 |
Конструкция скважины
|
|
|
|
Конструкция скважины
На выбор конструкции скважины влияют многочисленные факторы: назначение скважины (разведочная, эксплуатационная на нефть или газ, нагнетательная и т. п.), проектная глубина ее, особенности геологического строения месторождения (наличие тектонических нарушений, соляных штоков, количество продуктивных объектов и расположение их друг относительно друга) и степень достоверности знаний об этом, устойчивость горных пород, характер изменения с глубиной коэффициентов аномальности пластовых давлений и индексов давлений поглощения, состав пластовых жидкостей (химический и по физическому состоянию: капельная жидкость, газ, газожидкостная смесь), положение устья скважины (на суше или в акватории водного бассейна), профиль скважины, способ и продолжительность бурения, уровень развития технологии бурения, метод вхождения в продуктивную толщу, температурный режим в период бурения и эксплуатации, дебит и способы эксплуатации данной скважины на разных этапах разработки месторождения, степень совершенства эксплуатационного оборудования, требования законов об охране недр и защите окружающей среды, экономичность (стоимость строительства при том или ином варианте конструкции, стоимость единицы добываемой продукции), субъективные моменты (квалификация инженерно-технического персонала, традиции предприятия и проектной организации и другие).
Спроектировать конструкцию скважины — это значит определить необходимое для условий данного конкретного участка месторождения количество обсадных колонн, размеры этих колонн (диаметр, глубину установки нижнего конца и длину каждой), диаметры долот для бурения ствола под каждую колонну, положение верхней и нижней границ интервалов цементирования.
|
|
|
Скважина является долговременным капитальным сооружением. Поэтому конструкция ее должна быть прочной, обеспечивать герметичное разобщение всех проницаемых пород, вскрытых при бурении, безусловную возможность достижения проектной глубины и решения геологических и других исследовательских задач в процессе бурения, осуществления запроектированных режимов эксплуатации на всех этапах разработки месторождения, соблюдения требований законов об охране недр и защите окружающей среды от загрязнения.
Из тех вариантов конструкций, при которых обеспечивается решение поставленных перед скважиной задач, оптимальным является вариант, позволяющий добиться наименьшей себестоимости единицы добываемой продукции или наименьшей стоимости строительства.
Основными целями крепления скважины является:
а) создание долговечного и герметичного канала для транспортирования жидкости;
б) обеспечение устойчивости стенок скважины в течение всего срока службы ее, считая от начала строительства;
в) предотвращение перетоков пластовых жидкостей из одного проницаемого объекта в другой или в атмосферу и связанных с ними тяжелых осложнений;
г) создание условий для прочного закрепления на устье скважины противовыбросового и эксплуатационного оборудования.
Обоснование конструкции скважины.
Под конструкцией скважины понимают совокупность данных о количестве и глубинах спуска обсадных колонн, диаметрах обсадных колонн, диаметрах ствола скважины для каждой из колонн и интервалах цементирования (глубинах верхней и нижней границ каждого интервала).
Конструкция скважины проектируется на основе анализа литологических особенностей пород (таблица 1.2), совмещенного графика давлений, анализа ожидаемых осложнений в скважине (таблица 1.3-1.4), с учетом технологических регламентов, опыта бурения в сходных геологических условий, материально-технических и экономических ограничений, выявленных при согласовании и утверждении проектного задания и с учетом требований по охране недр и окружающей среды.
|
|
|
Самая внутренняя колонна труб носит название эксплуатационной. Она служит не только для укрепления стенок скважины и изоляции соответствующих горизонтов, насыщенных нефтью, газом или водой, но также каналом для транспортировки, добываемой из продуктивной толщи или закачиваемой в последнюю, жидкости (газа).
Исходя, из условий, что скважина относительно высоко дебитная и в конце эксплуатации будет применяться ЭЦН, желательно выбирать эксплуатационную колонну большего диаметра, например 168мм, но в бурение нужно применять долота также большего диаметра, что повлечет дополнительные расходы (расход энергии, материалов). Поэтому выбираем оптимальный диаметр эксплуатационной колонны dэк=146мм, диаметр муфты Dмэк=166мм.
Длина эксплуатационной колонны выбирается:
Lэк=Lппг+lз+lн (2.1.)
где Lппг – подошва продуктивного горизонта, Lппг=2720м;
lз=(15-25)м – длина зумфа;
lн=(15-25)м – длина деталей низа.
Lэк=2720+15+15=2811м
Выбираем диаметр долота при бурении под эксплуатационную колонну:
Dдэк= Dмэк+2f (2.2)
где f – зазор между муфтой и стенкой скважины, f=(7-50)мм
Dдэк=166+2*15=196мм
По ГОСТу 20692-75 выбираем долото с большим диаметром равный 215.9мм
Колонна труб, спускаемая в скважину после направления и служащая для укрепления стенок последней в недостаточно устойчивых породах и для перекрытия зон осложнений, приуроченных к сравнительно неглубоко залегающим горизонтам, а также для изоляции горизонтов, содержащих артезианские и целебные воды, называется кондуктором.
В связи с тем, что на глубине 150-190м частичное поглощение, а на глубине 10-160м обвалообразование длину кондуктора выбираем Lк=190+50=240м
Внутренний диаметр кондуктора определяется:
dвк=Dдэк+(6-8)=215.9+7=222.9мм
По внутреннему диаметру и ГОСТу 632-82 ‘’Трубы обсадные и муфты к ним’’ выбираем трубы с наружным диаметром dнк=245мм
Выбираем диаметр долота при бурении под кондуктор:
Dдк=dнк+2f=245+2*15=275мм (2.3.)
По ГОСТу 20692-75 ‘’Долота шарошечные’’ выбираем долото при бурении под кондуктор Dдк=295.3мм
|
|
|
Первая труба или колонна труб, служащая для предотвращения размыва пород, залегающих близ дневной поверхности, разобщения ствола скважины, сооружаемой для соединения устья с очистной системой буровой установки, называется направлением.
Учитывая геологические условия, а именно обвалы глин, принимаем глубину спуска направления 30м.
Внутренний диаметр направления определяется:
dвнн=Dдк+(6-8)=295.3+7=302.8мм
По ГОСТу 632-82 ‘’Трубы обсадные и муфты к ним’’ под направление выбираем трубы с наружным диаметром dнн=324мм
Выбираем диаметр долота под направление:
Dдн=dвнн+2f=324+2*22.4=369мм
По ГОСТу 20692-75 ‘’Долота шарошечные’’ выбираем долото при бурении под направление Dдн=393.7мм
Таблица 2.1
Конструкция скважины
| Название колонны и № раздельно спускаемой части (в порядки спуска) | Наружный диаметр колонны или раздельно спускаемых частей, мм | Тип соединений | Максимальный наружный диаметр соединений, мм | Интервал установки по вертикали скважины, м | Длина колонны или части, м | Характер ствола скважины | |||
| Номинальный диаметр ствола скважины м | Интервал бурения, м | ||||||||
| от (верх) | до (низ) | от | до | ||||||
| Направление | норм | 393.7 | |||||||
| Кондуктор | норм | 295.3 | |||||||
| Эксплуатационная колонна | норм | 215.9 |
Выбираем высоту подъема цементного раствора.
Заполнение пространства между обсадной колонной и стенками скважины раствором вяжущего, из которого в короткий срок образуется практически непроницаемый камень, является в данное время основным способом герметичного разобщения проницаемых горизонтов друг от друга, предотвращения перетоков пластовых жидкостей из одного горизонта в другой или в атмосферу через за колонное пространство.
На зацементированные участки скважин приходится менее 2% нарушений герметичности обсадных колонн, связанных с коррозией.
Высота подъема цементного раствора за обсадными колоннами определяется в соответствии с рекомендациями: ''Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности'' издатель ГОСТ тех надзор России М: 1998г.
|
|
|
При проектировании конструкции скважины любого назначения интервалы обязательного цементирования и общая высота подъема тампонажного раствора выбирается в зависимости от конкретно горно-геологических условий.
В нефтяной промышленности цементирование скважины производится или до устья, или до 100м башмака предыдущей колонны. При цементировании направление и кондуктора цемент поднимается до устья.
Цементирование эксплуатационной колонны производится в две ступени с установкой ПДМ или МСЦ на глубине 1950м, с использованием тампонажного цемента, плотностью 1830кг/м3 в интервале 2811-1950м и облегченного цемента плотностью 1520кг/м3 в интервале 1950-140м. В случае отсутствия облегченного цемента можно применять гельцемен.
Не допускается разрыв сплошности цементного раствора за обсадными колоннами. Все интервалы, подлежащие цементированию, объединяются в один общий.
Рис. 2.1. Конструкция скважины
|
|
|
