Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Разработка и совершенствование технических средств и технологий для бурения наклонно направленных, пологих и горизонтальных скважин

Диссертация: Разработка и совершенствование технических средств и технологий для бурения наклонно направленных, пологих и горизонтальных скважин
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

В типовой компоновке, включающей калибратор диаметром близким к полноразмерному и центратор, последний никакой роли не выполняет, т.к. в качестве ОЦЭ выступает калибратор. Введено понятие о критическом диаметре калибратора и предложены формулы для его расчета в зависимости от места установки центратора и его диаметра. При соблюдении сформированных условий центратор обеспечивает требуемое… Читать ещё >

Разработка и совершенствование технических средств и технологий для бурения наклонно направленных, пологих и горизонтальных скважин (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • ВВЕДЕНИЕ. 1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ БУРЕНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН (на примере месторождений Западной Сибири)
    • 1. 1. Развитие горизонтального бурения за рубежом и в РФ
    • 1. 2. Опыт строительства ГС на месторождениях ОАО «Сургутнефтегаз»
  • 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПРОФИЛЯ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ СКВАЖИНЫ С УЧАСТКОМ БЕЗОРИЕНТИРОВАННОГО НАБОРА КРИВИЗНЫ
    • 2. 1. Требования к размещению кустовых оснований при проектировании схем разбуривания месторождений горизонтальными скважинами. t 2.2 Требования к кустованию скважин при многоствольном бурении
    • 2. 3. Математическое моделирование интервала безориетиро-ванного набора кривизны ствола горизонтальных скважин
    • 2. 4. Математическое моделирование интервала безориентированного набора кривизны ствола скважины
  • 3. РАЗРАБОТКА НЕОРИЕНТИРУЕМЫХ КНБК
    • 3. 1. Анализ работы неориентируемых КНБК на месторождениях Западной Сибири
    • 3. 2. Анализ промысловых данных по применению надцолот-ных калибраторов для безориентированного управления зенитным углом скважины
    • 3. 3. Анализ опыта применения неориентируемых компоновок, включающих забойный двигатель уменьшенного диаметра
  • Расчет неориентируемых компоновок для бурения наклонных скважин методом начальных параметров
  • Установление взаимосвязи между промысловыми данными и результатами теоретических расчетов компоновок для наклонного бурения
  • РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА ДЛЯ СНИЖЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ СО
  • СТЕНКОЙ СКВАЖИНЫ
  • Анализ факторов, влияющих на работу на колонны бурильных труб в процессе нагружения долота

Актуальность проблемы. Разработка нефтяных и газовых месторождений топливной отрасли Российской Федерации с использованием пологих, горизонтальных и разветвленоОгоризонтальных скважин — одно из приоритетных направлений по вовлечению в разработку трудноизвлекаемых запасов нефти и газа из неоднородных низко проницаемых пластов, разработка которых наклонно направленными скважинами затруднена из-за интенсивного подтягивания конуса воды и прорыва газа из газовой шапки.

Существенным отличием нового этапа разработки месторождений в Западной Сибири является устойчивая тенденция к ухудшению структуры запасов, необходимости вовлечения в разработку низкопроницаемых сложно-построенных залежей.

Так, наряду с применением гидроразрыва пласта (ГРП), новейших методов и материалов при обработке призабойной зоны (ОПЗ) наклонно направленных скважин в ОАО «Сургутнефтегаз» и ООО «Бургаз», начиная с 1998 года, широкомасштабно внедряется технология строительства горизонтальных скважин (ГС).

Создание систем разработки нефтяных месторождений с использованием ГС является приоритетным направлением в нефтегазодобывающей отрасли по вовлечению в промышленную разработку трудноизвлекаемых запасов нефти (низкопроницаемые и неоднородные пласты и коллекторы, приуроченные к водонефтяным и газонефтяным зонам, нефтяным оторочкам нефтегазовых залежейзалежи с высоковязкой нефтью, тупиковыми, периферийными и застойными зонами, с линзовидными прослоями различной конфигурации и т. д.).

Программа бурения горизонтальных скважин и многоствольного бурения реализуется для решения следующих задач:

— вовлечение в разработку большой сырьевой базы, представленной маломощными продуктивными пластами (3−15 м) с низкой и неравномерной проницаемостью;

— повышение продуктивности скважины за счет увеличения площади дренирования и фильтрации;

— снижение интенсивности обводнения скважин за счет уменьшения конусообразования при эксплуатации объектов с подошвенной водой и газом в кровельной части пласта;

— восстановление продуктивности месторождений и степени извлечения углеводородов за счет внедрения эффективных методов воздействия на пластовые флюиды;

— повышение качества первичного и вторичного вскрытия продуктивных пластов, снижение стоимости строительства ГС за счет совершенствования профилей и технических средств для их реализации.

Решение этих задач связано с совершенствованием техники и технологии бурения, разработки и освоением рациональных профилей, компоновок низа бурильной колонны (КНБК) для их реализации, непрерывное обеспечение проектной осевой нагрузки на долото в процессе бурения участков ствола скважин с большими зенитными углами и горизонтальных их окончаний, и др.

Таким образом повышение технико-экономических показателей и качества строительства пологих, горизонтальных и разветвлено-горизонтальных скважин является актуальной научно-технической проблемой, имеющей важное народнохозяйственное значение.

Таким образом, целью настоящей работы является повышение эффективности и качества строительства наклонно направленных, пологих и горизонтальных скважин на основе оптимизации профиля пространственного типа, разработки неориентируемых КНБК для его реализации и устройства генерирования продольных и поперечных колебаний бурильной колонны для доведения нагрузки на долото до забоя скважины.

Основные задачи исследования базируются на накопленном опыте строительства наклонно направленных и ГС в ОАО «Сургутнефтегаз» и ООО «Бургаз», нерешенными задачами, необходимости дополнительных теоретических и экспериментальных работ, и определены как:

• оптимизация профилей (в том числе пространственного типа) в направлении минимизации начального зенитного угла набора кривизны и пространственной интенсивности искривления, а также максимальное увеличение длины тангенциального участка;

• исследование и разработка КНБК для безориентируемого бурения тангенциального участка профиля;

• создание методики расчета геометрических параметров КНБК для оперативного пользования ею инженерами-технологами на буровой;

• непрерывное обеспечение проектной осевой нагрузки на долото в процессе бурения участков ствола с большими зенитными углами и горизонтальными их окончаниями.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ.

1 Теоретическими исследованиями, подтвержденными анализом промысловых данных, установлено:

1.1 В КНБК с калибратором в качестве ОЦЭ, имеющим диаметр, близкий к полноразмерному, его установка непосредственно над долотом недопустима, так как приводит к нестабильной работе компоновки (чаще всего к падению зенитного угла).

1.2 Для стабильного малоинтенсивного увеличения зенитного угла между долотом и калибратором должен быть установлен переводник длиной не менее 0,5 мдля повышения интенсивности набора угла целесообразно применение забойного двигателя меньшего диаметра.

1.3 В типовой компоновке, включающей калибратор диаметром близким к полноразмерному и центратор, последний никакой роли не выполняет, т.к. в качестве ОЦЭ выступает калибратор. Введено понятие о критическом диаметре калибратора и предложены формулы для его расчета в зависимости от места установки центратора и его диаметра. При соблюдении сформированных условий центратор обеспечивает требуемое малоинтенсивное увеличение зенитного угла.

1.4 Определены оптимальные параметры КНБК с центратором, при которых снижается влияние геометрических параметров КНБК на интенсивность изменения зенитного угла.

1.5 Методами непараметрической статистики доказано, что результаты применения типовых компоновок с СТК в качестве центратора и КНБК без СТК статистически значимых различий не имеют и являются однородными.

2 Исследован вопрос повышения эффективности создания нагрузки на долото в ГС. Установлено, что основным направлением решения вопроса является снижение сил трения бурильной колонны о стенки скважины путем превращения низкочастотного шума забойного двигателя в ультразвуковые продольно-поступательные колебания бурильной колонны.

3 Разработана технология снижения сил трения с помощью ультразвуковых колебаний в бурильных трубах, преобразованные из низкочастотного шума забойного двигателя четвертьволновым резонатором, устанавливаемым над забойным двигателем. Предложена конструкция четвертьволнового резонатора для превращения низкочастотного шума забойного двигателя в ультразвуковые продольно-поступательные колебания бурильной колонны.

4 Результаты теоретических, экспериментальных и промысловых исследований использованы при составлении нормативной документации на строительство ГС в ОАО «Сургутнефтегаз» и ООО «Бургаз», а также при разработке методики расчета неориентируемых КНБК для бурения ГС. Снижение затрат на строительство ГС с применением разработанных рекомендаций позволило снизить срок окупаемости капитальных вложений на 6−8%.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Other production enhancement move forward //World Oil.-1992.-Vol.213.-№ 4.- P. 29.
  2. Horisontal wells seen boost for Canadian oil flom. Oil and Gas J. -1993.-Vol. 91.- № 21.- P. 35.
  3. W. Georgy Deskins, William J. Mcdonald, Thomas В. Reid. Survey shoms successes, failures of horisontac wells // Oil and Gas J. -1995.-Vol. 93.-№ 25.- P.39−45.
  4. Н.Я. Новые технологии нефтеизвлечения из залежей с труд-ноизвлекаемыми запасами нефти / Н. Я. Медведев, Ю. Е. Батурин // Вопросы проектирования и разработки нефтяных месторождений: Материалы семинара Минтопэнерго.- М., 1999.- С. 6−8.
  5. А.К. Геология и разработка крупнейших и уникальных нефтяных и нефтегазовых месторождений России / А. К. Багаутдинов, С. А. Барков, Г. К. Белович. М.: ВНИИОЭНГ, 1996.- Том 2.- 352 с.
  6. Р.И. Особенности разработки пластов АС4.8 Федоровского месторождения //Сер. Геология, разведка и разработка нефтегазовых месторождений. 1999, — № 10.- С. 26−33.
  7. Ю.П. Разработка нефтяных месторождений горизонтальными и многозабойными скважинами / Ю. П. Борисов, В. П. Пилатовский, В. П. Табаков.- М.: Недра, 1964.- 217 с.
  8. Р.Т. Бурение горизонтальных скважин из экспериментальных колонн диаметром 146 мм / Р. Т. Шайхутдинов, В. Е. Бирюков, В. Г. Тимошин //Нефтяное хоз-во. 1999.- № 6.- С. 19−20.
  9. В.И. Горизонтальное бурение и зарезка боковых горизонтальных стволов в нерентабельных скважинах ОАО «Удмуртнефть» /В.И. Кудинов, В. А. Савелов, Е. И. Богомольный // Нефтяное хоз-во. 1997.- № 5. — С. 17−20.
  10. С.В. Бурение горизонтальных скважин и боковых горизонтальных стволов в ОАО «Удмуртнефть» // Сер. Стр-во нефтяных и газовых скважин на суше и на море.- 1998.- № 3−4.- С. 16−19.
  11. В.А. О состоянии и основных направлениях развития буровых работ//Нефтяное хоз-во. 1991.- № 4.- С.2−5.
  12. А.А. Определение вероятности встречи вертикальных стволов наклонных скважин при кустовом бурении. Теория и практика бурения наклонных скважин /А.А. Алекперов, А. Р. Арустмян // Тематич. сб. науч. тр.- Баку, 1989.- С.66−68.
  13. Н.З. Опыт строительства горизонтальных скважин на месторождениях АНК «Башнефть» /Н.З. Гибадуллин, Р. Х. Юмашев //Сер. Стр-во нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 1998.- № 3−4.- С. 11−12.
  14. В.Ф. Выбор оптимального числа горизонтальных скважин в кусте / В. Ф. Буслаев, Н. С. Бакаушина, С. А. Кейн, Т. М. Димова, М. М. Сатаров // Нефтяное хоз-во. 1990, — № 8.- С. 14−16.
  15. В.Ф. Технико-технологические решения по строительству горизонтальных и разветвленных скважин //Бурение скважин. 1992, — № 10.- С. 812.
  16. Н.Я. Анализ эффективности и перспективы применения методов воздействия на пласты / Н. Я. Медведев, В. П. Снич, В. А. Мишарин //Нефтяное хоз-во. 2001.- № 9.- С. 69−75.
  17. B.JI. Анализ результатов бурения и эксплуатации горизонтальных скважин на Федоровском месторождении / B. J1. Богданов, Н. Я. Медведев, В. П. Ерохин //Нефтяное хоз-во.- 2000, — № 8.- С. 30−42.
  18. РД 5 753 490−030−2001. Технологический регламент на бурение наклонно направленных и горизонтальных боковых стволов скважин.- Тюмень: Сур-гутНИПИнефть.- 2001.- 85 с.
  19. Н.01.01.т0−160.Д452−01. Анализ крепления боковых стволов и разработки конструкции низа потайной колонны в зависимости от свойств пласта, в т. ч. с закрытым забоем.- Тюмень: СургутНИПИнефть, — 2001.- 27 с.
  20. Я. Строительство горизонтальных скважин в ОАО «Сургутнефтегаз» //Бурение и нефть.- 2004.- № 6.- С. 20−23.
  21. А.А. Эффективность применения биополимерных буровых растворов при бурении боковых стволов скважин с горизонтальным участком /
  22. А.А. Балуев, О. А. Лушпеева, Е. А. Усачев, Т. В. Трошева //Бурение скважин.-2001.-№ 9.-С. 35−37.
  23. В.И. Гидродинамические особенности бурения горизонтальных скважин / В. И. Крылов, В. В. Крецук // Нефтяное хоз-во.- 2000.- № 6.- С.20−22.
  24. Г. Проводка наклонно направленных скважин алмазными долотами PDC производства ООО НПП «Буринтех» /Г. Ишбаев, А. Балута, К. Ртищев, Э. Сафаров //Бурение и нефть.- 2004.- № 6.- С. 12−13.
  25. Сургутское УБР-1. Различные технологические процессы бурения скважин // Бурение и нефть.- 2004.- № 6. С. 18−20.
  26. К.Н. Опыт и проблемы строительства горизонтальных скважин в ОАО «Сургутнефтегаз» / К. Н. Харламов, В. П. Ерохин, В. И. Наумов, Г. П. Зозуля //Нефть Сургута.- М.:Нефтяное хозяйство, 1997.- С. 169−175.
  27. К.Н. Проблемы строительства горизонтальных скважин / К. Н. Харламов, В. М. Шенбергер, Г. П. Зозуля //Нефть и газ Изв. Вузов.- Тюмень, 1997.-Вып. 6.- С. 40−41.
  28. С.Н. Строительство скважин с кустовых площадок на нефтяных месторождениях Западной Сибири.- Тюмень: изд-во «Вектор Бук», 2000.- 252 с.
  29. Р.Х. Разработка нефтяных месторождений с применением горизонтальных скважин /Р.Х. Муслимов, Э. И. Сулейманов, Р. Г. Рамазанов, Р. Т. Фазлыев, Н. С. Нуреева //Стр-во нефтяных и газовых скважин на суше и на море.- 1998, — № 3−4.- С. 3−7.
  30. РД 39−148 070−6.027−86. Инструкция по бурению наклонных скважин с кустовых площадок на нефтяных месторождениях Западной Сибири.- Тюмень.: СибНИИНП.- 1986.
  31. ПБ 08−624−03. Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности: Утв. постановлением Госгортехнадзора России от 25.06.2003 № 56, М, 2003.- 256 с.
  32. С.Н. Системный подход к проектированию схем разбурива-ния месторождений горизонтальными и многоствольными скважинами / С. Н. Бастриков, К. Н. Харламов, А. К. Харламов, Т. Н. Шешукова.- Нефтяное хоз-во.-2005.- № 5.- С. 55−57.
  33. РД 08−435−02. Инструкция по безопасности одновременного производства работ, освоения и эксплуатации скважин на кусте. М., 2002, — 75 с.
  34. РД 5 753 490−026−2001. Технологический регламент на проектирование и строительство скважин (наклонно направленное бурение).-Тюмень, 2001.- 78 с.
  35. А.Г. Профили направленных скважин и компоновки низа бурильных колонн /А.Г. Калинин, Б. А. Никитин, К. М. Солодкий, А. С. Повалихин. -М.: Недра.- 1995.-300 с.
  36. С.И. Теоретические и прикладные основы строительства пологих и горизонтальных скважин на сложнопостроенных нефтяных месторождениях: Автореф. дис.. д-ра техн. наук: 05.15.10.- Тюмень, 2000.- 46 с.
  37. К.Н. Проектирование профиля наклонно направленной пологой и горизонтальный скважины пространственного типа /К.Н. Харламов, В. М. Шенбергер, Г. П. Зозуля, В. Г. Долгов //Нефть и газ Изв. Вузов.- Тюмень: ТюмГНГУ, 2000.- № 6, — С.73−80.
  38. К.Н. Проектирование профилей пространственного типа и разработка технологий строительства горизонтальных скважин: Дис.. канд. техн. наук: 05.15.10.- Тюмень, 2000.- 140 с.
  39. С.А. Развитие методик расчета траекторий наклонных, горизонтальных и разветвленных скважин (на примере Тимано-Печорской провинции): Автореф. дис.. канд. техн. наук: 05.15.10.- Тюмень, 1996.- 23 с.
  40. Пути совершенствования профиля добывающих скважин /К.М. Солод-ский, А. Ф. Федоров, А. С. Повалихин и др. // Обзорная информ. Сер. Стр-во скважин, 1989.-Вып. 10.
  41. В.М. Шенбергер. Разработка технических средств и технологий для повышения качества строительства наклонно направленных скважин в Западной Сибири (Проблемы, решения).- Тюмень: Автореф. дис.. канд. техн. наук: 05.15.10.- Тюмень: ТюмГНГУ.- 1996.- 73 с.
  42. К.М. Принципы выбора стабилизирующих компоновок с заданными оптимальными параметрами / К. М. Солодкий, А. Ф. Федоров, А. С. Повалихин, B. J1. Шагалов, А. Г. Калинин //Нефтяное хоз-во.- 1984.- № 9.
  43. Е.Г. Проектирование неориентируемых КНБК для реализации проектных продольных горизонтальных скважин / Е. Г. Гречин, В. М. Шенбергер, В. П. Овчинников, К. Е. Панов //Сб. тр. Ин-та Нефти и газа ТюмГНГУ: Изд-во Вектор Бук.- 2004.- С. 48−60.
  44. Callas N.P., Callas R.L. Bounder Value problem is solved/ Oil and Gas J. 1980.Vol. 78, № 50.- P. 62−66.
  45. Принципы выбора неориентируемых КНБК для направленного бурения скважин //Обзорная информ. Сер.: Бурение газовых и газоконденсатных скважин.- 1989.- № 6.- 24 с.
  46. С.П. Сопротивление материалов.- М.: Наука, 1965.
  47. А.С. Принципы выбора неориентируемых КНБК для направленного бурения скважин /А.С. Оганов, В. В. Прохоренко, Г. С. Оганов, 1989.24 с.
  48. Walner В.Н., Fridman M.B., Trec-demensional force and deflection and lisis of a variable cross section drill string. J of Pressuare Vessel Technology, 1977.May.- PP.365−575.
  49. В.В. Исследование и разработка оптимальных компоновок, содержащих турбобур с центраторами с помощью трехмерной аналитической модели КНБК в искривленной скважине /В.В. Прохоренко, Т. В. Крекина //Сб. тр. М.: ВНИИБТ, — 1988.- Вып. 64, — С. 37−52.
  50. В.Д. Упругие центраторы для направленного бурения скважин /В.Д. Поташников, Э. С. Саневич //Бурение скважин.- .- № 1.- С. 2830.
  51. В.Д. Технология направленного бурения наклонных стволов с наддолотным упругим центратором /В.Д. Поташкинов, Р. Х Ибрагимов, А. С. Доброемиелов, С. В. Ануфриев //Бурение и нефть.- 2003.- № 5.- С. 44−46.
  52. В.И., Поташников В. Д., Кузьмин Н. Н. Программа и результаты испытаний упругих центраторов НПК «Тобус» в ОАО «Сургутнефтегаз» на Тянском месторождении.- Сургут, Сургутское УБР-2, Акт испытаний от 17.06.2001.
  53. А.С. Новые решения в проектировании компоновок низа бурильной колонны /А.С. Оганов, З. Ш. Бадреев, А. С. Повалихин //Нефтегазовые технологии.- 1999.-№ 3.- С. 11−16.
  54. Е.Г. Анализ промысловых данных по применению надцолот-ных калибраторов для безориентированного управления зенитным углом скважины /Е.Г. Гречин, В. П. Овчинников, К. Е. Панов //Там же. С. 39−42.
  55. Е.Г. Анализ опыта применения неориентируемых компоновок, включающих забойный двигатель уменьшенного диаметра /Е.Г. Гречин, В. П. Овчинников, К. Е. Панов //Там же.- С. 35−38.
  56. Е.Г. Установление взаимосвязи между промысловыми данными и результатами теоретических расчетов компоновок для наклонного бурения /Е.Г. Гречин, В. П. Овчинников, К. Е. Панов // Там же.- С. 51−54.
  57. М.М. Силы сопротивления при движении труб в скважине.-М.: Недра, 1978, — 208 с.
  58. Е.Г. Анализ работы стабилизирующих компоновок на скважинах Уренгойского газоконденсатного месторождения /Е.Г. Гречин, В. П. Овчинников, К. Е. Панов //Бурение и нефть.- 2005. № 5. — С. 29−31.
  59. О.Н. Обоснование методики оперативного управления процессом строительства горизонтального ствола скважин: Автореф. дис.. канд. техн. наук: 25.00.15- Санкт-Петербург, 2004. 20 с.
  60. Н.Г. Бурение нефтяных и газовых скважин /Н.Г. Середа, Е. Г. Соловьев.- М.: Недра, 1974.-С. 192−196.
  61. .А. Научные основы разработки и реализации технологии строительства наклонно направленных и горизонтальных скважин. Диссертация в виде доклада на соискание ученой степени доктора технических наук: 05.15.10.- Краснодар, 1996.- 87 с.
  62. В.Е. Акустическая система связи с забоем скважины при бурении /В.Е. Копылов, И. Л. Гуреев.- М.: Недра, 1979.- С. 89.
  63. Заявка на патент МКЕ Е 21 В 3/06. Способ формирования забойной нагрузки на долото в горизонтальных скважинах. Савиных Ю. А., Шенбергер В. М. Приоритет № 20 044И6045 от 25.05.2004.
  64. Ультразвук. Маленькая энциклопедия. Глав. ред. И. Л. Голямина.- М.: Советская энциклопедия, 1979.- С. 346−347.
  65. Г. А. Разработка научно-методических основ применения колебательных процессов для интенсификации бурения горизонтальных скважин 2000.
  66. П.В. Взаимодействие бурильной колонны с забоем скважины. М.: Недра, 1975.- С. 30−31.
  67. Е. Основы акустики (перевод с немецкого). М., 1958.- С. 169.
  68. В.Г. Борьба с шумом и вибрацией на геологоразведочных работах /В.Г. Самутин, М. М. Скорин. М.: Недра, 1987.- С. 11.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!