Материал: Проект строительства эксплуатационной скважины на нефть глубиной 2900 м на Правдинском нефтяном месторождении

Так как , трубы из стали группы прочности Д с толщиной стенки δ=6,4 мм подходят для 3-ой секции.

4-я секция:

Для четвёртой секции принимаем трубы с удлинённой треугольной резьбой из стали группы прочности Д с толщиной стенки δ=7,5 мм, Р_кр4=32,2Мпа, P_В.И.=39,2 Мпа.

.

Вес 3-ой секции

Суммарный вес 3-х секций

5-я секция:

Для пятой секции принимаем трубы из стали группы прочности Д с толщиной стенки δ=9,2 мм, Р_кр5=43Мпа, P_В.И.=48,1 Мпа,

.

Вес 4-ой секции

Суммарный вес 4-х секций

.

Суммарная длина:

Исходя из расчётов 5-ой секции нам понадобится 2913-2479=434 метр.

Вес 5-ой секции

Суммарный вес всех 5-ти секций:

Таблица 11

Определение действия наружного избыточного давления.

Избыточное наружное давление Р_ниz для труб рассчитываемой секции не должно превышать допустимого с учётом запаса прочности:

 (3.10.15)

где Р_кр - критическое наружное давление, при котором напряжения в теле трубы достигают предела текучести.

Первая секция колонны должна перекрыть продуктивный пласт и иметь дополнительно 50 м. Так как продуктивных пластов данная колонна не перекрывает, то длина первой секции будет равна: l₁=50 м. Наибольшее значение Р_НИ фиксируется на уровне нижнего конца первой секции при L=2913 м и равно .

С учётом коэффициента запаса прочности n₁=1,3 трубы первой секции должны выдерживать давление . По справочным данным [7] определяем, Д с толщиной стенок δ=9,2 мм, Р_кр=43 МПа. P_В.И.=48,1 МПа. Вес 1 м труб составляет 268 Н. Трубы проверим на действие внутренних избыточных давлений, Р_т1=48,1 МПа:

> [n₂] = 1.15, (3)

где п₂ - коэффициент запаса прочности на внутреннее давление.

Для второй секции выберем трубы группы прочности Д с толщиной стенки δ=8,9 мм, Р_кр=24,4 МПа. Эти трубы могут быть установлены с глубины 2300 м. Тогда уточним длину первой секции l₁=2913-2300=613 м.

Уточним вес первой секции:

=164,3кН

Критическое давление для труб с учётом растягивающих нагрузок определяется по формуле:

 (3.10.1)

Рассчитаем Р^’_кр для второй секции:

Длина второй секции рассчитаем по формуле:

 (3.10.2)

где [Р₂] - допускаемая нагрузка, определяемая как:

 (3.10.3)

где п₃ - коэффициент запаса прочности на.

Максимальная длина второй секции будет равной:

Полученная длина позволяет судить о том, что выбор труб произведён верно. Результаты расчётов обсадной колонны приведены в табл.

Таблица 11

.11 Выбор буровой установки

Выбор буровой установки для бурения скважины является многофакторной задачей, решение которой в значительной мере способствует успешному проведению скважин. Грузоподъёмность установки выбирают с учётом конструкции скважины, которая определяет нагрузки, возникающие при спуске и подъёме бурильных и обсадных труб.

Нагрузка на крюке от максимальной расчетной массы бурильной колонны и наибольшей расчетной массы обсадных колонн не должна превышать, соответственно, 0,6 и 0,9 «Допускаемой нагрузки на крюке», соответственно. Выбор должен производиться по большей из указанных нагрузок. Вес колонны:

Q = Q₁.+ Q₂ = 164,3 + 814.5 = 978,8кН

Согласно справочным данным [3], для конкретных условий можно выбрать буровую установку БУ-2900/175 ЭПК, предназначенная для кустового бурения скважин. Буровая передвижная блочно-модульная вышка для бурения нефтяных и газовых скважин в неосвоенных районах, восстановления старых скважин путем бурения вторых горизонтальных стволов. Мачта А-образная секционная свободностоящая без оттяжек, со встроенными маршевыми лестницами и механизмом подъема.

Способ монтажа и транспортировки - крупными блоками на тяжеловозах ТГ-60: вышечный блок с поднятой вышкой - на тяжеловозах по колее 10,7 м, со снятой вышкой - на трех тяжеловозах по колее 3,25 м; при поставке по особому заказу дополнительного насосного блока - на трех тяжеловозах по колее 3,6 м; мелкими блоками - на передвижных платформах типа ПП-40Бр; агрегатами - на универсальном транспорте. Технические характеристики и комплектность буровой установки приведены в таблицах 12 и 13 соответственно.

Таблица 12

Таблица 13

Примечание: данные о буровой установки взяты с сайта www.drillings.ru [1].

Рис. 5. схематичное изображение буровой БУ-2900/175 ЭПК

3.12 Вторичное вскрытие продуктивных пластов

Основные требования к вторичному вскрытию пластов

Основное требование вторичного вскрытия - это создание совершенной модели гидродинамической связи между скважиной и продуктивным пластом без отрицательного воздействия на коллекторские свойства призабойной зоны пласта, без значительных деформаций обсадных колонн и цементного камня.

Соответствие данному требованию осуществляется за счет оптимального выбора перфорационной среды, типоразмера перфоратора и плотности перфорации.

При разработке процесса перфорации должны учитываться геологическая характеристика залежи, тип коллектора и технико-технологические данные по скважине:

Ø толщина, фильтрационно-емкостные свойства прискважинной и удаленной зоны пласта, расчлененность, лито фациальная характеристика пласта и вязкость нефти (если известна);

Ø  расстояние до контактов: водонефтяного (ВНК), газонефтяного (ГНК);

Ø  пластовое давление и температура в интервале перфорации;

Ø  число обсадных колонн в интервале перфорации, минимальный внутренний диаметр в колонне труб;

Ø  состояние обсадной колонны и цементного камня за ней;

Ø  состав и свойства жидкости, применяющейся при первичном вскрытии пласта, и цементировании обсадной колонны.

Виды перфорации

Существуют четыре способа перфорации:

·  пулевая,

·        торпедная,

·        кумулятивная

·        пескоструйная

Первые три способа осуществляются на промыслах геофизическими партиями с помощью оборудования, приборов и аппаратуры, имеющихся в их распоряжении. Пескоструйная перфорация осуществляется техническими средствами и службами нефтяных промыслов.

Пулевая перфорация. В этом случае в скважину на электрическом кабеле спускают стреляющий аппарат, состоящий из нескольких (8-10) камор-стволов, заряженных пулями диаметром 12,5 мм. Каморы заряжаются взрывчатым веществом (ВВ) и детонаторами. При подаче электрического импульса пули пробивают колонну, цемент и внедряются в породу, образуя канал для движения жидкости и газа из пласта в скважину.

Пулевые перфораторы разделены на два вида:

) с горизонтальными стволами, когда длина стволов мала и ограничена радиальными габаритами перфоратора;

) с вертикальными стволами с отклонителями пуль на концах для придания их полету направления, близкого к перпендикулярному по отношению к оси скважины.

Перфоратор с горизонтальными стволами собирается из нескольких секций, вдоль которых просверлены два или четыре вертикальных канала, каморы с ВВ. Стволы камор заряжены пулями и закрыты герметизирующими прокладками. Верхняя секция имеет два запальных устройства. При подаче по кабелю тока, срабатывает первое запальное устройство, и детонация распространяется по вертикальному каналу на все каморы, пересекаемые этим каналом. В результате почти мгновенного сгорания ВВ давление газов в каморе достигает 2000 МПа, после чего пуля выбрасывается. Происходит почти одновременный выстрел из половины всех стволов. При необходимости удвоить число прострелов по второй жиле кабеля подается второй импульс. В этом случае срабатывает вторая половина стволов от второго запального устройства. В перфораторе масса заряда ВВ одной каморы незначительна (равна 4-5 г), поэтому пробивная способность его невелика. Длина образующихся перфорационных каналов составляет 65-145 мм (в зависимости от свойств породы и типа перфоратора), диаметр канала- 12,5 мм.

При вертикальном расположении стволов объем камор и длина стволов больше, чем при горизонтальном. В каждой секции два ствола направлены вверх и это компенсирует реактивные силы, действующие на перфоратор в момент выстрела. Одна камора отдает энергию взрыва сразу двум стволам. Масса ВВ в одной каморе достигает 90 г. Давление газов в каморах составляет 600-800 МПа. Действие газов более продолжительное, чем при горизонтальном расположении стволов. Это позволяет увеличить начальную скорость вылета пули и пробивную способность перфоратора. Длина перфорационных каналов в породе получается 145-350 мм при диаметре около 20 мм. В каждой секции перфоратора имеются четыре вертикальных ствола, на концах которых сделаны плавные желобки-отклонители. Пули, изготовленные из легированной стали, для уменьшения трения в отклонителях покрываются медью или свинцом. Выстрел из всех стволов происходит практически одновременно, так как все каморы с ВВ сообщаются огнепроводным каналом.

Торпедная перфорация осуществляется аппаратами, спускаемыми на кабеле, и отличается от пулевой перфорации тем, что для выстрела используют разрывной снаряд, снабженный взрывателем замедленного действия. Масса внутреннего заряда ВВ одного снаряда равна 5 г. Аппарат состоит из секций, в каждой из которых имеется по два горизонтальных ствола. Снаряд снабжен детонатором накального типа. При остановке снаряда происходит взрыв внутреннего заряда, в результате чего происходит растрескивание окружающей породы. Масса ВВ одной камеры- 27 г. Глубина каналов по результатам испытаний составляет 100-160 мм, диаметр канала - 22 мм. На 1 м длины фильтра обычно пробивают не более четырех отверстий, так как при торпедной перфорации нередки случаи разрушения обсадных колонн.

Кумулятивная перфорация осуществляется стреляющими перфораторами, не имеющими пуль или снарядов. Прострел преграды достигается за счет сфокусированного взрыва. Такая фокусировка обусловлена конической формой поверхности заряда ВВ, облицованной тонким металлическим покрытием (листовой медью толщиной 0,6 мм). Энергия взрыва в виде тонкого пучка газов - продуктов облицовки пробивает канал. Кумулятивная струя приобретает скорость в головной части до 6-8 км/с и создает давление на преграду (0,15-0,3) 106 МПа. При выстреле в преграде образуется узкий перфорационный канал глубиной до 350 мм и диаметром в средней части 8-14 мм. Размеры каналов зависят от прочности породы и типа перфоратора.

Кумулятивные перфораторы разделяются на корпусные и бескорпусные (ленточные). Корпусные перфораторы после их перезаряда используются многократно. Бескорпусные - одноразового действия. Перфораторы спускают на кабеле (имеются малогабаритные перфораторы, спускаемые через НКТ), а также на насосно-компрессорных трубах. В последнем случае инициирование взрыва производится не электрическим импульсом, а сбрасыванием в НКТ резинового шара, действующего как поршень на взрывное устройство. Масса ВВ одного кумулятивного заряда (в зависимости от типа перфоратора) 25-50 г.