Бурение и освоение нефтяных и газовых скважин

Джамуев Джабраил Абакарович
Руководитель: преподаватель Силантьев Владимир Владимирович
Когалым-2015г.

искривления и с помощью технологических приемов и технических средств для

вывода скважины в заданную точку. При этом искривление скважины обязательно подвергается контролю и управлению.

«Направленное бурение является скорее искусством, чем наукой, поскольку в нем нет жестких формул и номограмм, подтверждающих правильность и однозначность выбора решения. При этом не существует замены человеку, который, ведя направленное бурение, представляет условия, существующие на забое скважины, и знает, каким способом вывести скважину в нужном направлении. Этому искусству или мастерству может быть обучен далеко не каждый. Для этого требуется скорее талантливый, чем образованный человек».

4

мощности на вращение колонны.
Дополнительные нагрузки на забойные двигатели, УБТ, бурильные

трубы за счет изгиба.
Уменьшение устойчивости стенок скважины.
Образование желобных выработок в стволе.
Удлинение скважины.
Дополнительные затраты времени на измерение искривления.

5

размеров по условиям рельефа.
Разработка крутопадающих залежей углеводородов.
Кустовое бурение.
Бурение горизонтальных скважин.
Бурение

дополнительных стволов из бездействующих скважин.
Многозабойное (радиальное) бурение.
Бурение с морских буровых платформ и насыпных оснований.
Обход мест сложных аварий.
Обход зон обвалов, поглощений.
Глушение фонтанов.

Области применения направленного бурения

6

инструмента, либо нормативно.
Термины и определения
1
2
3
Вертикальная скважина
Горизонтальная скважина
Восстающая скважина
1
2
3
Набор зенитного угла
Падение

зенитного угла
Стабилизация зенитного угла

8

горизонтальной проекцией оси скважины, или касательной к ней, измеренный по

часовой стрелке.

Азимут скважины изменяется в пределах от 00 до 3600.
Магнитный азимут измеряется от магнитного меридиана.
Истинный азимут измеряется от географического меридиана. Угол между магнитным и географическими меридианом называется склонением.
Условный азимут измеряется от направления, принятого условно за северное.

Термины и определения

1

2

Искривление вправо по азимуту?
Искривление влево по азимуту?

9

зенитному углу iΘ или азимуту iα.
Термины и определения
Когда интенсивность искривления

отрицательна?
Когда интенсивность искривления положительна?
Когда интенсивность искривления равна 0?

10

должна быть не более 3 град/100 м.
В интервале искусственного искривления

при бурении под кондуктор интенсивность искривления должна быть не более 1,5 град/10 м.

Термины и определения

-угол пространственного искривления скважины.

11

забое, что происходит в результате действия различных сил и опрокидывающих

моментов, действующих на породоразрушающий инструмент. Все эти силы и моменты можно привести к одной равнодействующей силе и главному моменту.

Механизмы искривления скважин

1

2

3

Искривления ствола за счет фрезерования стенки скважины?
Искривление за счет асимметричного разрушения породы на забое скважины?
Искривление скважин за счет одновременного фрезерования стенки и асимметричного разрушения забоя?

14

включений
Сланцеватость
Пористость
Трещиноватость
15

раствора
Расход
бурового раствора
Причины искривления скважин
Технические
Причины искривления
Геологические
Технологические
17

ствола, так как
увеличивается прогиб всех элементов КНБК;
возрастает отклоняющая сила на

породоразрушающем инструменте;
первая точка касания КНБК со стенкой скважины приближается к забою, следовательно увеличивается перекос инструмента;
увеличивается разработка ствола скважины.

Технологические причины искривления скважин

Влияние частоты вращения инструмента

18

стенок скважины, в результате увеличивается угол перекоса инструмента, а следовательно,

и интенсивность искривления.
Введение в буровой раствор смазывающих добавок меняет кинематику перемещения инструмента в скважине, что приводит к изменению интенсивности искривления.

Технологические причины искривления скважин

19

центраторов
количество и места
установки калибраторов
форма торца
тип вооружения
фрезерующая способность
Особенности
породоразрушающего инструмента
толщина

стенки труб

длина отдельных элементов

20

мм
2 - долото диаметром 295,3 мм
Технические причины искривления скважин
Влияние типа

долота и зенитного угла на искривление скважины

1 - долото МЗ-ГВ
2 - долото С-ГН

Зависимость интенсивности искривления от величины зенитного угла при бурении долотами  215,9 мм и турбобуром ЗТСШ-195ТЛ

Влияние диаметра и длины забойного двигателя на искривление скважины

Влияние жесткости инструмента на искривление

Влияние формы торца породоразрушающего инструмента на искривление скважины

21

пород. По мере приближения к этому направлению интенсивность искривления снижается.
Уменьшение

зазора между стенками скважины и инструментом приводит к уменьшению искривления.
Место установки центрирующих элементов и их диаметр весьма существенно влияют на направление и интенсивность зенитного искривления.
Увеличение жесткости инструмента уменьшает искривление скважины, поэтому скважины большого диаметра искривляются менее интенсивно, чем скважины малого диаметра.
Увеличение осевой нагрузки приводит к увеличению интенсивности искривления, а повышение частоты вращения колонны бурильных труб - к снижению искривления.

Закономерности искривления скважин

23

требуемом качестве;
вскрытие пласта (геологического объекта) в заданной точке при

допустимых отклонениях от нее;
максимально высокие дебит скважины и коэффициент извлечения нефти;
максимально возможное сохранение коллекторских свойств продуктивного горизонта;
оптимальное соотношение затрат средств и времени на сооружение скважины.

Требования к профилю скважин

25

порядок проектирования и ограничения
Максимально допустимый зенитный угол
в интервале увеличения угла

– 400;
в интервале установки погружного насоса – 300;
при входе в продуктивный пласт – 250.

Максимально допустимая интенсивность искривления
в интервале искусственного искривления скважины – 1,5град/10м;
в интервале установки погружного насоса – 3град/100м.

26

профиля
По величине радиуса искривления
двухинтервальные
трехинтервальные
четырехинтервальные
пятиинтервальные
прочие
S-образные
J-образные
с большим радиусом
со средним радиусом
с малым радиусом
со

сверхмалым радиусом

Какой профиль S-образный, а какой J-образный?

1

2

27

на втором интервале.

Достоинства и недостатки разных профилей
Трехинтервальный профиль с третьим

прямолинейным участком
Преимущества: минимальное время бурения с отклонителем; сравнительно большая величина отхода.
Недостатки: возможность осложнений при бурении третьего интервала, особенно в абразивных породах средней твердости и твердых.

28

проходка третьего интервала.
Недостатки: уменьшается отход при прочих равных условиях; увеличивается

длина интервала бурения с отклонителем.

Достоинства и недостатки разных профилей

Четырехинтервальный профиль с четвертым интервалом уменьшения зенитного угла
Преимущества: сравнительно большая величина отхода; уменьшение вероятности осложнений в процессе бурения.
Недостатки: возрастание сил сопротивления перемещению колонны туб.

29

угла
Преимущества: увеличения поверхности фильтрации и зоны дренирования; увеличения дебита скважины;

увеличения коэффициента нефтеотдачи пласта.
Недостатки: сложность реализации.

Достоинства и недостатки разных профилей

Пятиинтервальный профиль
Преимущества: при эксплуатации скважины возможна установка насосного оборудования в зоне продуктивного горизонта.
Недостатки: существенное увеличение нагрузки на крюке за счет сил трения.

30

скважины или внутренний диаметр обсадной колоны; К-необходимый зазор, К=1,5-3 мм.
где

P-натяжение колонны при подъеме инструмента; l -расстояние между замками; Fдоп-допустимая сила прижатия замка к стенке скважины.

где Е-модуль упругости; [] -допустимое напряжение изгиба.

Минимальный радиус кривизны ствола Rmin определяется по следующим формулам:
- из условия проходимости оборудования и инструмента по скважине:

31

него различных факторов.
По схеме кустования или структурной карте и геологическим

разрезам определяются проектный азимут скважины, глубина скважины по вертикали и проектный отход (смещение).
Определяется конечная глубина верхнего вертикального участка.
Выбирается КНБК, обеспечивающая необходимую интенсивность искусственного искривления.
Производится расчет профиля, т.е. определяются зенитные углы в начале и в конце каждого интервала и величины проекций каждого интервала на горизонтальную и вертикальную плоскости, а также длина каждого интервала по оси скважины.

Порядок расчета профиля

32

Зенитный угол в конце интервала набора.
33