Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Удмуртский государственный университет»
Институт нефти и газа им. М.С. Гуцериева
Кафедра бурения нефтяных и газовых скважин
Выпускная квалификационная работа
На тему: «Проектирование наклонно-направленной скважины на Киенгопском месторождении. Применение расширяющихся тампонажных материалов»
Ижевск - 2017
ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
БР - буровой раствор;
БУ - буровая установка;
ВЗД - винтовой забойный двигатель;
КНБК - компоновка низа буровой колонны;
МЗ - муфтовый замок;
НЗ - ниппельный замок;
ОК - обсадная колонна;
ПЛА - план ликвидации аварии;
ПЦТ - портландцемент, тампонажный;
СБТ - стальная бурильная труба;
УБТ - утяжеленная бурильная труба;
ПАА - полиакриламид;
ВМС - высокомолекулярные соединения;
ПВС - поливиниловый спирт;
ОЭЦ-оксиэтилцеллюлоза.
ВВЕДЕНИЕ
тампонажный бурение скважина крепь
Формирование хозяйства в Российской Федерации в значительном находится в зависимости с капиталом и темпов увеличения целой индустрии государства. Топливно-энергетическая отрасль считается главной основой никак не простой промышленности. Более большие поставщики с целью хозяйства - штанговая и газовая индустрия.
В данной выпускной квалификационной работе рассматривается применение расширяющегося тампонажного материала при бурении скважины Киенгопского месторождения. В состав расширяющегося тампонажного материала входит расширяющая добавка «СИГБ». Имея интервалы предполагаемых водоперетоков, расширяющийся тампонажный материал позволяет создать надежную, герметичную и долговечную крепь с целью исключения межпластовых перетоков.
1. ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
1.1 Общие сведения о месторождении
Наименование,единица измерения |
Значение (текст, название,величина) |
|
|
Площадь (месторождение) |
Киенгопское |
|
|
Год ввода площади в разработку |
1970 г. |
|
|
Административное расположение: |
||
|
- республика |
РФ, Удмуртская |
|
|
- область (край, округ) |
||
|
- район |
Якшур-Бодьинский |
|
|
Температура воздуха: |
||
|
- среднегодовая, оС |
+2 |
|
|
- наибольшая летняя, оС |
+33 |
|
|
- наименьшая зимняя, оС |
-40 |
|
|
Максимальная глубина промерзания грунта, м |
1,6 |
|
Продолжительность отопительногопериода, сутки |
223 |
|
|
Преобладающее направление ветров |
зимой - ЮЗлетом - З |
|
|
Наибольшая скорость ветра, м/с |
25 |
|
|
Многолетнемерзлые породы, м |
отсутствуют |
Наименование,единица измерения |
Значение(текст, название, величина) |
|
|
Рельеф местности |
Холмистый, расчлененный речной сетью |
|
|
Состояние местности |
Залесенная |
|
|
Толщины: |
||
|
- снежного покрова, см |
60 |
|
|
- почвенного слоя, см |
20 |
|
|
Растительный покров |
Хвойные леса |
|
|
Категория грунта |
Суглинки, пески, глины, супеси |
1.2 Литолого-стратиграфическая характеристика геологического разреза скважины
Таблица 1.2.1 Стратиграфический разрез скважины, элементы залегания и коэффициент кавернозности пластов
|
Глубина залегания, м |
Стратиграфическое подразделение |
Элементы залегания (падения) пластов по подошве |
Коэффициент Каверноз-ности в интервале |
||||
|
от |
до |
||||||
|
(верх) |
(низ) |
название |
индекс |
угол |
|||
|
град |
мин. |
||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|
0 |
10 |
Четвертичные отложения |
Q |
- |
- |
1,5 |
|
|
10 |
530 |
Татарский + Казанский + Уфимский ярусы |
P2t + P2kz + P2u |
0 |
30 |
1,3 |
|
|
530 |
605 |
Кунгурский + Артинский ярусы |
P1(k+ar) |
1 |
30 |
1,3 |
|
|
605 |
755 |
Сакмарский ярус |
P1s |
1 |
30 |
1,3 |
|
|
755 |
800 |
Ассельский ярус |
P1a |
2 |
- |
1,3 |
|
|
800 |
880 |
Гжельский горизонт |
C3g |
2 |
- |
1,2 |
|
|
880 |
940 |
Касимовский горизонт |
C3k |
2 |
30 |
1,2 |
|
|
940 |
1040 |
Мячковский горизонт |
C2mc |
3 |
- |
1,2 |
|
|
1040 |
1120 |
Подольский горизонт |
C2pd |
3 |
30 |
1,2 |
|
|
1120 |
1180 |
Каширский горизонт |
C2ks |
3 |
30 |
1,2 |
|
|
1180 |
1220 |
Верейский горизонт |
C2vr |
4 |
- |
1,2 |
|
|
1220 |
1300 |
Башкирский ярус |
C2b |
4 |
30 |
1,2 |
Таблица 1.2.2 Литологическая характеристика разреза скважины
|
Индекс стратиграфии-ческого подразделения |
Интервал, м |
Описание горной породы: полное название, характерные признаки (структура, текстура, минеральный состав и т.п.) |
||
|
от |
до |
|||
|
(верх) |
(низ) |
|||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
Q |
0 |
10 |
Глины, пески, песчанистые суглинки. |
|
|
P2t + P2kz + P2u |
10 |
530 |
Чередование глин, песчаников и алевролитов. |
|
|
P1(k+ar) |
530 |
605 |
Известняки, доломиты и ангидриты. |
|
|
P1s |
605 |
755 |
Чередование доломитов, известняков. |
|
|
P1a |
755 |
800 |
Переслаивание известняков, доломитов и ангидритов. |
|
|
C3g + C3k |
800 |
940 |
Чередование доломитов, известняков и ангидритов |
|
|
C2mc |
940 |
1040 |
Переслаивание известняков и доломитов. |
|
|
C2pd |
1040 |
1120 |
Переслаивание известняков и доломитов. |
|
|
C2ks |
1120 |
1180 |
Переслаивание известняков и доломитов. |
|
|
C2vr |
1180 |
1220 |
Известняки, доломиты, глины, аргиллиты, алевролиты. |
|
|
C2b |
1220 |
1300 |
Известняки, доломиты и мергели. |
Таблица 1.2.3 Физико-механические свойства горных пород по разрезу скважины
|
Индекс стратиграфическо-го под-разделе-ния |
Интервал, м |
Краткое название горной породы |
Плот- ность, г/см3 |
Порис- тость, % |
Проница- емость, дарси |
Гли- нис-тость, % |
Кар- бонат-ность, % |
Предел теку-чести, кгс/мм2 |
Твер- дость, кгс/мм2 |
Коэф- фици-ент плас-тич-ности |
Абра- зив-ность (класс) |
Категория породы по промысловой классификации (мягкая, средняя и т.п.) |
||
|
от (верх) |
до (низ) |
|||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
|
|
Q |
0 |
10 |
пески, глины суглинки |
1,9 2,2 2,0 |
35 5 10 |
0,6 0,001 - |
7 90 60 |
1-2 1-2 0 |
6-17 15 - |
- - - |
1,1-4,5 -“- -“- |
I-II II I-II |
М |
|
|
P2 |
10 |
530 |
глины, алеврол. песчаники |
2,2 1,8 2,1 |
5 10 31 |
0,001 0,05 0,6 |
90 13 7 |
1-2 1-2 1-2 |
15 21-164 9-213 |
- 29-182 14-234 |
1,1-4,5 1,6-4,3 1,1-4,5 |
II I-IV II-VIII |
С |
|
|
P1 |
530 |
800 |
известняки, доломиты |
2,29 |
13 |
0,04 |
5-7 |
10 |
88-273 |
93-296 |
1,0-1,9 |
V-VI |
Т |
|
|
С3g- C2ks |
800 |
1180 |
известняки, доломиты |
2,29 |
13 |
0,04 |
5-7 |
10 |
88-273 |
93-296 |
1,0-1,9 |
V-VI |
Т |
|
|
C2vr |
1180 |
1220 |
глины алевролиты аргиллиты, известняки, доломиты |
2,2 1,8 2,6 2,29 -“- |
5 10 5-10 13 -“- |
0,001 0,05 0,001 0,04 -“- |
90 13 100 5-7 -“- |
1-2 1-2 1-3 10 -“- |
15 21-164 30-182 88-273 -“- |
- 29-182 44-210 93-296 -“- |
1,1-4,5 1,6-4,3 1,8-4,2 1,0-1,9 -“- |
II I-IV I-III V-VI -“- |
Т |
|
|
C2b |
1220 |
1300 |
известняки, доломиты |
2,29 |
13 |
0,04 |
5-7 |
10 |
88-273 |
93-296 |
1,0-1,9 |
V-VI |
Т |
1.3 Нефтеводоносность по разрезу скважины
Таблица 1.3.1 Нефтеносность
|
Индекс стратигра-фического подразделения |
Интервал, м |
Тип коллек-тора |
Плот- ность, г/см3 |
Под- виж- ность, дарси на сан-типуаз |
Содер- жание серы, % парафина, % |
Дебит, м3/сут. |
Плас- товое давле- ние, кгс/см2 |
Газо- вый фактор, м3/т |
Содержа-ние серо-водорода, % по объ-ему |
Динами- ческий уровень в процессе эксплуатации, м |
Температура жидкости в колонне на устье скважины при экспл. град. |
||
|
от верх) |
до (низ) |
||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
|
|
C2vr |
1214 |
1218 |
поровый |
0,886 |
0,006 |
2,3/5,6 |
до 5 |
113 |
20,46 |
- |
5-15 |
||
|
C2b |
1230 |
1260 |
порово-трещин. |
0,877 |
0,016 |
3,0/3,6 |
до 10 |
125 |
22,08 |
0,3 |
1200 |
5-15 |
Таблица 1.3.2 Газоносность
|
Индекс стратиграфичес-кого подразделения |
Интервал, м |
Тип коллектора |
Относитель-ная по воздуху плотность газа |
Пластовое давление, кгс/см2 |
||
|
от (верх) |
до (низ) |
|||||
|
C2vr |
1210 |
1214 |
поров. |
н/д |
113 |
|
|
C2b |
1225 |
1230 |
порово-трещин. |
н/д |
124 |
Индексстратиг-рафичес-кого под-разде-ления |
Интервал, м |
Типкол-лек-тора |
Плот-ность,г/см3 |
Дебит,м3/сут. |
Пластовоедавление, кгс/см2 |
Химический состав (воды), % экв. |
Мине-рали-зация, г/л |
Тип воды по Сулину СФН-сульфатонатр., ГКН-гидрокарб, ХМ-хлоромагн, ХК-хлорокальц. |
Относится к источнику питьевого водоснабжения (да, нет) |
|||||||
|
от (верх) |
до (низ) |
анионы |
катионы |
|||||||||||||
|
Cl - |
SO --4 |
HCO-3 |
Na+ (К+) |
Mq ++ |
Са ++ |
|||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
|
|
Четвертично-верхнепермский комплекс |
||||||||||||||||
|
Q- P2 |
0 |
150 |
порово-трещин. |
1,0 |
не опр. |
0-15 |
3,2 |
2,5 |
94,3 |
2,5 |
20,8 |
76,7 |
до 1 |
ГКН |
да |
|
|
P2 |
150 |
530 |
-“- |
1,005 |
не опр. |
15-53 |
56,5 |
33,0 |
10,5 |
95,7 |
1,6 |
2,7 |
н/д |
ХК |
нет |
|
|
Каширско-нижнепермский комплекс |
||||||||||||||||
|
P1- C2ks |
530 |
1180 |
-“- |
1,177 |
не опр. |
53-118 |
99,6 |
0,3 |
0,1 |
76,4 |
5,6 |
18,0 |
243,6 |
ХК |
нет |
|
|
Башкирский комплекс |
||||||||||||||||
|
C2b |
1265 |
1300 |
порово-трещин. и кавернозн |
1,170 |
не опр. |
129-133 |
99,5 |
0,4 |
0,1 |
79,4 |
15,6 |
5,0 |
243,3 |
ХК |
нет |
1.4 Давление и температура по разрезу скважины
Таблица 1.4.4 Давление и температура по разрезу скважины
|
Индекс стратиграфического подразделения |
Интервал, м |
Градиент |
Температура в конце интервала, град. С |
Источник получения |
|||||||
|
от (верх) |
до (низ) |
пластового давления |
гидроразрыва пород |
горного давления |
|||||||
|
величина кгс/см2 на м |
источник получе-ния |
величина кгс/см2 на м |
источник полу-чения |
величина кгс/см2 на м |
источник полу-чения |
||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
|
Q- P2 |
0 |
530 |
0,100 |
РФЗ |
0,146 |
расчет |
0,18 |
расчет |
10 |
РФЗ |
|
|
P1- C2ks |
530 |
1180 |
0,100 |
РФЗ |
0,149 |
расчет |
0,18 |
расчет |
23 |
РФЗ |
|
|
C2vr |
1180 |
1220 |
0,093 |
РФЗ |
0,144 |
расчет |
0,18 |
расчет |
24 |
РФЗ |
|
|
C2b |
1220 |
1300 |
0,102 |
РФЗ |
0,151 |
расчет |
0,18 |
расчет |
28 |
РФЗ |
1.5 Возможные осложнения по разрезу скважины
Таблица 1.5.1 Поглощение бурового раствора
|
Индекс стратиграфичес-кого подраз-деления |
Интервал, м |
Максималь-ная интен-сивность поглощения, м3/час |
Потеря циркуляции (да, нет) |
Условия возникновения, в том числе допустимая репрессия |
||
|
от (верх) |
до (низ) |
|||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
Р2 |
10 |
200 |
20-30 |
да |
отклонение параметров бурового раствора от проектных, нарушение скорости СПО |