Как действует давление в скважине?
- давление столба однородного раствора
- давление составного столба жидкостей
- давление столба жидкости и газовой пачки
- давление столба жидкости и твердого тела в скважине
- давление столба жидкости и избыточного давления на устье
Курс лекций по Технологии бурения нефтяных и газовых скважин Категория обучаемых - студенты очного отделения Год создания курса - 2023
Лекция 1. Вводная. Терминология, понятие скважины и бурения. Классификация скважин. Проект на бурение. Территориальные условия бурения скважин на нефть и газ.
Опорно-центрирующий бурильный инструмент - это группа оборудования в составе компоновок низа бурильной колонны, бурильной или обсадной колонны, которое выполняет опорно-центрирующие функции.
Задачи, выполняемые данным инструментом:
калибровка и выравнивание стенок скважины с целью поддержания номинального диаметра ствола и удаления неустойчивых элементов из зоны предразрушения;
центровка инструмента и создание равномерного кольцевого зазора вокруг бурильного инструмента или обсадной колонны;
варьирование жестокости КНБК для лучшего контроля и управления траекторией наклонно-направленной скважины.
Данное оборудование можно классифицировать по нескольким критериям:
По области применения: бурение скважин (в составе КНБК и бурильных колонн), цементирование скважин (в составе обсадной колонны)
По расположению в составе инструмента: в составе КНБК, в составе бурильной колонны, в составе обсадной колонны.
По типу: калибраторы, центраторы, стабилизаторы.
По функционалу: калибровка и выравнивание стенок (калибраторы), центровка инструмента (центраторы), управление жесткостью инструмента (калибраторы, центраторы, стабилизаторы), выполнение прочих функций (расширители, центраторы-турбулизаторы).
По конструкции: шарошечные, лопастные, плашечные, роликовые.
По жесткости собственной конструкции: жесткие, упругие.
По постоянству типоразмера: одноразмерные, переменного диаметра.
Прихват - это осложнение (авария), которая сопровождается потерей подвижности инструмента. Прихваченным в скважине может оказаться: бурильная колонна, обсадная колонна, пластоиспытатель, насосно-компрессорные трубы, геофизический прибор или кабель.
Понятие «прихват», как осложнение, регламентируется управляющими документами подрядчика. Обычно прихват считают осложнением, если инструмент был освобожден силами бурового подрядчика в регламентированные сроки.
Понятие «прихват», как авария подразумевает под собой ситуацию, когда инструмент не был извлечен из скважины, произошел его обрыв, произведен его отвинчивание или отстрел с оставлением части в скважине, либо время на ликвидацию превысило регламентированные сроки, а к ликвидации привлекались специальные силы (бригады по сложным работам).
Прихваты классифицируются по нескольким критериям:
по типу прихвата (шламом, дифференциальный, механический);
по наличию циркуляции (имеется, отсутствует);
по объекту прихвата (бурильная колонна, обсадная колонна, НКТ, пластоиспытатель, ГФИ кабель или прибор);
Режим бурения - это совокупность параметров, определяющих эффективность проходки скважины бурением.
Режим бурения представляется совокупностью параметров, в которые обычно входят: осевая нагрузка на долото, частота вращения инструмента и расход промывочной жидкости.
Основные требования к параметрам режима бурения - контролируемость - мы должны знать чему равен тот или иной параметр и иметь возможность оперативно его скорректировать. Поэтому, например, для сильно искривленных и горизонтальных скважин осевая нагрузка на долото оценивается не относительно действующего веса на крюке, а через перепад давления на нагнетательной линии.
Выделяют три разновидности режимов бурения:
Оптимальный - это такое сочетание параметров, которое позволяет разрушать горную порожу с максимальной скоростью и минимальными затратами. То есть себестоимость механического бурения в данном случае минимальна.
Специальный - режим бурения, который закладывается для определенных условий и связанный либо с применением какой-то технологии (бурение на депрессии, бурение с отбором керна, срезка в наклонный ствол) или с осложнением (поглощение бурового раствора, интенсивные осыпи и обвалы). Задача данного режима либо обеспечить максимальную эффективность реализации технологии, либо снизить вероятность возникновения и развития осложнений.
Эффективный - режим бурения, при котором основной акцент делается на скорость разрушения пород и не учитывается степень реального износа оборудования. То есть в моменте скорость бурения высока, но из-за интенсивного износа оборудования в длительной перспективе - себестоимость увеличивается.
Основным технико-экономическим показателем режима бурения является - механическая скорость проходки, поскольку она напрямую отражает влияние всех параметров режима на скорость сооружения скважины. Прочие технико-экономические показатели связаны с режимом бурения не настолько тесно.
Открыть тему
Неустойчивость стенок скважины – это группа осложнений, которая обобщает любые явления, связанные с изменение профиля стенки скважины, которые отличают ее поверхность от цилиндрической.
К видам неустойчивости стенок скважины стоит отнести: осыпи, обвалы, сужение ствола скважины, ползучесть стенок скважины, набухание стенок скважины, растворение, растепление, желобообразование. Это осложнения, связанные со стенками скважины – первого рода – то есть они проявляются при создании определенной совокупности внешних условий (геологические условия, свойства бурового раствора, режим промывки, профиль скважины, количество спускоподъемных операций). Сочетание внешних условий обуславливает какое именно из указанных осложнений возникнет.
В некоторых случаях, к этим категориям добавляют группу осложнений, связанных с неустойчивостью стенок скважины, второго рода – кавернообразование, сальникообразование и заклинку инструмента горными породами. Их особеннось заключается в том, что они провоцируются за счет осложнений первого рода. Например, кавернообразование происходит, как следствие обвалов стенок скважины, растворения или растепления. Заклинка горными породами возможна, как результат обвала крепких горных пород или попадания инструмента в желобную выработку. Сальникообразование – может стать результатом любого осложнения, которое обеспечит избыточное количество глинистой горной породы в стволе скважины (осыпи, обвалы, сужение ствола скважины, набухание, ползучесть, растепление).
В общем виде можно их классифицировать по следующим признакам:
- По характеру изменения сечения ствола скважины: выделяют осложнения связанные с увеличением сечения ствола скважины (осыпи, обвалы, растворение, растепление, желобообразование) и с уменьшением сечения ствола скважины (набухание, сужение, ползучесть).
- По природе возникновения – химические и физические. К химическим относятся те, которые провоцируются за счет химического взаимодействия бурового раствора со стенками скважины (растворение, осыпи, обвалы, набухание). К физическим, те которые обеспечиваются за счет физических явлений – фильтрационные (сужение ствола), гравитационные (сужение ствола, осыпи, обвалы, ползучесть), тепловые (растепление), механические (желобообразование). Безусловно, не обязательно, чтобы осложнение имело единую приподу – оно может провоцироваться группой внешних физико-химических факторов.
- По влиянию на количество шлама в кольцевом пространстве – увеличивающие количество шлама (осыпи, обвалы, сужение ствола скважины, ползучесть стенок скважины, набухание стенок скважины, растепление), не изменяющие количество шлама (растворение, желобообразование).
- По влиянию на свойства бурового раствора – активно влияющие (растворение), пассивно влияющие (желобообразование), избирательно влияющие (осыпи, обвалы, сужение ствола скважины, ползучесть стенок скважины, набухание стенок скважины, растепление). Последняя группа может активно влиять, а может не влиять на свойства бурового раствора, что обуславливается преимущественно генезисом попадающих в буровой раствор пород и их химическим взаимодейсвиями.
- По зависимости от профиля скважины – принципиально зависящие от профиля скважины (желобообразование), принципиально не зависящие от профиля скважины (осыпи, обвалы, сужение ствола скважины, ползучесть стенок скважины, набухание стенок скважины, растворение, растепление).
Керноотборный инструмент – это группа скважинного оборудования, которая используется для отбора керна.
Керн – это образец горной породы, который извлекается из скважины в процессе бурения и служит для проведения исследований, оценки фильтрационно-емкостных свойств горной породы, изучения ее состава, структуры и текстуры.
Параметры керна определяются параметрами используемого для его отбора скважинного оборудования, которое в свою очередь может быть классифицировано на следующие категории:
- Бурильная головка – это тип керноотборного инструмента, который непосредственно выбуривает образец горной породы. Бурильная головка также является породоразрушающим инструментом, который формирует столбик горной породы, обуривая ее по кольцевому забою. Бурильные головки классифицируются по типу инструмента – шарошечный, лопастной, алмазный.
- Керноотборный снаряд – это та часть бурильного инструмента, внутрь которой размещается образец керна после его отбора и перед транспортировкой. Керноотборные снаряды включают в себя грунтоноску и кернорватель.
Грунтоноска используется для расположения, хранения и перемещения керна. Грунтоноски или керноотборники бывают съемные и несъемные по способу транспортировки керна на поверхность. Также они отличаются по способу защиты керна от внешних воздействий – выделяют снаряды для отбора изолированного (защищенного от скважинных условий) и неизолированного керна.
Кернорватели используются для отрыва керна от забоя и удержания его в пределах керноотборника при транспортировании. Кернорватели бывают различных типов в зависимости от типа горной породы, в которой отбирается керн – цанговые для твердых пород, рычажковые (лепестковые) для мягких пород, комбинированного типа.
Открыть тему
