Бурение эксплуатационной скважины на нефть на Западно–Камынском месторождении
Курсовой проект - Геодезия и Геология
Другие курсовые по предмету Геодезия и Геология
вующей группы прочности стали и толщины стенки для комплектования секций обсадной колонны.
Исходные данные:
Диаметр эксплуатационной колонны D = 168 мм, глубина скважины Н = 3000 м.
Расчетная схема, применяемая для расчета обсадных колонн спущенных в нефтяную эксплуатационную скважину, представлена на рисунке 2.
А - конец эксплуатации, Б - начало эксплуатации
Рис. 2. Расчетная схема для эксплуатационной скважины.
Расчет:
) Коэффициент запаса на избыточное наружное давление:
nкр = 1.15
) Коэффициент запаса на избыточное внутреннее давление:
nв = 1.15
) Коэффициент запаса на страгивание:
nстр = 1.15
I)Определение избыточного наружного давления в характерных точках:
1. z = 0;
ниz = 0.01?рz = 0(7)
где ?р - плотность промывочной жидкости, z - глубина
Pниz = 0.011.050 = 0
. z = H = 200м; Pниz = 0.01?рH = 0.011.05200 = 2.1 МПа;
. z = L = 3000м;
ниz = 0.01[( ?цр - ?в)L - (?цр - ?р)h + ?вH](1-k)(8)
где ?цр - плотность цементного раствора, ?в - плотность скважинной жидкости, k - коэффициент разгрузки, характеризующий уменьшение напряжений в обсадной колонне при затвердевании цемента; k = 0.25;
Pниz = 0.01[( 1.86 - 0.85)3000 - (1.86 - 1.05)0 + 0.85200](1 - 0.25) = 20.85 МПа,
II)Определение избыточного внутреннего давления в характерных точках:
1. z = 0;
Ру = 30.2 - 0.010.853000 = 4.7 МПа
.1Ру ? Роп
.14.7 ? 9 МПа
Рвиz = Роп = 9 МПа
. z = L = 3000 м;
ниz = {Роп - 0.01[( ?цр - ?в)L - (?цр - ?р)h]}(1-k)(9)
где Роп - давление опрессовки;
Рвиz = {9 - 0.01 [(1.86 - 1)3000 -(1.86 - 1.05)0}(1 - 0.25) = -12.6 МПа;
По полученным данным избыточных давлений строится эпюра давления (рис. 3):
Рис. 3. Эпюра давления.
III)Проектирование обсадной колонны.
Ркр = nРниz = 1.1520,85 = 23,98 Мпа
? = 8,9 мм, группа прочности Д, Ркр = 26,9 МПа
? = 8,0 мм, группа прочности Д, Ркр = 22,1 МПа - выбираем для второй секции
МПа
-предельная глубина спуска
Длина труб первой секции:
l1 = L - lдоп8Д = 3000 - 2700 = 300 м.
Вес труб первой секции:
Q1 = q8,9l1 = 383Н/м300м = 105900 Н = 0.106 МН
Вторая секция обсадной колонны:
Трубы третьей секции берём: группа прочности Д, Ркр=18,3 МПа
Длина труб второй секции:
2 = lдоп8Д- lдоп7,3Д=2700 - 2400 =300 м
Вес труб второй секции:
2 = q8l2 = 323Н/м300м = 96900 Н = 0,097 МН
Третья секция обсадной колонны:
Длину труб третьей секции определяем положив в основу расчёт на страгивание:
Рстр7,3Д=0,843МН q7.3=Н
(10)
где Рстр7,3Д - страгивающая нагрузка на обсадную трубу марки Д с d = 7,3 мм,
nстр - коэффициент запаса на страгивание, Q1 - вес предыдущих секций, q7,3 - вес 1 м трубы с d = 7,3 мм;
Вес труб третьей секции:
МН
1+Q2+Q3=0,53+0,097+0,106=0,733МН
Растягивающая нагрузка, при которой напряжение в теле труб достигает предела текучести:
Р=1,392 МН
- осевая нагрузка при которой в теле трубы достигается половина предела текучести
1+Q2+Q3=0,53+0,097+0,106=0,733МН
.Расстояние от устья скважины до сечения, в котором достигается растягивающая нагрузка 0,696МН:
На этой глубине Рниz=12МПа.
Расстояние от устья до верхней части труб секции: 3000-300-300-1809=591м
На этой глубине Рвиz=4,9МПа
Четвёртая секция обсадной колонны:
Трубы четвёртой секции берём: группа прочности Д,
Рстр8Д=0,931МН q8=Н
Вес труб четвёртой секции:
Пятая секция обсадной колонны:
Трубы пятой секции берём: группа прочности Д,
Рстр8,9Д=1,078МН q8,9=Н
3000-300-300-1809-237=354м. Нам необходимо 354м, поэтому принимаем длину пятой секции 354м и считаем вес: Q5=0,125 МН.
Полученные данные заносим в таблицу 3.
Таблица 3.
Сводная таблица длины и веса секций бурильных труб
№ секции снизу вверхТолщина стенки, МмИнтервал спуска, мДлина секции, мВес 1 м труб, НВес секции, МН18,92700-30003003530,106282400-27003003230,09737,3591-240018092930,5348354-5912373230,07758,90-3543543530,125300030000,671
Выбор типов породоразрушающих инструментов
В соответствии с геологическими данными и данными по категориям твердости, и абразивности (табл.5) весь геологический разрез разделяется на пачки пород, сходные приближенно по твердости и абразивности, а затем подбираются необходимые для бурения в каждой из этих пачек пород долота (I пачка 0 -50 м,II пачка 50-730 м, III пачка - 730-3000 м).
Используя рекомендации применения породоразрушающего инструмента по категориям твердости и абразивности, по первой пачке пород наиболее целесообразно является использование шарошечного долота 393,7 М-ЦВ, по второй пачке - 295,3 МС-ЦВ, по третьей - 215,9 С-ГВ.(табл.4.)
Таблица 4.
Использование различных типов долот по пачкам
Интервалы буренияГорная породаТип долота0-50Четвертичные отложения393,7 М-ЦВ50-730Супеси, суглинки, глины, пески. Опоки и опоковидные глины295,3 МС-ЦВ730-3000Аргиллиты, песчаники, глины и алевролиты суглинки215,9 С-ГВ
Геологические и физико-механические сведения по проектной скважине приведены в таблице 5.
Таблица 5.
Геологические и физико-механические сведения по проектной скважине
Стратиграфический разрезЛитологическое описание породДинамическая прочностьКоэффициент абразивностиОбъединённый показатель по буримостиКатегория по буримостиТрещинноватостьУстойчивостьТип ПРИОсложнения0Четвертичные отложенияСупеси, суглинки, глины, пески.2.50.42.8IIТрещиноватыеНеустойчивые MОбвалы стенок скважины ,осыпи ,поглащения бурового раствора50Алымская свитаМС100Новомихайловская свита220Журавская свита300Чеганская свита470Люлинворская свитаОпоки и опоковидные глины