Дипломная работа на тему: Дисциплине: Бурение нефтяных и газовых скважин

Введение

Потребности человечества в углеводородном сырье, отсутствие надежной альтернативы нефти и газу как топливу требуют совершенствования технологий по извлечению разведанных запасов.

Основным средством изучения горных пород, вскрытых скважинами, стали в настоящее время геофизические методы исследований - измерения различных физических параметров, позволяющие определять геологические характеристики пород и контролировать режим работы пластов в процессе бурения скважин.

Наклонно-направленное бурение - способ сооружения скважин с отклонением от вертикали по заранее заданному направлению. Наклонно-направленное бурение применяется как при бурении скважин на нефть и газ, так и при разведке твёрдых п. и.

Наиболее эффективная область использования наклонно-направленное бурение - при разработке месторождений в акваториях, в болотистых или сильно пересечённых местностях и в случаях, когда строительство буровых может нарушить условия охраны окружающей среды.

Наклонно-направленное бурение применяют также при бурении вспомогательных скважин для глушения открытых фонтанов, при многоствольном бурении или отклонении нижней части ствола вдоль продуктивного горизонта с целью увеличения дренажа.

Наклонно-направленное бурение нефтяных и газовых скважин осуществляется по специальным профилям. Профили скважин могут варьироваться, но при этом верхний интервал ствола наклонной скважины должен быть вертикальным, с последующим отклонением в запроектированном азимуте. При геолого-разведочных работах на твёрдые полезные ископаемые наклонно-направленное бурение осуществляется шпиндельными буровыми станками с земной поверхности или из подземных горных выработок. Бурение таких скважин отличается тем, что вначале они имеют прямолинейное направление, заданное шпинделем бурового станка, а затем в силу анизотропии разбуриваемых пород отклоняются от прямолинейного направления.

Рост объемов наклонно-направленного бурения скважин с углами отклонения ствола скважин от вертикали более 50° обусловили ограничения по применению традиционных методов исследований с помощью аппаратуры, спускаемой в скважину на кабеле, и вызвали необходимость разработки специальных технологий доставки скважинных приборов в интервал исследований. Решение этой проблемы возможно с помощью бескабельных измерительных систем, доставляемых на забой с помощью бурового инструмента.

Накопленный фактический материал по естественному искривлению скважин позволил установить ряд общих закономерностей, учитывая которые буровики научились проходить скважины в строго заданном направлении. Такие скважины получили название наклонно-направленных и горизонтальных. Искусственное отклонение - это направление ствола скважины в процессе бурения по определенному плану доведением забоя до заданной точки. Искусственное отклонение скважин подразделяется на наклонное многозабойное (разветвленно-направленное) и кустовое (многоствольное) бурение.

Кустовое бурение. Под кустовым бурением понимается способ, при котором устья скважин группируются на общей площадке, а конечные забои находятся в точках, соответствующих проектам разработки месторождения. При кустовом бурении скважин значительно сокращаются строительно-монтажные работы в бурении, уменьшается объем строительства дорог, линий электропередачи, водопроводов и т.д.

Наибольший эффект от кустового бурения обеспечивается в условиях моря и в болотистых местностях. Впервые в СССР кустовое бурение было осуществлено под руководством Н.С. Тимофеева на о-ве Артема в Азербайджане. В настоящее время в кустах бурят 8 - 24 скважины и более. Одна из основных особенностей проводки скважин кустами - необходимость соблюдения условий непересечения стволов скважин.

К недостаткам кустового наклонно направленного способа бурения следует отнести вынужденную консервацию пробуренных скважин до окончания некоторой скважины данного куста в целях противопожарной безопасности, увеличение опасности пересечения стволов скважин, трудности в проведении капитального и подземного ремонтов скважин, а также в ликвидации грифонов в условиях морского бурения.

Многозабойное бурение. Сущность этого способа бурения состоит в том, что из основного ствола скважины с некоторой глубины проводят один или несколько стволов, т.е. основной ствол используется многократно. Полезная же протяженность скважин в продуктивном пласте и, следовательно, зона дренирования (поверхность фильтрации) возрастают.

Первая многозабойная скважина была пробурена в 1953 г. на Карташевском рифовом месторождении Башкортостана. Первая горизонтальная скважина, проходящая 130 м непосредственно по пласту мощностью около 30 м, была проведена в 1957 г. на Яблоновском месторождении Куйбышевской (ныне Самарской) области. Несмотря на то, что скважина была пробурена на сильно дренированный пласт, ее суточный дебит составил 40 т, что многократно превышало дебиты вертикальных скважин.

Во ВНИИБТ в результате работ по многозабойному и горизонтальному бурению разработаны специальные укороченные турбобуры Т12М2К, в которых впервые была применена проточная пята, отработана технология безошибочного попадания в дополнительные стволы, разработана система доставки геофизических приборов в горизонтальные стволы. Разработаны технические средства и методы, позволяющие достаточно надежно проводить горизонтальные стволы в заданном направлении. Бурение этих скважин ускоряет освоение новых нефтяных и газовых месторождений, разведку полезных ископаемых, снижает капиталовложения и уменьшает затраты дефицитных материалов.

В связи с все возрастающими объемами направленного бурения весьма актуальной становится проблема контроля за направлением ствола скважины в процессе ее бурения, проблема возможности управления этим процессом по намеченной программе. Комплекс измерительных датчиков контроля направления ствола скважины должен состоять из датчиков измерения угла наклона скважины и ее азимута. Для управления процессом направленного бурения измерительную систему оборудуют датчиком положения отклонителя.

Оглавление

- Введение 3

- История развития метода наклонно-направленного бурения

- Наклонно-направленные скважины

- Способы наклонно-направленного бурения на нефть и газ

- Отклонители

- Многозабойное бурение

- Забойная компоновка для бурения наклонно направленных скважин

- Заключение 27

- Список используемой литературы 30

Заключение

В современных буровых работах существует два основных метода бурения - вертикальное бурение и наклонно направленное бурение. Что такое вертикальное бурение, интуитивно понятно и неспециалисту. Вертикальное бурение осуществляется сплошь и рядом при организации водозаборных скважин в частных домах или на территориях предприятий. Этот вид бурения - самый простой и не требует особых расчетов и научных знаний.

Наклонно направленное бурение - немного другой случай. Данный метод, хотя его смысл и понятен из названия, не так прост. Очевидно, что наклонно направленное бурение применяют в тех случаях, когда по вертикали к водоносному пласту или месторождению полезных ископаемых нет возможности подступиться, то есть вертикальное бурение неприменимо. Например, месторождение или пласт располагается под горным массивом, водоемом или в районе интенсивной застройки.

В тех случаях, когда вертикальное бурение невозможно, необходимо провести тщательный расчет различных вариантов организации скважин и способов выполнения, и только потом начинать наклонно направленное бурение. Технологически наклонно направленное бурение - метод значительно более сложный, чем вертикальное бурение, требующий учета твердости грунта, залегания пластов различных пород, допустимых нагрузок на наклонные части скважин и т. п. В этом смысле вертикальное бурение намного проще в реализации и, соответственно, дешевле.

Появление наклонного бурения относится к 1894, когда С.Г.Войслав провёл этим способом скважину на воду близ Брянска. Успешная проходка скважины в Бухте Ильича (Баку) по предложению Р.А.Иоаннесяна, П.П.Шумилова, Э.И.Тагиева, М.Т.Гусмана (1941) турбинным наклонно-направленным бурением положила начало внедрению наклонного турбобурения, ставшего основным методом направленного бурения в России, получившего применение за рубежом. Этим методом при пересечённом рельефе местности и на морских месторождениях бурят кусты до 20 скважин с одного основания. В 1938-1941 в разработаны основы теории непрерывного наклонного регулируемого турбинного бурения при неподвижной колонне бурильных труб. Этот метод стал основным при бурении наклонных скважин.

Недостатками наклонно-направленного и горизонтально-направленного бурения являются повышенная вероятность возникновения аварийной ситуации из-за использования клиньев, требования к прочности бурильных труб, необходимости частого использования отклонителей и приборов, что увеличивает. К основным достоинствам наклонно-направленного бурения относятся: возможность определения истинной мощности наклонных пластов, подсечения полезных ископаемых, залегающих в труднодоступных местах (горы, водоемы, болотистая местность и т. д.), обхода естественных препятствий (здания, дороги, реки и т. п.) при инженерно-техническом бурении и т. п. Наклонно-направленное и горизонтально-направленное бурение широко применяется при сооружении скважин различного назначения - группы А,Б,В,Г,Д.

Наклонно-направленное бурение - способ проведения скважины с отклонением от вертикали по заранее заданной кривой. Наклонно-направленное бурение впервые осуществлено в СССР на Грозненских нефтепромыслах (1934). В 1972 в СССР наклонно-направленное бурение сооружено около 25% общего метража скважин на нефть. Наклонно-направленное бурение оказывается целесообразным при: сложном рельефе местности (например, при расположении залежи под дном крупного водоёма или под капитальными сооружениями); геологических условиях залегания полезных ископаемых, не позволяющих вскрыть их вертикальными скважинами; кустовом бурении или многозабойном бурении; тушении горящих нефтяных и газовых фонтанов. При геологоразведочных работах наклонно-направленное бурение осуществляется шпиндельными буровыми станками, причём скважина забуривается наклонно непосредственно с земной поверхности; при вскрытии нефтяных и газовых пластов. Наклонно-направленное бурение производится турбобурами или роторным способом (скважина с поверхности забуривается вертикально с последующим отклонением на заданной глубине в запроектированном направлении).

Отклонение скважины от вертикали при наклонно-направленном бурении (изменение зенитного угла и азимута бурения) осуществляется отклоняющими устройствами, например турбинными отклонителями. Бурение прямолинейно-наклонных участков производится с помощью бурильных устройств, включающих центрирующие и калибрующие элементы. Наибольшее отклонение от вертикали при наклонно-направленном бурение (3836 м) получено в США в заливе Кука: на остраве Сахалин отклонение составило 2453 м (1972).

Список литературы

1. Горин А.С., Ю.И. Спектр, В.А. Красков, журнал "Трубопроводный транспорт нефти", №11 2003 г.

2. Басарыгин Ю.М., Булатов А.И., Проселков Ю.М., Технология бурения нефтяных и газовых скважин., 2001 г.

3. Вадецкий Ю.В., Бурение нефтяных и газовых скважин, М., 1967 г.

4. Абрамов Г. С., Барычев А. В., Камнев Ю. М., Молчанов А. А., Сараев А. А., Сараев А.Н., Опыт эксплуатации перспективы развития забойных инклинометрических систем с электромагнитным каналом связи. Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности", №1-2, 2001г.

5. Березин В.Л., Зиенко А.И., Минаев В.И./ Обзорная информация "Строительство предприятий нефтяной и газовой промышленности", серия "Механизация строительства", Выпуск 3, 1984 г.