Дипломная работа: Проектирование наклонно-направленной скважины на Киенгопском месторождении. Применение расширяющихся тампонажных материалов

D = 295,3 мм - бурение под кондуктор D = 245 мм;

D = 215,9 мм - бурение под эксплуатационную колонну D = 146 мм.

Согласно ГОСТ 20.692 - 2003

2.2 Профиль ствола скважины

Проектный профиль скважины выбирается с учетом условий ее дальнейшей эксплуатации и должен быть технически выполним при использовании существующих технических средств, обеспечивая при этом проходимость геофизических приборов, обсадных и бурильных колонн.

В соответствии с задачами и методами эксплуатации скважин и приемистости нагнетания воды, а также в соответствии [6] на стадии разработки в проекте принят для проектирования профиль с отходом на кровлю пласта С₂b - 400 м.

При строительстве на каждую конкретную скважину разрабатывается индивидуальный профиль в зависимости от горно-геологических условий, назначение и других поставленных задач скважины.

С учетом особенностей геологического разреза месторождения и технических средств бурения проектный профиль включает четыре интервала, из них один вертикальный, один интервал увеличения зенитного угла, один интервал стабилизации и один участок падения зенитного угла.

Вертикальный участок - 0-50 м.

На участке увеличения с интенсивностью 1,5⁰ на 10м на глубине 179м набирается зенитный угол 19,77⁰. Радиус искривления при этом составляет 382 м.

Участок стабилизации - 179-1200 м - по вертикали (182-1267м - по стволу) бурится с зенитным углом 19,77⁰.

Участок падения зенитного угла с 19,77^о до 18,18^о бурится до проектного забоя в интервале 1200-1300м - по вертикали (1267-1342 м - по стволу) с интенсивностью 0,15^о на 10м с целью выхода на точку входа в продуктивный пласт С₂b с общим отходом 400м и с углом входа в пласт 19,29^о.

Ориентирование отклонителя и контроль за траекторией ствола скважины производится по принятой отечественной технологии

Таблица 2.2.1 Исходные данные для расчета четырехинтервального профиля наклонно-направленной эксплуатационной скважины на Киенгопском место-рождении со средним отклонением забоя по кровле пласта С₂b - 400 м

Таблица 2.2.2 Параметры проектного четырехинтервального профиля ствола эксплуатационных наклонно-направленных скважин на Киенгопском месторождении со средним отходом на кровлю пласта С₂b - 400 м

Рис. 2.2.1 Горизонтальная проекция скважины

Рис. 2.2.2 Вертикальный проекция скважины

2.3 Буровые растворы

2.3.1 Общие положения

Качество бурового раствора должно обеспечивать успешную проводку скважины, крепление ее обсадными колоннами и эффективное вскрытие продуктивного пласта.

Используемый буровой раствор и химические реагенты, применяемые для его обработки, должны быть малоопасны, с точки зрения охраны окружающей среды.

Система очистки бурового раствора должна обеспечивать эффективную очистку его от выбуренной породы.

С учетом вышесказанного при бурении эксплуатационных скважин на Киенгопском месторождении для обработки бурового раствора предусмотрено применение малоопасных химических реагентов.

В соответствии с техническим заданием и с учетом опыта бурения скважин в аналогичных горно- геологических условиях разбуривание интервалов под направление, и кондуктор предусмотрено с использованием пресного естественного раствора с обработкой хим.реагентами с глубины 250 м, под эксплуатационную колонну - минерализованного раствора с переходом за 50м до вскрытия продуктивных пластов на минерализованный крахмально-биополимерный раствор.

Рецептура бурового раствора, нормы расхода материалов и реагентов, а также технологические показатели бурового раствора по интервалам бурения сведены в регламент. Потребное количество реагентов и материалов для строительства скважин.

Предусмотрено применение эффективной системы очистки бурового раствора с использованием отечественного и импортного оборудования и амбара для сбора отходов бурения скважины.

2.3.2 Химические реагенты и их приготовление для обработки бурового раствора

Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) - натриевая соль простого эфира целлюлозы и гликолевой кислоты. Чем выше степень полимеризации КМЦ, тем выше ее термостойкость и стабилизирующее действие на буровой раствор, поэтому наиболее эффективны реагенты марки КМЦ - 600, КМЦ - 700 и КМЦ - 800. Представляет собой мелкозернистый порошкообразный материал белого или кремоватого цвета, содержание влаги не более 10%, хорошо растворяется в воде, при подогреве растворимость улучшается.

Основное назначение КМЦ - снижение показателя фильтрации буровых растворов на водной основе, при этом повышается вязкость и структурные характеристики пресных растворов, а в растворах, минерализованных NaCl, наблюдается стабилизационное разжижение. КМЦ неустойчив к действию поливалентных катионов металлов, особенно Mg⁺⁺. Термоокислительная деструкция полимера начинается при t=130С, а использование ее в сочетании с модифицированными лигносульфонатами или специальными антиоксидантами позволяет повысить температурный предел применения КМЦ до 180^оС, а совместно с ГКЖ - до 180-200^оС (для пресных растворов).

КМЦ совместима практически со всеми реагентами, применяемыми для обработки буровых растворов, причем с рядом реагентов (КССБ, гипан, ГКЖ, крахмал, полиэтиленоксид) образует так называемые комплексные реагенты, в результате повышается эффективность их применения. Несовместима КМЦ с хроматами из - за их высокой окислительной способности.

КМЦ эффективна при рН 6 - 9, обычно применяется в области рН 8- 9. При избытке щелочи происходит свертывание молекул полимера и его деструкция, в кислых средах осаждается целлюлозогликолевая кислота.

Рекомендуемая концентрация КМЦ в пресных растворах - до 0,5%.

Приготовление водного 1 - 5% - го раствора КМЦ на буровой производится в гидромешалке и глиномешалке, которая заполняется на ²/₃ водой, загружается расчетное количество реагента со скоростью 10 - 15 минут на мешок, перемешивается до получения равномерной консистенции, доливается водой до полного объема и дополнительно перемешивается 20 - 30 минут. Для обработки бурового раствора обычно используется 1% - ый раствор КМЦ (40 кг реагента на глиномешалку).

В качестве резервного варианта КМЦ затворяется в дополнительной емкости (25 - 50 кг на 10м³ воды) через воронку со скоростью 20- 30 минут и перемешиванием в течение 20-30 минут.

В настоящее время производятся различные торговые марки КМЦ как в нашей стране (Камцел, КМЦ - Н, КМЦ- 700 “Экстра” и др.), так и за рубежом (Tylose, Fin - Fix и др.), свойства которых определяются соответствующими ТУ и сертификатами. Например, Камцел-3 соответствует, по данным ТУ, марки КМЦ 85/800. Приготовление и применение для обработки раствора аналогичны марки КМЦ-600.

Кальцинированная сода (Na₂CO₃) - мелкокристаллический порошкообразный продукт белого цвета, плотностью 2,5 г/см³ с содержание основного вещества 99%, водорастворим, применяется для связывания ионов кальция и магния в буровом растворе (основное назначение), а также для снижения жесткости воды, для регулирования рН бурового раствора. Вызывает рост набухания глины (при концентрации до 1%). Для обработки бурового раствора применяется в виде водных растворов 5-10%-ой концентрации.

Для приготовления водного раствора Na₂CO₃ используется глиномешалка, гидромешалка или специальная емкость для химреагентов, которые вводят в емкость через воронку.

Готовят раствор из расчета 50 кг на 1 м³ технической воды, причем первоначально набирается ²/₃ требуемого объема воды, затем постепенно вводится Na₂CO₃ за время 15-20 минут, доливается вода до требуемого объема и дополнительно перемешивается 10-15 минут.

Реамил, Амилор - крахмальные реагенты для обработки бурового раствора. Представляют собой порошкообразный материал белого или желтого цвета, массовая доля влаги не более 12. Применяются как реагенты-стабилизаторы для обработки буровых растворов на водной основе, в том числе минерализованных полимерных растворов.

Мел, известняк - осадочные породы, состоящие в основном из кальцита (CaCO₃), имеют плотность порядка 2,7 г/см³. Мел - мелкодисперсный порошок белого цвета без запаха, плотностью 2,7-2,72 г/см³.

Применяется в качестве утяжеляющего и кольматирующего агента в буровом растворе, в том числе в биополимерном. Карбонатные утяжелители разлагаются соляной кислотой.

Выпускается мел молотый марок ММС.

Мраморная крошка - представляет собой фракционный порошкообразный карбонат кальция плотностью порядка 2,7 г/см³, производится из мрамора, отличается высокой стойкостью к механическому разрушению. Применяется для кольматации приствольной части продуктивного горизонта и утяжеления буровых растворов при первичном и вторичном вскрытии продуктивного пласта, заканчивании и подземном ремонте скважин. Рекомендуется, в частности для утяжеления биополимерных растворов, инвертно-эмульсионных буровых растворов (ИЭР-ДФ). Выпускается мрамор молотый согласно ТУ 5716-005-49119346-01 марок М-1, М-2, М-3 (фракции 40 мкм, 60 мкм и 100 мкм соответственно), а также порошок микронизированный мраморный по ТУ 5716-006-49119346-01, марок ПММ-2, ПММ-1, ПММ-0,5 и ПММ-0,1 (фракции 15-20 мкм, 15-20 мкм, 10 мкм 5 мкм соответственно). Массовая доля остатка на сетке (N 0045) не более 2%, 1%, 0,5% и 0,1% для марок ПММ-2, ПММ-1, ПММ-0,5 и ПММ-0,1 соответственно, массовая доля воды и летучих веществ не более 0,5% , массовая доля растворимых в воде веществ не более 0,3-0,4 %, массовая доля карбоната кальция не менее 97%.

УМС - универсальный мраморный состав, выпускается в виде порошка, мраморный муки, массовая доля CaCO₃ не менее 98,5% водорастворимых солей не более 0,3%, влаги не более 0,5%, рН водной суспензии 8-9.

ККУ - карбонатный кольматант - утяжелитель, выпускается нескольких марок.

Мраморная крошка производится из мрамора, обладающего высокой стойкостью к механическому разрушению, поэтому он не диспергируется, в отличии от других форм карбоната кальция, и не приводит к увеличению вязкости буровых растворов. Растворяется в соляной кислоте, содержание оксида, нерастворимого в HCl - до 0,2%.

Выпускается мраморная крошка и других торговых марок (ИККАРБ и др.), поставляются импортные продукты - Lo-Wate, Baracarb и др.

Хлористый кальций (CaCl₂) - бесцветное кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде. Размер частиц CaCl₂, выпускаемого в виде чешуек и гранул, не должен превышать 10 мм. Выпускается трех марок: жидкий 28-30%-ой концентрации, кальцинированный (CaCl₂)2H₂O - кристаллогидрат) и плавленый (CaCl₂ - порошкообразный продукт, хорошо растворим в воде с выделением тепла). В бурении применяется для приготовления ингибированных хлоркальциевых растворов, для приготовления водной фазы инвертных эмульсионных растворов.