Расчет бурильной скважины

Тип:
Добавлен:

Введение

бурение скважина колонна

Район, область, республика: Сургутский район, Ханты-Мансийский Автономный Округ, Тюменская область.

Месторождение: Самотлорское нефтяное месторождение.

Проектный горизонт: песчаный горизонт

Проектная глубина: Н=3400м

Мощность продуктивного пласта, подлежащего вскрытию: 300м

Профиль скважины: вертикальная

Ожидаемый дебит: нефть - 100 т/сут , газ-240т/сут

Пластовое давление: 34 МПа

В процессе проводки скважины подъемная система выполняет различные операции. В одном случае она служит для проведения СПО с целью замены изношенного долота, спуска, подъема и удержания на весу бурильных колонн при отборе керна, ловильных или других работах в скважине, а также для спуска обсадных труб. В других случаях обеспечивает создание на крюке необходимого усилия для извлечения из скважины прихваченной бурильной колонны или при авариях с ней. Для обеспечения высокой эффективности при этих разнообразных работах подъемная система имеет два вида скоростей подъемного крюка: техническую для СПО и технологические для остальных операций.

В связи с изменением веса бурильной колонны при подъеме для обеспечения минимума затрат времени подъемная система должна обладать способностью изменять скорости подъема в соответствии с нагрузкой. Она также служит для удержания бурильной колонны, спущенной в скважину, в процессе бурения.

Подъемная система установки (рис. 1.1) представляет собой полиспастный механизм, состоящий из кронблока 4, талевого (подвижного) блока 2, стального каната 3, являющегося гибкой связью между буровой лебедкой 6 и механизмом 7 крепления неподвижного конца каната. Кронблок 4 устанавливается на верхней площадке буровой вышки 5. Подвижный конец А каната 3 крепится к барабану лебедки 6, а неподвижный конец Б - через приспособление 7 к основанию вышки. К талевому блоку присоединяется крюк 1, на котором подвешивается на штропах элеватор для труб или вертлюг. В настоящее время талевый блок и подъемный крюк во многих случаях объединяют в один механизм - крюкоблок.

Рис.1.1

1.Геологические условия бурения

0мЛитологический состав породИнтервал глубины, мТвердость породПластовое давление, МПаОсложнения150мПесчаник0-300С41.Обвалы стенок скважины в инт. 1100-1200м 2.Поглащение раствора в инт. 1900-2000м300мИзвестнякТВ1000мМергель300-2200М191800мИзвестнякТВ рыхл2200мГлиныМ3000мСланец2200-3400ТВ343400мИзвестнякТВ

.1 Коэффициент аномальности

Ка п.ф. / Рп.н.

1.Ка =4 / 3 = 1,35

2.Ка =19 / 22 = 0,86

.Ка =34 / 34 = 1

Рп.н. = в g h

.Рп.н. = 10 300= 3 МПа

.Рп.н. = 1000 10 2200= 22 МПа

.Рп.н. = 10 3400 = 34 МПа

.2 Расчет плотности растворов

p-ов = Ка в

1.p-ов = 1,33 1 = 1330 кг/м3

2.p-ов = 0,86 кг/м3

3.p-ов = 1 1 = 1000 кг/м3

2.Выбор конструкции скважины

Расчет ведем снизу-вверх для всей конструкции скважины. Диаметр последней спускаемой в скважину колонны известен до начала расчета:эк1(услов)=140мм Dэк1 (по ГОСТу)=139.7ммм1 (по ГОСТу)=153.7мм

1.Определение диаметра долота для бурения первого снизу.

д1=Dм1 + 2a1 (2.1)

м1 - наружный диаметр соединительной муфты обсадной колонны.1 - рекомендуемый зазор между муфтой и стенками скважины; он зависит от диаметра обсадной колонны и выхода обсадной колонны из-под башмака предыдущей.1=20ммд1=153.7мм + 40мм=193.7мм

2.Подбор нормализованного размера долота по расчётному значению. Необходимые сведения по размерам долот и бурильных головок приведены в [1]

Dд1 (по ГОСТу)=200мм

3.Определение внутреннего диаметра второй (снизу) обсадной колонны.

ok2=Dд1 + 2b (2.2)

ок2= 200 + 2 x 5=210ммок2 (по ГОСТу)= 216.9ммрекомендуемый радиальный зазор между долотом и внутренней стеной обсадной трубы.=5

4.Определение наружного нормализованного диаметра второй обсадной колонны. По расчетному значению внутреннего диаметра второй обсадной колонны с использованием таблиц ГОСТа отыскивается наружный нормализованный диаметр обсадной колонны Dок2.

Dок2 (по ГОСТу)=244.5ммм2 (по ГОСТу)=269.9мм

5.Определение диаметра долота для бурения под вторую колонну.

д2=Dм2 + 2а2 (2.3)

а2 -условный диаметр обсадных труб (по таблице 3)

а2=30мм

6.Подбор нормализованного долота Dд2 по расчетному значению

Dд2=269.9 + 60=329.9ммд2 (по ГОСТу)=349.2мм

7.Определение внутреннего диаметра третьей снизу обсадной колонны. dk3

k3=Dд2 + 2b (2.4)

k3=349.2 + 10=359.2ммk3 (по ГОСТу)= 373.0мм

8.Определение наружного нормализованного диаметра третьей обсадной колонны. По расчетному значению внутреннего диаметра второй обсадной колонны с использованием таблиц ГОСТа отыскивается наружный нормализованный диаметр обсадной колонны Dок3

Dk3 (по ГОСТу)=406.4ммм3 (по ГОСТу)=431.8мм

9.Определение диаметра долота для бурения под третью колонну.

Dд3=Dм3 + 2a3 (2.5)

3=35ммд3=431.8 + 2 x 35=501.8мм

Подбор нормализованного долота Dд3 по расчетному значению.д3 (по ГОСТу)=508.0мм

Таблица 2. Конструкция скважины

Тип колонныГлубина спуска колонны, мДиаметр колонны, ммДиаметр долот, ммЦементКондукторная300406.4508.0НетОбсадная1800244.5349.2НетЭксплуатационная3400139.7200на всю глубину

Выбор способа бурения

В ходе выполнения проекта мы используем роторный способ, без отбора керна.

Выбор типа долот и режима бурения

Осевая нагрузка

Для хорошо изученных районов осевая нагрузка может быть определена по формуле Шрейнера Л.А.

G=α x Рш х Sk (5.1)

α - коэффициент равный

для мягких пород 1.0 - 1.5

для средних пород 0.7 - 1.0

для твердых пород 0.1 - 0.7

k = Дд х б х η/2 (5.2)

Дд - диаметр долота, м.

η - коэффициент перекрытия долота (1.2 - 1.7)

б - начальное притупление зубьев, м ((0.7 - 1.5)>10-3)k1 =0.508 х (1.5/2) х (0.7 x 10-3)=0.00027 м2k3 =0.3492 х (1.5/2) х (1 x 10-3)=0.00027 м2k3 =0.200 х (1.5/2) х (1.5 x 10-3)=0.0002 м2

Таблица 3 Твердость пород по Шрейнеру Л.А.

ПородаТвердость, МПаГлины100 (М)Мергель250 (М)Песчаник1500 (С)Известняк2000 (Т)Сланец2000 (Т)песчаник(0-150м)=0.7 x 1500 x 0.00027=0.286 кHизвестняк(150-300м)=0.1 x 2000 x 0.00027=0.054 кНмергель(300-1000м)=1.0 x 250 x 0.00027=0.068 кHизвестняк(1000-1800м)=0.1 x 2000 x 0.00027=0.054 кHглина(1800-2200м)=1.5 x 100 x 0.00027=0.04 кHсланец(2200-3000м)=0.1 х 2000 х 0.0002=0.04 кНизвестняк(3000-3400м)=0.1 х 2000 х 0.0002=0.04 кН

Число оборотов долота

Определяется по формуле Владиславлева В.С.

n=Gmax x nmin/G (5.3)

n- частота вращения долота, об/мин.min - минимальная частота вращения ротора, берется по характеристике буровой установки, об/мин.min =100 об/минmax - максимальная нагрузка на долото, рассчитанная по формуле Шрейнера Л.А., кг (кН)max=0.286 кН- фактическая нагрузка на долото, выбранная для данного долота кг (кН)песчаник(0-150м)= 0.286 x 100/0.286 =100 об/минизвестняк(150-300м)= 0.286 x 100/0.054=530 об/минмергель(300-1000м)= 0.286 x 100/0.068=421 об/минизвестняк(1000-1800м)= 0.286 x 100/0.054=530 об/минглина(1800-2200м)= 0.286 x 100/0.04=715 об/минсланец(2200-3000м)= 0.286 x 100/0.04=715 об/минизвестняк(3000-3400м)= 0.286 x 100/0.04=715 об/мин

Расход промывочной жидкости

Определяется по формуле

= 0.785 x (D2д - D2т) x Vв , м3/с (5.4)

д - диаметр долота, мт - диаметр бурильных труб, мв - скорость восходящего потока промывочной жидкости м/с

для мягких пород 1.2 - 1.5 м/с

для пород средней твердости 0.9 - 1.2 м/с

для твердых пород 0.6 - 0.9 м/спесчаник(0-150м)=0.785 х (0.5082 - 0.1682) х 1.0=0.180 м3/с=180 л/сизвестняк(150-300м)=0.785 x (0.5082 - 0.1682

Copyright © 2018 WorldReferat.ru All rights reserved.