КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ПО БУРЕНИЮ. вариант № 3 (Цикл строительства скважины,Типы буровых растворов на водной основе..)

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ПО БУРЕНИЮ ДЛЯ СТУДЕНТОВ ФБО
Ухтинский государственный технический университет

Содержание

1. Цикл строительства скважины 3
2. Типы буровых растворов на водной основе. 10
3. Оборудование для очистки буровых растворов. 14
4. Первичное и вторичное вскрытие продуктивного пласта. 18
Список литературы 22
...

...

...

Основными узлами ОПК являются резиновый башмак, прижимное устройство и баллон для пластовой жидкости. Управление работой опробователя осуществляют по кабелю, на котором его спускают в скважину. После спуска ОПК в скважину и установки в точку опробования на заданной глубине башмак с помощью прижимного устройства прижимается к стенке скважины, изолируя ее участок от ствола скважины. Этот участок затем соединяется через канал с баллоном. Под действием перепада давлений между пластовым давлением в породе и атмосферным в баллоне жидкость и газ из пласта устремляются в баллон. По завершении отбора пробы баллон перекрывают, прижимное устройство освобождает башмак и прибор с пробой поднимают на поверхность, после чего измеряют давление в баллоне, извлекают пробу и проводят ее исследование.Испытание и освоение скважины.Под освоением скважин понимается комплекс проводимых в них работ по окончании бурения, крепления и перфорации (или капитального ремонта) с целью получить при оптимальных технологических режимах работы эксплуатационного пласта максимальный дебит нефти (газа) или лучшую приемистость пласта при закачке в него флюидов. Сущность возбуждения скважины состоит в понижении давления на забой, создаваемого столбом бурового раствора (или иной жидкости), различными способами до давления меньше пластового, чтобы обеспечить приток нефти или газа в скважину.Понижение давления у забоя скважины может быть достигнуто следующими способами:заменой бурового раствора раствором меньшей плотности ;заменой бурового раствора водой;снижением уровня жидкости в скважине (свабирование, поршневание);использованием аэрированных жидкостей и пенных систем;поршневанием с подкачкой газообразного агента;промывкой скважины (фонтанной) находящейся в стволе жидкостью при практическом равенстве давлений пластового и в ПЗП.Испытание продуктивных горизонтов можно осуществлять в процессе бурения без подъема долота на поверхность (испытатель пластов входит в компоновку бурильной колонны), а также после подъема долота на поверхность в процессе бурения. Во втором случае испытатель пластов представляет собой сборку специальных инструментов, спускаемых в скважину на бурильных трубах. 2. Типы буровых растворов на водной основе.При вращательном бурении нефтяных и газовых скважин в качестве промывочных жидкостей используются:агенты на водной основе (техническая вода, естественные буровые растворы, глинистые и неглинистые растворы);агенты на углеводородной основе;агенты на основе эмульсий;газообразные и аэрированные агенты.Техническая вода - наиболее доступная и дешевая промывочная жидкость. Имея малую вязкость, она легко прокачивается, хорошо удаляет шлам с забоя скважины и лучше, чем другие жидкости, охлаждает долото. Однако она плохо удерживает частицы выбуренной породы (особенно при прекращении циркуляции), не образует упрочняющей корки на стенке скважины, хорошо поглощается низконапорными пластами, вызывает набухание глинистых пород, ухудшает проницаемость коллекторов нефти и газа.Естественным буровым раствором называют водную суспензию, образующуюся в скважине в результате диспергирования шлама горных пород, разбуриваемых на воде.Основное достоинство применения естественных буровых растворов состоит в значительном сокращении потребности в привозных материалах на их приготовление и обработку, что ведет к удешевлению растворов. Однако их качество и свойства зависят от минералогического состава и природы разбуриваемых глин, способа и режима бурения, типа породоразрушающего инструмента. Нередко в них велико содержание абразивных частиц. Поэтому естественные буровые растворы применяют в тех случаях, когда по геолого-стратиграфическим условиям не требуется промывочная жидкость высокого качества.Глинистые буровые растворы получили наибольшее распространение при бурении скважин. Для бурового дела наибольший интерес представляют три группы глинистых минералов: бентонитовые (монтмориллонит, бейделлит, нонтроиит, сапонит и др.), каолиновые (каолинит, галлуазит, накрит и др.) и гидрослюдистые (иллит, бравиазит и др.). Наилучшими качествами с точки зрения приготовления бурового раствора обладают монтмориллонит и другие бентонитовые минералы. Так, из 1 тонны бентонитовой глины можно получить около 15 м3 высококачественного глинистого раствора, тогда как из глины среднего качества - 4...8 м3, а из низкосортных глин - менее 3 м3.Глинистые растворы глинизируют стенки скважины, образуя тонкую плотную корку, которая препятствует проникновению фильтрата в пласты. Их плотность и вязкость таковы, что растворы удерживают шлам разбуренной породы даже в покое, предотвращая его оседание на забой при перерывах в промывке. Утяжеленные глинистые растворы, создавая большое противодавление на пласты, предупреждают проникновение пластовых вод, нефти и газа в скважину и открытое фонтанирование при бурении. Однако по этим же причинам затруднено отделение частиц породы в циркуляционной системе бурового раствора.Применяются также другие буровые растворы на водной основе: малоглинистые (для бурения верхней толщи выветрелых и трещиноватых горных пород), соленасыщенные (при бурении в мощных толщах соленосных пород), ингибированные (обработанные химреагентами для предупреждения набухания разбуриваемых пород и чрезмерного обогащения раствора твердой фазой) и т.д.К неглинистым относятся буровые растворы, приготовленные без использования глины. Безглинистый буровой раствор с конденсированной твердой фазой готовится на водной основе. Дисперсная фаза в нем получается химическим путем, в результате взаимодействия находящихся в растворе ионов магния с щелочью NaОН или Са(ОН)2. Химическая реакция приводит к образованию в растворе микроскопических частиц гидрооксида магния Мg(ОН)2. Раствор приобретает гелеобразную консистенцию и после химической обработки превращается в седиментационно устойчивую систему. Такой раствор сохраняет свои структурно-механические свойства при любой минерализации. Поэтому его применяют в случаях, когда требуется обеспечить высокую устойчивость стенок скважины, но обеспечить контроль и регулирование минерализации раствора сложно.Другим типом неглинистых буровых растворов являются биополимерные растворы. Биополимеры получают при воздействии некоторых штаммов бактерий на полисахариды. Свойства биополимерных растворов регулируются так же легко, как свойства лучших буровых растворов из бентонитовых глин. Вместе с тем, некоторые из них оказывают флокулирующее воздействие на шлам выбуренных пород, предупреждая таким образом образование суспензии. Кроме того, растворы биополимеров термоустойчивы. Сдерживает их применение относительно высокая стоимость.У эмульсионных буровых растворов дисперсионной средой является эмульсия типа «вода в нефти», а дисперсной фазой - глина. Буровой раствор, приготовленный на основе эмульсии типа «вода в нефти», называется обращенным эмульсионным или инвертной эмульсией. Жидкая фаза такого раствора на 60...70% состоит из нефти или нефтепродуктов, остальное - вода. Однако содержание воды в инвертной эмульсии может быть доведено до 80% и выше, если в нее ввести специальные эмульгаторы.Эмульсионные буровые растворы используются при бурении в глинистых отложениях и солевых толщах. Они обладают хорошими смазочными свойствами и способствуют предупреждению прихвата инструмента в скважине.Аэрированные буровые растворы представляют собой смеси пузырьков воздуха с промывочными жидкостями (водой, нефтеэмульсиями и др.) в соотношении до 30:1. Для повышения стабильности аэрированных растворов в их состав вводят реагенты - поверхностно-активные вещества и пенообразователи.Аэрированные буровые растворы обладают теми же свойствами, что и жидкости, из которых они приготовлены (для глинистых растворов - образуют глинистую корку, обладают вязкостью и напряжением сдвига, сохраняют естественную проницаемость призабойной зоны пласта при его вскрытии). Вместе с тем, большим преимуществом аэрированных жидкостей является возможность их применения в осложненных условиях бурения, при катастрофических поглощениях промывочных жидкостей, вскрытии продуктивных пластов с низким давлением.3. Оборудование для очистки буровых растворов.Для очистки бурового раствора от шлама используется комплекс различных механических устройств: вибрационные сита, гидроциклонные шламоотделители (песко- и илоотделители), сепараторы, центрифуги. Кроме того, в наиболее благоприятных условиях перед очисткой от шлама буровой раствор обрабатывают реагентами-флокулянтами, которые позволяют повысить эффективность работы очистных устройств.Циркуляционная система очистки бурового раствора выглядит так: скважина – газовый сепаратор – блок грубой очистки от шлама (вибросита) – дегазатор – блок тонкой очистки от шлама (песко- и илоотделители, сепаратор) – блок регулирования содержания и состава твердой фазы (центрифуга, гидроциклонный глиноотделитель).Вибросита.На вибросита приходится большая часть очистки бурового раствора от шлама. Для утяжеленных буровых растворов это единственный высокоэффективный аппарат. В практике отечественного бурения широко используются одноярусные сдвоенные вибросита СВ-2 и СВ-2Б, а также одноярусные двухсетчатые вибросита ВС-1, СВ-2В.Факторами, определяющими степень очистки и пропускную способность вибросита, являются размер ячеек сетки и просеивающая поверхность. Наибольшая пропускная способность достигается, когда шлам состоит из песка, а наименьшая – из глин. Эффективность очистки возрастает по мере увеличения времени нахождения частиц на сетке.Вибросито состоит из следующих элементов (рис. 1): основание (1), поддон для сбора очищенного раствора (7), приемник с распределителем потока (2), вибрирующая рама (5) с сеткой (4), вибратор (3), амортизаторы (6). Вибрирующие рамы располагают в горизонтальной или в наклонной плоскости, а ход их движения может быть возвратно-поступательным по прямой, эллипсообразным, круговым или комбинированным. Вибрирующую сетку изготавливают из нержавеющего материала с следующими размерами ячейки: 0,7х2,3; 1х2,3; 1х5; 0,16х0,16; 0,2х0,2; 0,25х0,25; 0,4х0,4; 0,9х0,9; 1,6х1,6; 2х2 и 4х4. Вибросито СВ-2 пропускает до 60л/с бурового раствора при сетке с размером ячейки 1х5 мм.Рис.1. Вибросито.Гидроциклонные шламоотделителиГидроциклоны применяются с целью эффективного отделения от бурового раствора грубодисперсного шлама, однако они неприменимы для очистки утяжеленного бурового раствора из-за больших потерь утяжелителя со шламом.Гидроциклон (рис.