлама расход промывочной жидкости по формуле (4.1):
0,027 (м3
/с)
Здесь диаметр скважины dс для упрощения расчетов на всем протяжении ствола принят равным диаметру долота.
Определим расход жидкости, необходимый для очистки забоя от шлама, по формуле (4.2):
Сравнивая значения Q1 и Q2 с фактическим расходом жидкости Q0 = 0,027 м3 /с в скв. 1 и 2, видим, что он не удовлетворяет условию (4.3):
Q0 = 0,028 м3 /с ≥ maxQ1 = 0,047 м3 /с
Поэтому расход Q0 принимаем равным 0,047 м3 /с.
Проверим соответствие плотности жидкости, примененной в скв. 1 и 2, требованиям правил безопасности по формуле (4.4):
1257 кг/м3
что меньше фактической плотности. Поэтому последнюю будем использовать в дальнейших расчетах.
Для ГЗД 360-600
С учетом принятой для данной площади или указанной в задании скорости υк = 0,5 м/с находим необходимый для выноса шлама расход промывочной жидкости по формуле (4.1):
0,012 (м3
/с)
Здесь диаметр скважины dс для упрощения расчетов на всем протяжении ствола принят равным диаметру долота.
Определим расход жидкости, необходимый для очистки забоя от шлама, по формуле (4.2):
В скважинах 1 и 2 промывка осуществлялась при расходе Q0 = 0,028 м3 /с. поэтому согласно выражению (4.3) отработка долот производилась в условиях неудовлетворительной очистки забоя и ствола от выбуренной породы:
Q0 = 0,026 м3 /с > max { Q1 = 0,012 м3 /с; Q2 = 0.026 м3 /с}.
Проверим соответствие плотности промывочной жидкости, использованной в скважине 1 и 2, правилом безопасности.
По формуле 4.4.
1211 кг/м3
что меньше фактической плотности. Поэтому последнюю будем использовать в дальнейших расчетах.
Для ГЗД 600-833
С учетом принятой для данной площади или указанной в задании скорости υк = 0,5 м/с находим необходимый для выноса шлама расход промывочной жидкости по формуле (4.1):
0,012 (м3
/с)
Здесь диаметр скважины dс для упрощения расчетов на всем протяжении ствола принят равным диаметру долота.
Определим расход жидкости, необходимый для очистки забоя от шлама, по формуле (4.2):
В скважинах 1 и 2 промывка осуществлялась при расходе Q0 = 0,028 м3 /с. поэтому согласно выражению (4.3) отработка долот производилась в условиях неудовлетворительной очистки забоя и ствола от выбуренной породы:
Q0 = 0,026 м3 /с > max { Q1 = 0,012 м3 /с; Q2 = 0.026 м3 /с}.
Проверим соответствие плотности промывочной жидкости, использованной в скважине 1 и 2, правилом безопасности.
По формуле 4.4.
1319 кг/м3
найденная плотность меньше плотности жидкости, примененной в скважине 1 и 2, и поэтому последняя не подлежит корректировке.
Для ГЗД 833-1154
С учетом принятой для данной площади или указанной в задании скорости υк = 0,5 м/с находим необходимый для выноса шлама расход промывочной жидкости по формуле (4.1):
0,012 (м3
/с)
Здесь диаметр скважины dс для упрощения расчетов на всем протяжении ствола принят равным диаметру долота.
Определим расход жидкости, необходимый для очистки забоя от шлама, по формуле (4.2):
В скважинах 1 и 2 промывка осуществлялась при расходе Q0 = 0,028 м3 /с. поэтому согласно выражению (4.3) отработка долот производилась в условиях удовлетворительной очистки забоя и ствола от выбуренной породы:
Q0 = 0,026 м3 /с > max { Q1 = 0,012 м3 /с; Q2 = 0.026 м3 /с}.
Проверим соответствие плотности промывочной жидкости, использованной в скважине 1 и 2, правилом безопасности.
По формуле 4.4.
1071,6кг/м3
найденная плотность меньше плотности жидкости, примененной в скважине 1 и 2, и поэтому последняя не подлежит корректировке.
Для ГЗД 1154-1308
С учетом принятой для данной площади или указанной в задании скорости υк = 0,5 м/с находим необходимый для выноса шлама расход промывочной жидкости по формуле (4.1):
0,012 (м3
/с)
Здесь диаметр скважины dс для упрощения расчетов на всем протяжении ствола принят равным диаметру долота.
Определим расход жидкости, необходимый для очистки забоя от шлама, по формуле (4.2):
В скважинах 1 и 2 промывка осуществлялась при расходе Q0 = 0,028 м3 /с. поэтому согласно выражению (4.3) отработка долот производилась в условиях удовлетворительной очистки забоя и ствола от выбуренной породы:
Q0 = 0,026 м3 /с > max { Q1 = 0,012 м3 /с; Q2 = 0.026 м3 /с}.
Проверим соответствие плотности промывочной жидкости, использованной в скважине 1 и 2, правилом безопасности.
По формуле 4.4.
985,9 кг/м3
найденная плотность меньше плотности жидкости, примененной в скважине 1 и 2, и поэтому последняя не подлежит корректировке.
Для ГЗД 1308-1560
С учетом принятой для данной площади или указанной в задании скорости υк = 0,5 м/с находим необходимый для выноса шлама расход промывочной жидкости по формуле (4.1):
0,012 (м3
/с)
Здесь диаметр скважины dс для упрощения расчетов на всем протяжении ствола принят равным диаметру долота.
Определим расход жидкости, необходимый для очистки забоя от шлама, по формуле (4.2):
В скважинах 1 и 2 промывка осуществлялась при расходе Q0 = 0,028 м3 /с. поэтому согласно выражению (4.3) отработка долот производилась в условиях удовлетворительной очистки забоя и ствола от выбуренной породы:
Q0 = 0,026 м3 /с > max { Q1 = 0,012 м3 /с; Q2 = 0.026 м3 /с}.
Проверим соответствие плотности промывочной жидкости, использованной в скважине 1 и 2, правилом безопасности.
По формуле 4.4.
1126 кг/м3
что меньше фактической плотности. Поэтому последнюю будем использовать в дальнейших расчетах.
Для ГЗД 1560-1700
С учетом принятой для данной площади или указанной в задании скорости υк = 0,5 м/с находим необходимый для выноса шлама расход промывочной жидкости по формуле (4.1):
0,012 (м3
/с)
Здесь диаметр скважины dс для упрощения расчетов на всем протяжении ствола принят равным диаметру долота.
Определим расход жидкости, необходимый для очистки забоя от шлама, по формуле (4.2):
В скважинах 1 и 2 промывка осуществлялась при расходе Q0 = 0,028 м3 /с. поэтому согласно выражению (4.3) отработка долот производилась в условиях удовлетворительной очистки забоя и ствола от выбуренной породы:
Q0 = 0,026 м3 /с > max { Q1 = 0,012 м3 /с; Q2 = 0.026 м3 /с}.
Проверим соответствие плотности промывочной жидкости, использованной в скважине 1 и 2, правилом безопасности.
По формуле 4.4.
992,6 кг/м3
найденная плотность меньше плотности жидкости, примененной в скважине 1 и 2, и поэтому последняя не подлежит корректировке.
Для ГЗД 1700-1822
С учетом принятой для данной площади или указанной в задании скорости υк = 0,5 м/с находим необходимый для выноса шлама расход промывочной жидкости по формуле (4.1):
0,012 (м3
/с)
Здесь диаметр скважины dс для упрощения расчетов на всем протяжении ствола принят равным диаметру долота.
Определим расход жидкости, необходимый для очистки забоя от шлама, по формуле (4.2):
В скважинах 1 и 2 промывка осуществлялась при расходе Q0 = 0,028 м3 /с. поэтому согласно выражению (4.3) отработка долот производилась в условиях удовлетворительной очистки забоя и ствола от выбуренной породы:
Q0 = 0,026 м3 /с > max { Q1 = 0,012 м3 /с; Q2 = 0.026 м3 /с}.
Проверим соответствие плотности промывочной жидкости, использованной в скважине 1 и 2, правилом безопасности.
1235 кг/м3
что меньше фактической плотности. Поэтому последнюю будем использовать в дальнейших расчетах.
4. Выбор числа работающих насосов и диаметра цилиндровых втулок
Для роторного способа 0 - 60
Подача насосов определяется по формуле
где m – коэффициент наполнения;
Q-подача насоса при данном диаметре втулок (m=1); м3 /с
n- число насосов .
Примем коэффициент наполнения насосов m = 0,8
Для создания равной или ближайшей большей подачи Q = 0,060 м3 /с с учетом табл. 4.1. будем из двух установленных насосов использовать два БРН-1 при втулках диаметром 150 мм. При этом подача насосов составит:
Q = 0,8 · 2,0 ∙ 0,0509 = 0,056 < 0,060 м3 /с
Таким образом, в дальнейших расчетах подача Q = 0,060 м3 /с
Для ГЗД 60-360
Примем коэффициент наполнения насосов m = 0,9
Для создания равной или ближайшей большей подачи Q = 0,06 м3 /с с учетом табл. 4.1. будем из двух установленных насосов использовать два БРН-1при втулках диаметром 140 мм. При этом подача насосов составит:
Q = 0,9 · 2,0 ∙ 0,0455 = 0,041 < 0,047 м3 /с
Таким образом, в дальнейших расчетах подача Q = 0,047м3 /с.
Для ГЗД 360-600
Для создания равной или ближайшей большей подачи Q = 0,048 м3 /с с учетом табл. 4.1. будем из двух установленных насосов использовать один БРН-1 при втулках диаметром 140 мм. При этом подача насосов составит:
Q = 0,9 · 2,0 ∙ 0,0223 = 0,040 < 0,048 м3 /с
Таким образом, в дальнейших расчетах подача Q = 0,048 м3 /с.
Для ГЗД 360-833
Для создания равной или ближайшей большей подачи Q = 0,026 м3 /с с учетом табл. 4.1. будем из двух установленных насосов использовать два БРН-1 при втулках диаметром 140 мм. При этом подача насосов составит:
Q = 0,9 · 1,0 ∙ 0,031 = 0,0279 < 0,028 м3 /с
Таким образом, в дальнейших расчетах подача Q = 0,026 м3 /с.
Для ГЗД 833-1154
Для создания равной или ближайшей большей подачи Q = 0,026 м3
/с с учетом табл. 4.1. будем из двух установленных
29-04-2015, 00:57