Контроль освоения материала по дисциплине

Вид материала

Литература

Содержание 3. Экономика бурения и разработки скважин 3.2. Стадии разработки залежей Вторая стадия Третья стадия Четвертая стадия 3.3. Проектирование разработки месторождений Число скважин Последовательность ввода скважин в эксплуатацию Способ эксплуатации скважин Рекомендации по регулированию баланса пластовой энергии в залежах 3.4. Основы подсчета запасов нефти и газа 3.4.1. Технико-экономические показатели и организация бурения 5. Основы проектирования, прогнозирования и планирования геолого-разведочных работ

Подобный материал:

• Контроль освоения материала по дисциплине, 2713.72kb.
• Курс обучения 4-й семестр 8 Факультет заочного образования Количество тестовых заданий, 236.28kb.
• Применение модульных технологий в биологии. Доклад, 125.33kb.
• Аннотация научно-образовательного материала, 27.05kb.
• Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «экономика природопользования», 267.36kb.
• Методические рекомендации для студентов по дисциплине «правовое регулирование маркетинговой, 469.28kb.
• Специальность: 051301 общая медицина, 36.55kb.
• Темы курсовых работ по дисциплине «Контроль и ревизия». Контроль правильности начисления, 14.83kb.
• Викторина по Средним векам. Цели : контроль и систематизация знаний по курсу истории, 57.55kb.
• План занятия Вступительная часть 10 мин. Обсуждение основного материала занятия, 1529.9kb.

3. ЭКОНОМИКА БУРЕНИЯ И РАЗРАБОТКИ СКВАЖИН


3.1. ОСНОВЫ ЭКОНОМИКИ ГЕОЛОГО-РАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ, БУРЕНИЯ И РАЗРАБОТКИ СКВАЖИН


Экономика бурения и разработки скважин как наука, это сложный инструмент развития добывающей промышленности.

В первом приближении «Основы экономики геолого-разведочных работ, бурения и разработки скважин» должны включать в себя экономические аспекты процессов:

геолого-разведочных работ;

бурения;

разработки и внедрение в эксплуатацию скважин.

Эти основные разделы должны включать экономические аспекты процессов:

- геолого-разведочных работ;

- заводнения и других приемов нефте и газоотдачи пластов;

- добычу нефти и газа (сбор из скважин/ их первичную переработку на промыслах, транспортировку и перекачивание её первичным /коллекторные сети/ и вторичным потребителям /нефте- и газопроводы до НПЗ или ГПЗ)


3.2. СТАДИИ РАЗРАБОТКИ ЗАЛЕЖЕЙ


При разработке нефтяной залежи различают четыре стадии:

I — нарастающая добыча нефти;

II — стабилизация добычи нефти;

3. — падающая добыча нефти;
   
4. — поздняя стадия эксплуатации залежи.
   

На первой стадии нарастание объемов добычи нефти обеспечивается в основном введением в разработку новых эксплуатационных скважин в условиях высоких пластовых давлений. Обычно в этот период добывается безводная нефть, а также несколько снижается пластовое давление.

Вторая стадия — стабилизация нефтедобычи — начинается после разбуривания основного фонда скважин. В этот период добыча нефти сначала несколько нарастает, а затем начинает медленно снижаться.

Увеличение добычи нефти достигается:

1. сгущением сетки скважин;
   
2. увеличением нагнетания воды или газа в пласт для поддержания пластового давления;
   
3. проведением работ по воздействию на призабойные зоны скважин и по повышению проницаемости пласта и др.
   

Задачей разработчиков является максимально возможное продление второй стадии. В этот период разработки нефтяной залежи в продукции скважин появляется вода.

Третья стадия — падающая добыча нефти — характеризуется снижением нефтедобычи, увеличением обводненности продукции скважин и большим падением пластового давления. На этой стадии решается задача замедления темпа падения добычи нефти методами, применявшимися на второй стадии, а также загущением закачиваемой в пласт воды.

В течение первых трех стадий должен быть осуществлен отбор 80 - 90% промышленных запасов нефти.

Четвертая стадия — поздняя стадия эксплуатации залежи — характеризуется сравнительно низкими объемами отбора нефти и большими отборами воды. Она может длиться достаточно долго — до тех пор, пока добыча нефти будет оставаться рентабельной. В этот период широко применяются вторичные методы добычи нефти по извлечению оставшейся пленочной нефти из пласта.

При разработке газовой залежи четвертую стадию называют завершающим периодом. Он заканчивается, когда давление на устье скважин составляет менее 0,3 МПа.


3.3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ


Проект разработки — это комплексный документ, являющийся программой действий по разработке месторождения.

Исходным материалом для составления проекта является информация о структуре месторождения, числе пластов и пропластков, размерах и конфигурации залежей, свойствах коллекторов и насыщающих их нефти, газа и воды.

Используя эти данные, определяют запасы нефти, газа и конденсата. Например, общие геологические запасы нефти отдельных залежей подсчитывают, умножая площадь нефтеносности на эффективную нефтенасыщенную толщину пласта, эффективную пористость, коэффициент нефтенасыщенности, плотность нефти в поверхностных условиях и величину, обратную объемному коэффициенту нефти в пластовых условиях. После этого находят промышленные (или извлекаемые) запасы нефти, умножая величину общих геологических запасов на коэффициент нефтеотдачи.

После утверждения запасов производится комплексное проектирование разработки месторождения. При этом используются результаты пробной эксплуатации разведочных скважин, в ходе которой определяют их производительность, пластовое давление, изучают режимы работы залежей, положение водонефтяных (газоводяных) и газонефтяных контактов и др.

В ходе проектирования выбирается система разработки месторождения, под которой понимают определение необходимого числа и размещения скважин, последовательность их ввода, сведения о способах и технологических режимах эксплуатации скважин, рекомендации по регулированию баланса пластовой энергии в залежах.

Число скважин должно обеспечивать запланированную на рассматриваемый период добычу нефти, газа и конденсата.

Размещаются скважины на площади залежи равномерно и неравномерно. При этом различают равномерности и неравномерности двух видов: геометрическую и гидрогазодинамическую. Геометрически равномерно размещают скважины в узлах правильных условных сеток (трех-, четырех-, пяти- и шестиугольных), нанесенных на площадь залежи. Гидрогазодинамически равномерным является такое размещение скважин, когда на каждую приходятся одинаковые запасы нефти (газа, конденсата) в области их дренирования.

Схему размещения скважин выбирают с учетом формы и размеров залежи, ее геологического строения, фильтрационных характеристик и т. д.

Последовательность ввода скважин в эксплуатацию зависит от многих факторов: плана добычи, темпов строительства промысловых сооружений, наличия буровых установок и т. д. Применяют «сгущающиеся» и «ползущие» схемы разбуривания скважин.

В первом случае вначале бурят скважины по редкой сетке, на всей площади залежи, а затем «сгущают» ее, т. е. бурят новые скважины между уже существующими.

Во втором — первоначально бурятся все проектные скважины, но на отдельных участках залежи. И лишь впоследствии добуриваются скважины на других участках.

«Сгущающуюся» схему применяют при разбуривании и разработке крупных месторождений со сложным геологическим строением продуктивных пластов, а «ползущую» — на месторождениях со сложным рельефом местности.

Способ эксплуатации скважин выбирается в зависимости от того, что добывается (газ или нефть), величины пластового давления, глубины залегания и мощности продуктивного пласта, вязкости пластовой жидкости и ряда других факторов.

Установление технологических режимов эксплуатации добывающих скважин сводится к планированию темпов отбора нефти (газа, конденсата). Режимы работы скважин изменяются во времени в зависимости от состояния разработки залежей (положения контура газо- или нефтеносности, обводненности скважин, технического состояния эксплуатационной колонны, способа эксплуатации скважин и др.).

Рекомендации по регулированию баланса пластовой энергии в залежах должны содержать сведения о способах поддержания пластового давления (заводнением или закачкой газа в пласт) и об объемах закачки рабочих агентов.

Выбранная система разработки должна обеспечивать наибольшие коэффициенты нефте-, газо-, конденсатоотдачи, охрану недр и окружающей среды при минимальных приведенных затратах.


Таким образом, целью поисково-разведочных работ является выявление, оценка запасов и подготовка к разработке промышленных залежей нефти и газа. В ходе поисково-разведочных работ применяются геологические, геофизические, гидрогеохимические методы, а также бурение скважин и их исследование.

Бурение — это процесс сооружения скважины путем разрушения горных пород. Скважиной называют горную выработку круглого сечения, сооружаемую без доступа в нее людей, у которой длина во много раз превышает диаметр.

Процесс добычи нефти и газа включает в себя три этапа. Первый — движение нефти и газа по пласту к скважинам, благодаря искусственно создаваемой разности давлений в пласте и на забоях скважин. Он называется разработкой нефтяных и газовых месторождений. Второй этап — движение нефти и газа от забоев скважин до их устьев на поверхности. Его называют эксплуатацией нефтяных и газовых скважин. Третий этап — сбор продукции скважин и подготовка нефти и газа к транспортированию потребителям. На этом этапе нефть, а также сопровождающие ее попутный нефтяной газ и вода собираются, затем газ и вода отделяются от нефти, после чего вода закачивается обратно в пласт для поддержания пластового давления, а газ направляется потребителям. В ходе подготовки природного газа от него отделяются пары воды, коррозионно-активные (сероводород) и балластные (углекислый газ) компоненты, а также механические примеси.


3.4. ОСНОВЫ ПОДСЧЕТА ЗАПАСОВ НЕФТИ И ГАЗА


Подсчет запасов нефти и газа лежит в основе проектирования разработки нефтяных месторождений. Он необходим для правильного объема и направления капитального строительства на каждом нефтяном промысле.

Для подсчета запасов нефти и газа применяют следующие методы:

1. объемный метод - наиболее точный и распространенный, применяется на всех стадиях изучения геологического строения месторождения;
   
2. метод материального баланса - используется в основном при подсчете запасов газа, а также запасов нефти в случае трещиноватых коллекторов, когда невозможно определить объем пор;
   
3. метод натурного моделирования - применяется для определения оставшихся запасов нефти при разработке месторождения.
   

Запасы нефти объемным методом рассчитываются по формуле

Q = Vmk_нη_nδ/b,

где Q - промышленные запасы, т;

V- объем нефтенасыщенных пород, м³;

k_н - коэффициент нефтенасыщенности, доли единицы;

η_n - коэффициент извлечения нефти, доли единицы;

δ - плотность разгазированной (товарной) нефти, т/м³;

b - объемный коэффициент, показывающий, какой объем 1 м³ товарной нефти занимает в пластовых условиях.

Значения величин m, k_н, η_n, δ и b определяются путем лабораторных исследований.

Объем нефтенасыщенных пород V при подсчете запасов категории А определяют по картам мощности нефтенасыщенных пород, а категорий В и С₁, - по формуле

V = S•h•cosα',

где S- нефтеносная площадь на поверхности, м²;

h - средняя эффективная мощность пласта, м;

а' - угол падения пласта.

Методы материального баланса и натурального моделирования применяются для подсчета оставшихся запасов газа и нефти при разработке месторождений, поэтому в настоящей главе они не рассматриваются.


3.4.1. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ И ОРГАНИЗАЦИЯ БУРЕНИЯ

Рассмотрим основные показатели бурения и строительства скважин в целом.

Механическая скорость V_М:

V_М = h/t

где h - проходка, м;

t - продолжительность механического разрушения горных пород на забое или время проходки интервалов, ч.

Таким образом, V_М - средняя скорость углубления забоя. Она может рассчитываться по отдельному долоту, отдельному интервалу, всей скважине и т.д.

Рейсовая скорость Vр:

Vр = h_Д/(t_б+ t_спо)

где h_Д - проходка на долото, м;

t_б - продолжительность работы долота на забое, ч;

t_спо - продолжительность спуска и подъема долота, наращивания инструмента, ч.

Проходка на долото - очень важный показатель, определяющий расход долот на бурение скважины, потребность в них по площади УБР.

Техническая скорость V_Т (м/ст.-мес.) отражает технические и технологические возможности буровых установок, способов, режимов бурения буровой бригады:

V_Т = L/Т_пр

где L - глубина скважины, м;

Т_пр - производительное время работы буровой бригады (мес), оно включает все время механического бурения, спуско-подъемных операций, крепления, нормативное время на ремонт, вспомогательные работы и т.д.

Коммерческая (общая) скорость V_К (м/ст.-мес):

V_К = L/Т_К

где Т_К -календарное время от начала подготовительных работ к бурению до сдачи скважины в эксплуатацию (или бригадам по испытанию скважин), мес.

Коммерческая скорость определяет, сколько скважин, тысяч метров пробурено буровой бригадой за месяц, квартал, год, сколько бригад надо иметь, чтобы выполнить план и т.д.

Цикловая скорость V_Ц (м/ст.-мес):

V_Ц = L/Т_Ц

где Т_Ц - календарное время от начала строительно-монтажных работ до окончания демонтажа буровой установки, мес.

Цикловая скорость характеризует использование буровых установок, являющихся основными фондами. Она позволяет определить, сколько буровых установок необходимо иметь для выполнения планового объема работ.

Общий уровень организации буровых, строительно-монтажных работ четко проясняется при сравнении цикловой, коммерческой и технической скоростей бурения. Чем лучше организация строительно-монтажных работ, тем ближе V_Ц и V_К; чем совершеннее технология бурения, меньше аварий, тем V_К ближе к V_Т.

Передовые строительно-монтажные бригады перебазируют тяжелые буровые установки за несколько часов, а в год монтируют свыше 200 буровых.

В ЗапсиббурНИПИ была выполнена работа по крупноблочному монтажу бурового оборудования. Монтаж-демонтаж крупных блоков сводился к сборке и разборке коммуникаций между блоками. Транспортировка блоков в зависимости от расстояния предусматривалась либо вертолетами, либо наземным транспортом. Цикл строительства скважины включает:

• подготовительные к строительству буровой работы (строительство подъездных путей, линий электропередач, линий связи, трубопроводов, бурение скважины на воду, выравнивание и обваловка площадки или кустового основания и др.);
  
• строительно-монтажные работы (сборка буровой, монтаж на новой точке);
  
• подготовительные работы к бурению (осмотр и наладка оборудования, оснастка талевой системы, бурение и крепление шурфа и др.);
  
• проводку ствола и крепление;
  
• оборудование устья, испытание скважины на приток, сдачу скважины в эксплуатацию;
  
• демонтаж буровой установки и транспортировку на новое место;
  
• рекультивацию земель.
  

В геолого-технических нарядах, выдаваемых буровым и вышкомонтажным бригадам, выдаются наряды на выполнение этих работ, приводятся сведения о геологических условиях проходки, составе пород, зонах возможных осложнений, проектной глубине, цели и способе бурения, конструкции скважины, буровой установке, режиме бурения.

Для оценки фактического использования времени на отдельные виды работ составляют баланс времени строительства скважины, где отмечаются и простои при выполнении предусмотренных работ, и время на ликвидацию аварий, осложнений, и простои по организационным вопросам. Анализ баланса времени позволяет выявить резервы для снижения непроизводительных затрат времени, увидеть возможность изменения соотношения времени между спуско-подъемными операциями, креплениями, вспомогательными работами и др.


5. ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, ПРОГНОЗИРОВАНИЯ И ПЛАНИРОВАНИЯ ГЕОЛОГО-РАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ


5.1. ПРОЕКТ НА ГЕОЛОГО-РАЗВЕДОЧНЫЕ РАБОТЫ


Проект на геолого-разведочные работы состоит из нескольких разделов, таких как:

• геологическое задание;
  
• географо-экономическая характеристика района работ;
  
• геологическая, гидрогеологическая, геохимическая и геофизическая характеристика объекта работ;
  
• методика проектируемых работ и подсчет ожидаемого прироста (перевода) запасов полезных ископаемых;
  
• охрана недр и окружающей природной среды;
  

•перечень, объемы и условия производства проектируемых работ.

Проекты на проведение геолого-разведочных работ составляются работниками экспедиций (партий) или специализированных подразделений.

Название проекта должно соответствовать геологическому заданию и отражать наименование объекта и стадию работ.

В геологическом задании предусматриваются:

• целевое назначение работ, пространственные границы объекта и основные оценочные параметры;
  
• геологические задачи, последовательность и основные методы их решения;
  

- ожидаемые результаты и сроки выполнения работ (с указанием форм отчетной документации).

В разделе «Географо-экономическая характеристика» указываются административное положение района работ, тип рельефа, абсолютные отметки и относительные превышения, климатические условия, географическая сеть, наличие многолетней мерзлоты, источники питьевой и технической воды, обнаженность, залесенность и заболоченность, наличие карстовых явлений, оползней, селей.

Кроме того, приводятся сведения об экологической ситуации, о ведущих отраслях материального производства, о наличии и мощности источников электроэнергии, наличии строительных материалов, возможности набора рабочих на месте, об аренде помещения для жилых и производственных целей и другие данные, влияющие на условия организации геолого-разведочных работ.

Следующий раздел содержит обзор, анализ и оценку ранее проведенных исследований, степень изученности объекта (геологическое, геохимическое, геофизическое, гидрогеологическое и т.п.), краткий анализ гидрогеологических работ, выполненных на объекте ранее. Здесь указываются прогнозные ресурсы и запасы полезных ископаемых по соответствующим категориям, наличие ТЭС и ТЭО временных кондиций, излагаются сведения об обеспеченности объекта работ топографическими картами и аэрофотоматериалами.

При освещении геологической и других характеристик района работ большое внимание уделяется данным по стратификации, тектонике, магматизму, вулканизму, полезным ископаемым и гидрогеологии. В частности, указываются условия и глубина залегания рудных тел, протяженность и мощность рудных тел, состав и технологические свойства, водообильность горизонтов, химический состав, возможные осложнения при бурении скважин и проходке горных пород.

В разделе, посвященном методике проектируемых работ и подсчету ожидаемого прироста (перевода) запасов полезных ископаемых, формулируются конкретные задачи в соответствии с геологическим заданием и обосновывается рациональный комплекс работ по их решению.

При разработке проектов должны соблюдаться требования нормативных документов, определяющих методику проведения геологоразведочных работ на различных стадиях, их виды и последовательность.

В проектах на производство поисково-оценочных работ, предварительной, детальной разведки приводится подсчет ожидаемого прироста (перевода) запасов полезных ископаемых. Учитываются начальное состояние запасов, ожидаемые запасы по объекту после выполнения проектируемых работ. Подсчет запасов осуществляется с разбивкой по категориям, а в необходимых случаях - по типам и сортам руд.

При проектировании региональных геолого-геофизических исследований определяются площади космофотогеологического картирования, глубинного мелкомасштабного картирования в комплексе с общими геохимическими исследованиями, объемы глубинного зондирования по опорным профилям и др. В необходимых случаях предусматривается одновременное проведение с геолого-съемочными работами специализированных геологических исследований - стратиграфических, литологических, минералогических и др.

При проектировании гидрогеологических и инженерно-геологических съемок определяются категории сложности проведения съемок, площади съемок: общая и по каждой категории сложности. Обосновываются методика и способ производства опытных откачек и наливов, указывается их продолжительность, предполагаемый расход воды и понижение уровня. Если есть необходимость проведения стационарных гидрогеологических наблюдений, в проекте указываются число пунктов наблюдений и их оборудование, расстояние между ними, характер наблюдений и частота замеров, продолжительность режимных наблюдений и способ передвижения наблюдателей при их выполнении.

При проектировании геофизических работ определяют задачи, подлежащие решению, рациональный комплекс методов и видов геофизических исследований, категория трудности производства работ, оптимальная густота сети наблюдений, способ передвижения, вид производственного транспорта. Указываются объемы основных и вспомогательных работ (бурение сейсморазведочных скважин, взрывные и топографо-геодезические работы и др.). Приводят методику интерпретации материалов по каждому методу и результатов комплексных исследований.

Проектирование подземных горных выработок включает составление перечня выработок, горно-геологические условия их проведения. Обосновывают положение выработок, размеры, формы их поперечного сечения, способы и технологию проходки, выбор средств механизации, основного проходческого оборудования и способа крепления выработок; рассчитывают основные технико-экономические показатели проходки выработок различного назначения.

При проектировании шурфов и открытых горных выработок устанавливают места их заложения, объемы работ по проходке и креплению с распределением этих объектов по условиям проходки, категориям пород, интервалам глубин и площади сечения выработок.

При проектировании буровых работ в соответствии с геологическими задачами определяются траектории и места заложения скважин, их глубина, интервалы отбора керна, выход его по интервалам. Исходя из горно-геологических условий бурения и параметров скважин выбираются типы буровых станков и другого оборудования, способы бурения, обосновываются конструкции скважин и технологии бурения. Рассчитываются объемы бурения, которые распределяются по назначению скважины, их типу и способу бурения.

Проектирование опробования полезных ископаемых и горных пород включает определение видов опробования, объемов и способов отбора и обработки проб, числа проб по типам и размерам, длины опробуемого керна буровых скважин, категории опробуемых пород по буримости. Обосновывается также начальная и конечная масса проб, схема обработки и коэффициент неравномерности распределения минеральных компонентов.

При проектировании лабораторных и технологических исследований по каждому виду лабораторных работ устанавливаются объемы работ в натуральном выражении (число проб, образцов, шлифов) и перечень намечаемых к выполнению исследований (химических, спектральных, минералогических и др.). Определяются объемы работ, выполняемых собственными лабораториями, центральными или сторонними организациями, а также объемы анализов, направляемых на внешний геологический контроль, и указывается лаборатория, которая будет их проводить.

В ходе проектирования топографо-геодезических и маркшейдерских работ выбираются такие их комплексы и отдельные виды, которые по точности и срокам выполнения доступны, а по стоимости - наиболее экономны. Указываются их объем, назначение, содержание, размещение, методики проведения, масштаб и др., а также эффективное использование имеющихся топографических и аэросъемочных материалов.

При проектировании камеральных работ определяют объем и содержание отчета, перечень графических материалов. Исходя из поставленных геологическим заданием задач и требований к геологической информации мотивируется необходимость проведения тематических (опытно-методических) и картосоставительских работ по данному проекту, устанавливаются сроки их проведения.

Одним из основных вопросов раздела проекта «Перечень, объемы и условия производства проектируемых работ» является выбор технических средств для их выполнения. При выборе марки оборудования, машин, приборов, аппаратуры, средств транспорта руководствуются такими критериями, как:

• получение достоверных геологических данных, необходимых для выполнения геологического задания, и в достаточном объеме;
  
• завершение проектируемых работ в установленные сроки при наименьших затратах.
  

В проекте предусматриваются работы, связанные с охраной недр и окружающей среды при выполнении геологических исследований в соответствии с законодательством о недрах. В данном разделе проекта определяются объемы этих работ и способы их производства, затраты времени и труда, денежные затраты.

В заключительном разделе проекта по данным предыдущих разделов приводится в табличной форме перечень, объем и условия производства проектируемых работ для составления сметы.

Проект рассматривается на научно-технических советах и утверждается руководством на разных уровнях в соответствии с Инструкцией по составлению проектов и смет. Вся проектно-сметная документация подвергается экспертизе, результаты которой оформляются протоколом.

При изменении геологического задания, уточнении горно-геологических условий к проекту работ составляются дополнения.