LK1.PPT

- 32 ч.
Лабораторные занятия - 16 ч.
Всего аудиторных занятий - 48 ч.
Общая трудоемкость - 112 ч.

Форма отчетности - экзамен

тампонажные растворы: Учеб. пособие для вузов. - М.: Недра, 1999.

- 424 с.

Чубик П.С. Квалиметрия буровых промывочных жидкостей. - Томск: Изд-во НТЛ, 1999. - 300 с.

Чубик П.С. Практикум по тампонажным материалам. - Томск: Изд-во ТПУ, 1999. - 82 с.

Грей Дж.Р., Дарли Г.С.Г. Состав и свойства буровых агентов (промывочных жидкостей) / Пер. с англ. - М.: Недра, 1985. - 509 с.

Рябченко В.И. Управление свойствами буровых растворов. - М.: Недра, 1990. - 230 с.

Чубик П.С. Практикум по промывочным жидкостям: Учебное пособие. - Томск: Изд-во ТПИ, 1991. - 100 с.

кафедры бурения скважин П.С. Чубик
Скважина – это цилиндрическая

горная выработка в земной коре, сооружаемая без доступа в неё человека, которая характеризуется относительно небольшим диаметром по сравнению с ее длиной.

Лекция № 1

1. Введение

кафедры бурения скважин П.С. Чубик
По целевому назначению скважины,

сооружаемые при геологоразведочных работах на нефть и газ и разработке нефтяных и газовых месторождений (залежей), принято делить на три группы:
геологоразведочные;
эксплуатационные;
специальные.

Лекция № 1

кафедры бурения скважин П.С. Чубик
Геологоразведочные скважины сооружаются с

целью
создания информационного канала связи между дневной
поверхностью и земными недрами.

В эту группу входят 6 категорий скважин:

опорные (определение общих закономерностей распространения комплексов отложений, благоприятных для нефтегазонакопления);

параметрические (оценка перспектив нефтегазоносности возможных зон нефтегазонакопления);

структурные (выявление и подготовка к поисковому бурению перспективных площадей);

Лекция № 1

кафедры бурения скважин П.С. Чубик

поисковые (открытие новых месторождений нефти

и газа на площадях, подготовленных геолого-поисковыми работами);

оценочные (оценка запасов углеводородов на площадях с установленной промышленной нефтегазоносностью);

разведочные (сбор исходных данных для составления проекта разработки залежи и уточнения запасов).

Лекция № 1

кафедры бурения скважин П.С. Чубик
Эксплуатационные скважины сооружаются для

разработки и
эксплуатации залежей нефти и газа.

В эту группу входят скважины следующих 6 категорий:

собственно эксплуатационные (извлечение нефти и газа из залежей на дневную поверхность);

опережающие эксплуатационные (уточнение параметров и режима работы пласта, границ обособленных продуктивных полей; оценка выработки отдельных участков залежи);

Лекция № 1

кафедры бурения скважин П.С. Чубик
нагнетательные (воздействие на эксплуатируемый пласт с

помощью закачки воды, газа и других агентов);

наблюдательные (систематическое наблюдение за изменением давления, положением межфлюидных контактов);

контрольные;

пьезометрические.

Лекция № 1

кафедры бурения скважин П.С. Чубик
Специальные скважины сооружаются для

различных
инженерных целей, в частности:

сброса промысловых вод;

ликвидации открытых фонтанов нефти и газа;

подготовки подземных хранилищ углеводородов и закачки в них газа и жидких углеводородов;

захоронения промышленных стоков и др.

Лекция № 1

кафедры бурения скважин П.С. Чубик
Основными процессами, выполняемыми при

собственно
бурении любых скважин, являются следующие:

разрушение горных пород на забое;

удаление продуктов разрушения (шлама, обломков или частичек разрушенной породы) с забоя на дневную поверхность;

спуск и подъем бурового инструмента (замена долота, смена КНБК и др.).

Невыполнение любого из этих процессов делает бурение
скважин практически неосуществимым.

Лекция № 1

кафедры бурения скважин П.С. Чубик
Удаление продуктов разрушения при

бурении скважин может
осуществляться несколькими способами, основными из
которых являются следующие:

гидравлический;

пневматический;

комбинированный (гидропневматический или пневмогидравлический).

Лекция № 1

1.1. Общие сведения о способах удаления продуктов разрушения и об очистных агентах

кафедры бурения скважин П.С. Чубик
При гидравлическом способе продукты

разрушения удаляются с забоя и транспортируются на поверхность потоком жидкости, движущейся в скважине с определенной скоростью.
Такая жидкость называется буровым промывочным раствором или просто буровым раствором (БР).

Лекция № 1

кафедры бурения скважин П.С. Чубик
Буровой раствор закачивается буровым

насосом в бурильные трубы, нагнетается к забою, омывает его и, подхватив частички выбуренной породы, по затрубному пространству выносит их на поверхность, где они осаждаются, главным образом, принудительно с помощью специальных очистных устройств.

Лекция № 1

Буровой раствор

Буровой насос

кафедры бурения скважин П.С. Чубик
Идея промывки скважин непрерывной

циркуляцией воды по трубам и затрубному пространству принадлежит французскому инженеру Фовеллю (1848 г.).

В 1887 г. американец М.Д. Чэпмен предложил вводить в поток воды глину, отруби, зерно или цемент для создания на стенках скважин малопроницаемой корки.

Из приведенного перечня материалов практическое применение нашла только глина и по сей день глинистые растворы являются самым распространенным видом буровых растворов.

Лекция № 1

кафедры бурения скважин П.С. Чубик
Пневматический способ заключается в

выносе продуктов разрушения из скважины потоком газа, чаще всего, сжатого воздуха.
Кроме сжатого воздуха используют выхлопные газы ДВС, природный газ, азот.
Всю их совокупность называют газообразными агентами.

Лекция № 1

Компрессор

кафедры бурения скважин П.С. Чубик
Патент по использованию сжатого

воздуха для удаления шлама из скважин принадлежит американцу П. Суини, который он получил в 1866 г.

Из газообразных агентов первым был испытан природный газ. Произошло это в сентябре 1932 г. при бурении нефтяной скважины глубиной 2680 м в штате Техас США.

В этом же штате в 1950 г. для удаления продуктов разрушения при бурении сейсмических скважин впервые начали использовать сжатый воздух.

Лекция № 1

кафедры бурения скважин П.С. Чубик
При комбинированном способе продукты

разрушения удаляются из скважины потоком газожидкостной смеси (ГЖС) при одновременной работе бурового насоса и компрессора.
Типы ГЖС:
аэрированные буровые растворы (впервые были использованы в мае 1953 г. в штате Юта США);
пены (впервые были применены в 1962 г. в штате Невада при бурении скважины диаметром 1630 мм на испытательном полигоне по атомной энергии США).

Лекция № 1

Буровой раствор

Буровой насос

Компрессор

кафедры бурения скважин П.С. Чубик
БР + газообразные агенты + ГЖС

= очистные агенты

Лекция № 1

кафедры бурения скважин П.С. Чубик
Основная задача раздела «Буровые

растворы» данной дисциплины - привить будущим специалистам знания, умения и навыки, позволяющие в конкретных геолого-технических условиях бурения самостоятельно и творчески решать все вопросы, связанные с удалением продуктов разрушения из скважин, добиваясь выполнения проектных задач с максимальной эффективностью (быстрее, лучше, дешевле), не нанося при этом ущерба окружающей природной среде.

Лекция № 1

кафедры бурения скважин П.С. Чубик
«Тип и свойства бурового

раствора в комплексе с технологическими мероприятиями и техническими средствами должны обеспечивать безаварийные условия бурения с высокими технико-экономическими показателями, а также качественное вскрытие продуктивных горизонтов».

Лекция № 1

Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности (п. 2.10.1):

кафедры бурения скважин П.С. Чубик
Основными функциями циркулирующего в

скважине бурового
раствора являются:

удаление с забоя частиц разрушенной породы (шлама) и
транспортирование (вынос) шлама на поверхность;

охлаждение породоразрушающего инструмента (ПРИ).

При бурении с использованием гидравлических забойных
двигателей (ГЗД) поток бурового раствора выполняет еще одну
основную функцию - переносит к ним энергию от буровых
насосов.

Лекция № 1

1.2. Современные функции буровых растворов и требования, предъявляемые к ним

кафедры бурения скважин П.С. Чубик
К числу дополнительных функций

бурового раствора относятся следующие:

обеспечение устойчивости горных пород в околоствольном пространстве скважины;

создание равновесия в системе «ствол скважины - пласт», т.е. предупреждение флюидопроявлений (поступлений в скважину газа, нефти, воды) и поглощений (ухода бурового раствора из скважины вглубь проницаемых пластов);

удержание частиц шлама во взвешенном состоянии при остановках циркуляции;

снижение сил трения между контактирующими в скважине поверхностями и их износа.

Лекция № 1

кафедры бурения скважин П.С. Чубик
При этом в любых

условиях буровой раствор должен удовлетворять еще и целому ряду требований:

активизировать процесс разрушения горных пород на забое;

не вызывать коррозии бурового оборудования и инструмента;

максимально сохранять естественную проницаемость продуктивных горизонтов (коллекторские свойства пород);

не искажать геолого-геофизическую информацию;

Лекция № 1

кафедры бурения скважин П.С. Чубик
быть устойчивым к возмущающим воздействиям,

т.е. к обогащению частицами разрушаемых пород, электролитной агрессии, высоким и низким температурам, действию бактерий и др.;

быть безопасным для обслуживающего персонала, экологически безопасным для компонентов окружающей природной среды и «рентабельным», т.е. обеспечивающим максимально возможное снижение стоимости 1 м бурения или себестоимости 1 т (1 м3) нефти (газа).

Лекция № 1