Краткий паспорт научной специальности

25.00.15 - технология бурения и освоения скважин

(технические науки)

I. Отрасль науки, по которой присуждаются ученые степени

Технические науки

II. Формула специальности

Содержанием специальности «Технология бурения и освоения скважин» является исследование технологических процессов бурения скважин на суше и на море, взаимодействия разрушающего инструмента с породой, научное обоснование совершенствования конструктивных и режимных параметров буровой техники и оборудования с целью повышения эффективности процесса бурения, методы исследования, испытания и проектирования отдельных частей бурового оборудования, исследование осложнении, аварии в процессе бурении, разработка научно обоснованных методов их предупреждения, исследование и разработка эффективных методов и технических средств для строительства, текущего и капитального ремонта нефтяных и газовых скважин, путей повышения их надежности.

Содержание специальности охватывает следующие основные направления:

Исследование наземного сооружения, оборудования и агрегатов для бурения нефтяных и газовых скважин с целью повышения их надежности работы, производительности и других технико-экономических показателей процесса бурения.
Исследование реологии и физико-механических свойств горных пород, процессов их разрушения инструментом при бурении.
Исследование подземной части сооружения и оборудования для вертикального, горизонтального и кустового бурения, совершенствование их конструкции с целью повышения эффективности взаимодействия с промывочной жидкости, породы и инструмента.
Разработка и исследование методов повышения технологических свойств бурового раствора, химических и технических средств для приготовления его компонентов.
Процессы освоения, строительства, текущего и капитального ремонта скважин. Разработка методов повышения эксплуатационной надежности скважин, техника и технология для борьбы с пескопроявлением в призабойной зоне.
Регулирование технологических процессов бурения скважин. Разработка методов предупреждения осложнений и ликвидации аварии при бурении.
Разработка и исследование методов и технических средств воздействия на призабойную зону при заканчивании и освоении скважин.
Разработка методов моделирования технологических процессов бурения скважин и рабочих процессов буровой техники с целью оптимизации их параметров.

III. Области исследований

Уравнения движения и взаимодействия разрушающего инструмента с породой, их напряженно-деформированные состояния и методы их решения.
Математическое и математико-статистическое моделирование технологических и рабочих процессов в бурении.
Режимы и технико-экономические показатели процесса бурения.
Регулирование работой буровой техники и оборудования, оптимизация их технологических и конструктивно-режимных параметров.
Совершенствование рабочих процессов при бурении и освоении скважин.
Методы повышения надежности работы буровой техники и оборудования.
Динамика, прочность и надежность работы буровой техники и их рабочих элементов.
Способы, технологии и техника для приготовления буровых растворов (промывочных жидкостей).
Методы и оборудование для вскрытия, освоения и испытания продуктивных пластов, а также воздействия на призабойную зону.

10) Стенды и оборудования для имитации, испытания и исследования про -

цессов бурения, строительства и ремонта скважин.

11) Вибрация в бурении скважин.

IV. Шифры и наименования смежных специальностей по номенклатуре,

принятой приказом МОН РК от 16 марта 2001 г., №174:

01.02.04 - Механика упругого деформируемого твердого тела;

01.02.06 - Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры;

05.02.13 - Машины, агрегаты и процессы (нефтегазовая отрасль);

25.00.11 - Поиски, разведки твердых полезных ископаемых;

25.00.17 - Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений.

V. Разграничения со смежными специальностями

Разграничение смежной специальности «Механика упругого деформируемого твердого тела» с основной специальностью заключается рассмотрением в исследованиях общих вопросов механики земли.

Разграничение смежной специальности «Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры» с основной специальностью определяется преобладанием в результатах исследований наиболее общих теоретических вопросов повышения надежности и прочности элементов буровой техники, общей постановкой задачи и применением аналитических методов их решения.

Разграничение смежной специальности «Машины, агрегаты и процессы в нефтегазовой отрасли» с основной специальностью определяется рассмотрением в них вопросов совершенствования и проектирования конкретных машин, оборудовании для бурения скважин и их элементов. В случае, если исследование машин и оборудовании будет рассмотрено в целях совершенствования режимов и технологических процессов или же других показателей бурения, то, исследования будут соответствовать основной специальности 25.00.15 - технология бурения и освоения скважин.

Специальность «Поиски, разведки твердых полезных ископаемых» разграничивается областью исследовании, где будут рассмотрены в основном вопросы механики земли, геология и геофизические методы разведки и разработки связанные с подготовкой буровых работ в месторождениях твердых полезных ископаемых. Рассмотрение конкретных вопросов бурения (горизонтального, наклонного и вертикального) скважин в месторождениях твердых полезных ископаемых (шахты, карьеры и.т.д.) будет основанием для соответствия специальности 25.00.15 - технология бурения и освоения скважин.

Специальность «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений» будет разграничена тем, что в данном случае должны рассматриваться вопросы, связанные с непосредственной разработкой месторождении в части строительства и обустройства нефтяных и газовых скважин в процессе их эксплуатации. В том случае, если в процессе строительства и обустройства скважин будут рассматриваться конкретные объекты процесса бурения и буровой техники для заканчивания и эксплуатации скважин, то вопросы будут относиться к специальности 25.00.15 - технология бурения и освоения скважин.

ПРОГРАММА - МИНИМУМ

кандидатского экзамена по специальности

25.00.15 - технология бурения и освоения скважин

(технические науки)

Программа составлена сотрудниками РГКП Атырауского института нефти и газа на основе вузовской программы (основная) курсов «Бурение нефтяных и газовых скважин», «Машины и оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин», «Разрушение горных пород», «Заканчивание скважин», соответствующих специальностям нефтегазового дела высшего и послевузовского (магистратура) профессионального образования, а также специальных разделов курса (дополнительная), рекомендованных составителями настоящей программы.

Составители: д.т.н., профессор Ахметов С.М.; д.т.н., доцент Джанзаков И.И.; д.т.н., доцент Ермеков М.М.; д.т.н. Измухамбетов Б.С.; д.ф.-м.н., профессор Мардонов Б.М.; к.т.н., доцент Ахметов Н.М., к.т.н. Абугалиев С.К.

 . ОСНОВНАЯ ПРОГРАММА

1. Наземное сооружение и буровое оборудование

Буровые установки и их агрегаты, станки для геологоразведочного, структурно-поискового и эксплуатационного бурения. Классификация и анализ основных схем. Принципы работы и основные расчеты. Буровые вышки и оборудование для спуска и подъема бурильной колонны, схемы их расположения. Методы оптимизации размещения вышек и оборудовании. Технологические и прочностные расчеты. Оборудование и инструмент для осуществления бурения. Виды оборудований в зависимости от способа бурения. Инструменты, методы их расчета и выбора. Подготовительные работы к бурению скважин 1-7.

2. Технология бурения скважин

Физико-механические свойства горных пород и процесс их разрушения при бурении. Основные физико-механические свойства горных пород, влияющие на процесс бурения. Основные закономерности разрушения горных пород при бурении. Буровые долота. Классификация и назначение. Основные виды долот в зависимости от специального назначения. Материалы, применяемые для изготовления долот. Основные расчеты и методы выбора рациональной конструкции и типов долот. Бурильная колонна. Элементы бурильной колонны, основные методы их расчета и выбора параметров. Условия и эксплуатация бурильной колонны. Промывка скважин. Виды буровых растворов, способы их приготовления и закачки в скважину. Оборудование для приготовления и очистки буровых растворов. Осложнения в процессе бурения. Предупреждение и борьба с поглощениями бурового раствора. Предупреждение газовых, нефтяных и водяных проявлений и борьба с ними. Режим бурения. Классификация и анализ способов бурения, методы обоснования выбора рационального способа. Выбор привода и класса буровой установки. Влияние параметров режима бурения на показатели работы долот. Разработка и контроль параметров режима бурения. Подача инструмента. Классификация и анализ способов и устройств для нерегулируемой и регулируемой подачи долота на забой. Конструкции и расчет параметров и режимов механических и автоматических устройств для подачи инструмента. Бурение скважин в заданном направлении. Предупреждение и борьба с искривлением ствола скважин. Бурение наклонно-направленных скважин. Кустовое и многозабойное бурение. Разобщение пластов. Выбор конструкции скважины. Обсадные трубы и расчет колонн. Устройства и приспособления для оснащения обсадных колонн. Спуск обсадной колонны в скважину. Цементирование скважин. Тампонажные материалы и оборудование для цементирования скважин. Расчет цементирования скважин. Подготовительные работы и процесс цементирования. Вскрытие, освоение и испытание продуктивных горизонтов (пластов) и сдача скважин в эксплуатацию. Аварии в бурении, их предупреждение и методы ликвидации. Виды аварий, их причины и меры предупреждения, Ликвидация пожаров, взрывов, прихватов. Ловильный инструмент и работа с ним. Организация работ при аварий. Перспективы дальнейшего развития техники и технологии бурения на нефть, газ и другие полезные ископаемые. Проблемы, связанные с расширением существующих возможностей бурения на нефть и газ при неблагоприятных морских условиях. Структурно-поисковое бурение. Конструкции скважин структурно-поискового бурения. Буровой снаряд для структурно-поискового бурения. Технология структурно-поискового бурения. Установки для геофизического и структурно-поискового бурения. Шнековое, вибрационное и другие виды структурно-поискового бурения. Технико-экономические показатели бурения. Технический проект на строительство скважин. Геолого-технический наряд. Показатели, определяющие продолжительность цикла строительства скважин. Скорости бурения, их влияние на показатели эффективности буровых работ. 2, 8-13.

3. Технология освоения скважин

Осложнения при освоении и эксплуатации скважин. Предупреждение и борьба пескопроявлении в призабойной зоне скважин. Классификация, анализ и методы расчета и рационального выбора параметров песчаных фильтров. Комплекс оборудовании для воздействия на призабойную зону скважин в осложненных условиях. Пакеры, устройства для создания гидравлических импульсов давления. 10,15.

 . ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА

Колебания в элементах бурового оборудования и инструмента. Сложное деформированное состояние горной породы и влияние его на процесс разрушения при бурении. Механизация и автоматизация трудоемких работ при бурении скважин, частичная или полная замена человеческого труда. Виброизоляция и виброзащита бурового оборудования. Применение нетрадиционных материалов или способов при приготовлении и очистке бурового раствора. Разработка специальных технических средств для бурения, освоения и строительства морских нефтяных и газовых скважин. Моделирование процесса бурения скважин с учетом переменности параметров и воздействии, возникающих в результате осложнении. Методы экспериментального исследования режима бурения и процессов в скважинах при бурении скважин. Стенды для испытания и исследования бурового оборудования и имитации процесса бурения, разрушения породы. Трение в бурении. Виды сопротивлении с учетом геологических условии. Методы оптимизации параметров и планирования экспериментов в бурении. Регрессионный анализ. Понятие о феномено-реологическом моделировании. Метод конечных элементов в процессе бурении и расчете параметров буровой техники. Нетрадиционные методы бурения, техника и технология, способствующие (ускоряющие) процессу бурения скважин. Методы расчета кинематических и динамических параметров буровых машин и устройств с учетом специфики их нагружения. Моделирование динамических процессов. Подъемные и погрузочно-разгрузочные устройства. Устройства для обслуживания и ремонта, основные методы их расчета. Особенности составления уравнения движения, определения кинематических и динамических параметров буровых машин [11, 16-22].

ЛИТЕРАТУРА

Алексеевский Г.В. Буровые установки Уралмашзавода. – Изд. 4-е, перераб. и дополн. - М.: Недра, 2002. – 248 с.
Вадецкий Ю.В. Бурение нефтяных и газовых скважин. – М.: Недра, 1999. – 521 с.
Александров М.П. Подъемно-транспортные машины. – М.: Высшая школа, 1979. – 656 с.
Иогансен К.В. Спутник буровика. – Изд. 2-е, дополн. - М.: Недра, 2003. – 315 с.
Масленников И.К., Матвеев Г.И. Инструмент для бурения скважин. Справочное пособие. – М.: Недра, 1999. – 677 с.
Караев М.А. Гидравлика буровых насосов. – Изд. 5-е, перераб. и дополн. - М.: Недра, 1983. – 298 с.
Буровые установки БУ-2500 универсальной монтажоспособности / Г.Б. Карапетян, В.П. Поляков, Ю.Л. Баренбойм и др. М.: ВНИИОЭНГ, 1993. – 214 с.
Гайворонский А.А., Цыбин А.А. Крепление скважин и разобщение пластов. М.: Недра, - 488 с.
Сидоров Н.А. Бурение и эксплуатация нефтяных и газовых скважин. – М.: Недра, 1982. – 434 с.
Технология бурения глубоких скважин / М.Р. Мавлютов, Л.А.Алексеев, К.И. Вдовин и др. – Изд 2-е, перераб. и дополн. - М.: Недра, 2002. – 535 с.
Бездробный О.И., Булатов А.И., Макаренко П.П. Обслуживание наземного цементировочного оборудования: Справочник. – М: Недра, 1996. – 323 с.
Булатов А.И., Аветисов А.Г. Справочник инженера по бурению: В 4 т. – М.: Недра, 1993-1996. – Т. 1-4.
Калинин А.Г., Левицкий А.З., Никитин Б.А. Технология бурения разведочных скважин на нефть и газ: Учеб. для вузов. – М.: Недра, 1998. – 302 с.
Лапшин П.С. Испытание пластов в процессе бурения. – М.: Недра, 1974. – 264 с.
Басарыгин Ю.М., Булатов А.И., Проселков Ю.М. Заканчивание скважин.: Учеб. для вузов. – М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2000. – 437 с.
Механизация вспомогательных операций в разведочном бурении / А.Д. Дьяков, Е.А. Козловский, Н.И. Корнилов и др. – М.: Недра, 1973. – 367 с.
Юртаев В.Г. Динамика буровых установок. Монография. – М.: Недра, 1987. – 214 с.
Шамшев Ф.А., Шелковников И.Г. Автоматизация и механизация производственных процессов при бурении геологоразведочных скважин. – М.: Недра, 1982. – 335 с.
Мардонов Б.М., Ахметов С.М., Ахметов Н.М. Динамика торможения ленточно-колодочного тормоза буровых лебедок / Под ред. академика Айталиева Ш.А. – Алматы: Ғалым, 2003. – 122 с.
Байгунчеков Ж.Ж., Кушеков А.У., Ахметов С.М. Упруго-рычажные механизмы для повышения надежности машин нефтяных промыслов. – Алматы: Өлке, 1997. – 116 с.
Айталиев Ш.М., Кудайкулов А.К., Мардонов Б.М. Механика прихвата бурильных колонн в нефтегазовых скважинах. – Алматы: Изд-во Эверо, 1999. – 86 с.
Андреев А.В., Шешко Е.Е. Транспортные машины и комплексы для открытой добычи полезных ископаемых. – М.: Недра, 1970.
Тауашев Р.З., Салимгереев А.Л. Буровые долота. – Учебное пособие. – Атырау: РИО АИНГ, 2000. – 128 с.
Кожевников А.А., Ермеков М.М., Умралиев Б.Т. Теоряи и практика импульсной технологии бурения геолого-разведочных скважин: Алматы, 2004. – 295 с.
Агзамов Ф.А., Измухамбетов Б.С., Умралиев Б.Т. Применение дезинтеграторной технологии при получении порошкообразных материалов для строительства скважин. – Санкт-Петербург: Недра, 2007. – 519 с.

ПРОГРАММА- МИНИМУМ

кандидатского экзамена по ОБЩЕМУ КУРСУ НАУКИ О ЗЕМЛЕ

для соискателей имеющих высшее или послевузовское (магистратура)

образование не по профилю специальности 25.00.15 - технология бурения

и освоения скважин (технические науки)

Программа составлена сотрудниками РГКП «Атырауский институт нефти и газа» на основе вузовской программы курсов «Основы нефтегазового дела», «Краткий курс бурения нефтяных и газовых скважин», «Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин», соответствующих специальностям высшего и послевузовского (магистратура) профессионального образования не нефтегазового профиля.

Составители: д.т.н., профессор Ахметов С.М.; д.т.н., доцент Джанзаков И.И.; д.т.н., доцент Ермеков М.М.; д.т.н. Измухамбетов Б.С.; д.ф.-м.н., профессор Мардонов Б.М.; к.т.н., доцент Ахметов Н.М., к.т.н. Абугалиев С.К.

Основные понятия и определения нефтегазового дела.

Общие сведения о нефтяной промышленности, этапы исторического развития, некоторые экономические аспекты. Новейшая история нефтяного рынка и рынка природного газа. Структура нефтяной промышленности, главные производители, независимые производители. Особенности производственных элементов структуры нефтяной промышленности. Основные вопросы, рассматриваемые в геологии нефти и газа. Элементы нефтепромысловой геологии и физики пласта. Продуктивный пласт, накопление и залегание, классы нефти. Геофизические методы исследования скважин. Основные понятия и определения по геологии нефти и газа. Основы геофизических методов исследования нефтегазовых скважин. Понятие о разработке нефтегазовых месторождений, основные разделы и этапы проектирования месторождений. Основы проектирования газонефтепроводов и газонефтехранилищ. Основные сведения по буровой технике, технологии бурения и освоения нефтяных и газовых скважин 1-3.

2. Бурение и освоение скважин как основной элемент нефтегазового дела.

Научные основы бурения и освоения скважин. Конструкции.

Технология процесса бурения и освоения скважин.

Основные конструкции отечественных и зарубежных буровых установок их классификация и отличительные особенности. Вспомогательные технические средства для бурения скважин. Составные элементы буровых установок и агрегатов 4-10, 19,20.

Понятие о разрушении горных пород. Физика разрушения и основные физико-механические свойства горных пород. Буровые инструменты, основные принципы их выбора и методы расчета. Эксплуатация и режимы работы буровой колонны. Принципы работы основных элементов системы промывки скважин и очистки бурового раствора. Понятие о горизонтальном и наклонном бурении. Кустовое бурение. Структурно поисковое бурение. Виды осложнений в процессе бурении скважин. Понятие о заканчивании скважин. Основные конструкции скважин, забоев и их расчеты. Цементирование обсадных колонн. Понятие вскрытия продуктивных пластов, основные принципы и способы, расчеты и условия проведения перфорации. Методы и оборудование для опробования и испытания пластов. Вопросы обеспечения защиты окружающей среды в процессе бурения и освоения скважин 11-14, 16-18, 21.

ЛИТЕРАТУРА

Грызунов Е.Е. Геофизические методы исследования скважин. – М.: Недра, 2001.
Артемьев И.А., Никешин Р.О. Основы нефтегазового дела. – Учеб. для вузов. – М.: Недра, 1999.
Геология пласта при освоении скважин в осложненных условиях / М.Л. Доценко, Примаков А.М. – М.: РГУ нефти и газа им. Губкина, 2000.
Алексеевский Г.В. Буровые установки Уралмашзавода. – Изд. 4-е, перераб. и дополн. - М.: Недра, 2002. – 248 с.
Вадецкий Ю.В. Бурение нефтяных и газовых скважин. – М.: Недра, 1999. – 521 с.
Александров М.П. Подъемно-транспортные машины. – М.: Высшая школа, 1979. – 656 с.
Иогансен К.В. Спутник буровика. – Изд. 2-е, дополн. - М.: Недра, 2003. – 315 с.
Масленников И.К., Матвеев Г.И. Инструмент для бурения скважин. Справочное пособие. – М.: Недра, 1999. – 677 с.
Караев М.А. Гидравлика буровых насосов. – Изд. 5-е, перераб. и дополн. - М.: Недра, 1983. – 298 с.
Буровые установки БУ-2500 универсальной монтажоспособности / Г.Б. Карапетян, В.П. Поляков, Ю.Л. Баренбойм и др. М.: ВНИИОЭНГ, 1993. – 214 с.
Гайворонский А.А., Цыбин А.А. Крепление скважин и разобщение пластов. М.: Недра, - 488 с.
Сидоров Н.А. Бурение и эксплуатация нефтяных и газовых скважин. – М.: Недра, 1982. – 434 с.
Технология бурения глубоких скважин / М.Р. Мавлютов, Л.А.Алексеев, К.И. Вдовин и др. – Изд 2-е, перераб. и дополн. - М.: Недра, 2002. – 535 с.
Бездробный О.И., Булатов А.И., Макаренко П.П. Обслуживание наземного цементировочного оборудования: Справочник. – М: Недра, 1996. – 323 с.
Булатов А.И., Аветисов А.Г. Справочник инженера по бурению: В 4 т. – М.: Недра, 1993-1996. – Т. 1-4.
Калинин А.Г., Левицкий А.З., Никитин Б.А. Технология бурения разведочных скважин на нефть и газ: Учеб. для вузов. – М.: Недра, 1998. – 302 с.
Лапшин П.С. Испытание пластов в процессе бурения. – М.: Недра, 1974. – 264 с.
Басарыгин Ю.М., Булатов А.И., Проселков Ю.М. Заканчивание скважин.: Учеб. для вузов. – М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2000. – 437 с.
Механизация вспомогательных операций в разведочном бурении / А.Д. Дьяков, Е.А. Козловский, Н.И. Корнилов и др. – М.: Недра, 1973. – 367 с.
Юртаев В.Г. Динамика буровых установок. Монография. – М.: Недра, 1987. – 214 с.
Шамшев Ф.А., Шелковников И.Г. Автоматизация и механизация производственных процессов при бурении геологоразведочных скважин. – М.: Недра, 1982. – 335 с.
Мардонов Б.М., Ахметов С.М., Ахметов Н.М. Динамика торможения ленточно-колодочного тормоза буровых лебедок / Под ред. академика Айталиева Ш.А. – Алматы: Ғалым, 2003. – 122 с.
Байгунчеков Ж.Ж., Кушеков А.У., Ахметов С.М. Упруго-рычажные механизмы для повышения надежности машин нефтяных промыслов. – Алматы: Өлке, 1997. – 116 с.
Айталиев Ш.М., Кудайкулов А.К., Мардонов Б.М. Механика прихвата бурильных колонн в нефтегазовых скважинах. – Алматы: Изд-во Эверо, 1999. – 86 с.
Андреев А.В., Шешко Е.Е. Транспортные машины и комплексы для открытой добычи полезных ископаемых. – М.: Недра, 1970. – 478 с.

Blog

Краткий паспорт научной специальности

Содержание