Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников составлены в соответствии с государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности 0907 "Бурение нефтяных и газовых скважин" (регистрационный номер 12-0907-Б),

Вид материала

Методические указания

Содержание Литература: 2, с. 372...378 Литература: 2, с. 378...385. Практические заиягпия№ 5 Литература: 2, с. 401...407 Литература: периодические издания 3. Примерный перечень лабораторно-практических занятий 3.1 примерный перечень практических занятий Общие методические указания

Подобный материал:

• Методические указания составлены в соответствии с государственными требованиями к минимуму, 1563.17kb.
• Методические указания и задания на контрольные работы учебной дисциплины «Бурение нефтяных, 375.09kb.
• Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников по специальности, 315.66kb.
• Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников специальностей, 315.13kb.
• Методические указания и контрольные задания по дисциплине «Издание карт и атласов», 780.64kb.
• Методические указания и задания для домашней контрольной работы учебной дисциплины, 645.89kb.
• Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников по специальностей, 540.83kb.
• Методические указания и контрольные задания к внеаудиторной самостоятельной работе, 326.33kb.
• Методические указания и контрольные задания учебной дисциплины «Технология текущего, 962.09kb.
• Методические указания по выполнению домашней контрольной работы для студентов заочного, 995.29kb.

23

Методические указания

Разобщение пластов представляет собой комплекс операций, включающих крепление ствола скважины путем спуска в нее обсадных колонн и изоляции пластов с различным характером насыщения друг от друга путем заполнения заколонного пространства цементным раствором (цементирование).

При креплении каждой скважины главное внимание уделяется выбору и обоснованию конструкции скважины.

Конструкция скважин определяет число спущенных в скважину обсадных колонн, размеры колонн (наружный диаметр, длина), диаметры ствола под каждую колонну, местоположение интервалов цементирования.

Наиболее ответственным этапом разобщения пластов является цементирование скважин. Чаще всего применяют одно- и двухступенчатое цементирование. Необходимо рассмотреть технологию этих методов, применяемое оборудование и обратить внимание на мероприятия по повышению качества цементирования.

Тампонажные материалы - это материалы, которые при затворении с водой образуют суспензии, способные затем превращаться в твердый непроницаемый камень. Для цементирования скважин применяются цементы на основе портландцемента и доменных шлаков. Изучите основные свойства цементных растворов (подвижность, структурообразование) и основные требования к качеству цементного камня.

В зависимости от добавок тампонажные цементы и их растворы подразделяются на песчаные, волокнистые, гельцементные, сульфатостойкие, расширяющиеся, нефтецементные и т.д. Изучите номенклатуру цементов, их свойства и область применения.

К оборудованию, необходимому для цементирования скважин относятся цементировочные, цементосмесительные машины, заливочные головки. Изучите их характеристики, а также схемы обвязки устья скважины при цементировании обсадных колонн.

Вопросы для самоконтроля

1. Понятие о конструкции скважины. Факторы, определяющие конструкцию
скважины.

2. Особенности конструкции газовых скважин.
   
3. Выбор рациональной конструкции скважины.
   
4. Обсадные трубы.
   
5. Подготовка обсадных труб к спуску в скважину.
   
6. Подготовка бурового оборудования к спуску обсадной колонны.
   
7. Подготовка скважины к спуску обсадной колонны.
   
8. Спуск обсадных колонн в скважину.
   
9. Технологическая оснастка обсадной колонны.
   

10. Одноступенчатое цементирование.
    
11. Двухступенчатое цементирование.
    
12. Тампонажные материалы.
    

24

13. Оборудование для цементирования скважин.
    
14. Манжетное цементирование.
    
15. Цементирование хвостовиков.
    
16. Проверка качества цементирования.
    
17. Обвязка обсадных колонн. Проверка герметичности колонн.
    

Тема 12 Освоение и испытание скважин

Студент должен:

знать: вскрытие пластов перфорацией, способы перфорации, типы

перфораторов, выбор способа перфорации; обвязку устья скважины перед перфорацией; способы освоения продуктивных пластов, особенности освоения продуктивных пластов сАВПДи АНПДи в разведочных скважинах; мероприятия по охране недр и окружающей среды; технику безопасности и противопожарные мероприятия при освоении скважин.

Подготовка скважин к освоению. Оборудование устья скважин перед освоением, схема обвязки.

Вскрытие пластов перфорацией. Перфораторы. Выбор способа перфорации, его сущнось. Освоение и испытание продуктивных пластов после спуска и цементирования обсадной колонны.

Способы вызова притока, их преимущества и недостатки. Выбор способа вызова притока. Технология освоения добывающих скважин.

Особенности освоения продуктивных пластов с АВПД и АНПД. Испытание разведочных скважин. Исследование продуктивных пластов. Технология исследования и мероприятия по обеспечению повышения эффективности скважин. Сдача скважин в эксплуатацию.

Мероприятия по охране недр и окружающей среды при освоении скважин. Охрана труда и противопожарная безопасность при освоении скважин.

Литература: 2, с. 372...378

Методические указания

Под освоением скважины понимается проведение ряда мероприятий для вызова притока нефти и газа с доведением отбора пластового флюида до наибольшего значения. Все работы по освоению скважин заключаются в понижении давления на забое и очистке его от грязи, глинистого раствора и песка.

В зависимости от характеристики пласта, пластового давления, количества газа, содержащегося в нефти, и технической оснащенности эти работы осуществляются различными способами: заменой раствора, нагнетанием в скважину сжатого воздуха или газа, поршневанием, с помощью глубинного насоса или же комбинированием этих методов.

Для каждой скважины, подлежащей испытанию, составляется план с учетом


25

технологических регламентов, который утверждается главным геологом и главным инженером. Этим планом указывается число объектов испытания, их геолого-геофизические характеристики, интервалы и плотность перфорации, тип перфоратора. Для вскрытия продуктивных пластов в целях их опробования или эксплуатации в эксплуатационной колонне пробиваются отверстия при помощи пулевой или беспулевой перфорации. Соответственно применяются пулевые, торпедные и кумулятивные перфораторы, которые подразделяются на корпусные и бескорпусные. Изучите типы перфораторов и области их применения.

Вопросы для самоконтроля

1. Техника и технология освоения скважин заменой бурового раствора.
   
2. Техника и технология освоения скважин продувкой воздухом (газом).
   
3. Применение пен для вызова притока.
   
4. Способы освоения скважин.
   

Тема 13 Структурно-поисковое бурение

Студент должен:

знать: цель конструктивно-поискового бурения, его виды; компоновку

бурового снаряда; особенности технологии бурения структурно-поисковых скважин;

уметь: собирать колонковый снаряд для бурения с отбором керна.

Сущность структурно-поискового бурения, область применения. Особенности конструкции скважин. Краткая характеристика способов бурения структурно-поисковых скважин. Породоразрушающий инструмент. Конструкции и типы бурильных труб УБТ, ведущие бурильные трубы. Особенности режима бурения. Охрана недр и окружающей среды при структурно-поисковом бурении.

Литература: 2, с. 378...385.

Методические указания

Структурно-поисковым в нефтяной промышленности называют бурение
картировочных, сейсмических, структурных, поисковых и оценочных скважин. Основная
цель этого бурения - поиски и разведка месторождений нефти и газа.

Основной особенностью этого вида бурения является отбор керна и применение передвижных агрегатов для бурения неглубоких скважин.

Для разрушения пород при бурении с отбором керна используются буровые колонки и колонковые снаряды.

При изучении данной темы основное внимание следует уделить особенностям конструкций скважин, породоразрушающего инструмента, компоновки бурильных колонн, применяемым агрегатам.

26

Вопросы для самоконтроля

1. Цели, особенности структурно-поискового бурения; конструкции скважин.
   
2. Породоразрушающий инструмент, применяемый при структурно-поисковом бурении.
   

3. Бурильный инструмент для бурения структурно-поисковых скважин.
Компоновка бурильного снаряда при колонковом бурении.

4. Особенности технологии бурения с отбором керна.
   
5. Буровые установки и агрегаты для бурения структурно-поисковых скважин.
   

Тема 14 Аварии в бурении

Студент должен:

знать: причины возникновения различных видов аварий, их

классификацию, предупреждение и методы ликвидации; технологию проведения аварийных работ, ответственность за аварии; назначение, типы и устройство ловилъного инструмента; технологию забуривания новых стволов; основные направления профилактической работы по предупреждению аварий;

уметь: выбирать тип аварийного инструмента для ликвидации аварии;

составлять план ликвидации аварии, делать расчет ванн.

Понятие об аварии. Классификация аварий. Причины возникновения аварий. Порядок расследования и учета аварий. Ответственность за аварии. Технологические и организационные направления профилактической работы по предупреждению аварий.

Аварии с долотами, виды аварий, их причины, меры предупреждения, методы ликвидации.

Аварии с бурильной колонной, виды аварий с бурильными трубами, причины, меры предупреждения и методы ликвидации аварий с бурильной колонной.

Аварии с забойными двигателями, виды аварий, их причины, предупреждение и методы ликвидации.

Аварии с обсадными колоннами при креплении скважины, виды аварий, их причины, предупреждение, методы ликвидации.

Аварии при цементировании обсадных колонн, виды аварий, их причины, предупреждение и методы ликвидации.

Прихваты колонн труб, виды прихватов колонн труб; причины, меры предупреждения. Прихватоопределители, устройства для ликвидации прихватов колонн труб. Способы ликвидации прихватов колонн труб, их сущность и область применения. Нефтяные, водяные и кислотные ванны, технология их установки, торпедирование колонны труб. Технология забуривания новых стволов в необсаженной и обсаженной части скважины.

Аварии, связанные с падением посторонних предметов в скважину, их причины, предупреждение и методы ликвидации.

Аварии при промыслово-геофизических работах в скважинах, их причины,

2 7

предупреждение и методы ликвидации.

Аварии при опробовании и испытании продуктивных пластов, их причины, предупреждение и методы ликвидации.

Виды ловильных инструментов, область и порядок применения.

Открытые фонтаны, их причины, предупреждение и методы ликвидации.

Мероприятия по охране недр и окружающей среды в случае выбросов и открытых фонтанов. Перспективы в развитии техники и технологии по предупреждению и ликвидации аварий в процессе бурения скважин в России и за рубежом.

Аварии, связанные с падением и разрушением буровых вышек, падением элементов талевой системы, их причины, предупреждение и методы ликвидации.

Взрывы и пожары на буровых объектах, их предотвращение, противопожарные мероприятия и техника безопасности при ликвидации аварий.

Практические заиягпия№ 5

Литература: 2, с. 385...401

Методические указания

Под аварией в бурении следует понимать нарушение технологического процесса строительства скважины, вызываемого потерей подвижности колонны труб или ее поломкой с оставлением в скважине элементов колонны труб, а также различных предметов и инструментов, для извлечения которых требуются специальные ловильные работы.

Аварии происходят, главным образом, в результате несоблюдения утвержденного режима бурения, неисправности бурильного инструмента и оборудования и недостаточной квалификации и халатности членов буровой бригады.

Изучая данную тему, необходимо тщательно ознакомиться с причинами, методами предупреждения и ликвидации каждого вида аварий, применяемым ловильным инструментом.

Особое внимание рекомендуется обратить на необходимость строгого соблюдения правил безопасности при ловильных работах.

Вопросы для самоконтроля

1. Понятие об аварии. Причины и классификация аварий.
   
2. Причины, предупреждение и ликвидация аварий с бурильными трубами.
   
3. Причины, предупреждение и ликвидация аварий с долотами.
   
4. Причины, предупреждение и ликвидация аварий с турбобурами.
   
5. Виды, причины, предупреждение и ликвидация аварий с обсадными трубами.
   
6. Виды, причины, предупреждение и ликвидация аварий с геофизическими приборами.
   
7. Виды, причины, предупреждение и ликвидация аварий при освоении скважин.
   
8. Ловильный инструмент, область его применения.
   
9. Причины и предупреждение прихватов.
   

10. Методы ликвидации прихватов.


28

11. Причины и предупреждение открытых газовых и нефтяных фонтанов.
    
12. Методы ликвидации открытых фонтанов.
    
13. Общие положения о ликвидации аварий.
    
14. Техника безопасности при ловильных работах.
    

Тема 15 Бурение скважин на море

Студент должен:

знать: основные типы сооружений, применяемых для бурения скважин

на море; особенности технологии бурения, монтажа противовыбросового оборудования и крепления скважин наморе; основные проблемы, связанные с возможностями бурения нефти и газа в условиях моря; мероприятия по охране морей и океанов от загрязнения;

уметь: читать схему расположения бурового оборудования на морских

сооружениях.

\~ История развия буровых работ на море. Краткие сведения об индивидуальных

сооружениях островного типа для бурения скважины на море. Особенности организации буровых работ с индивидуальных морских оснований, достоинства и недостатки.

Проблемы бурения скважин, обусловленные большой глубиной моря, в современных условиях. Типы и общая характеристика самоподъемных плавучих, погруженных плавучих, полупогруженных установок (платформ) и буровых судов. Особенности размещения бурового оборудования на морском дне и на платформе.

Установка водоотделяющей колонны. Особенности обвязки устья скважин противовыбросовым оборудованием. Обеспечение стабилизации морской буровой установки с помощью якорных и динамических систем. Мероприятия по охране морей и океанов от загрязнения. Устройства для спасения людей.

Перспективы в развитии техники и технологии строительства скважин в России и за рубежом.

Литература: 2, с. 401...407

Методические указания

Разведка и разработка морских и газовых месторождений коренным образом отличаются от аналогичных работ на суше. Большая сложность и специфические условия проведения этих работ на море обуславливаются окружающей средой, инженерно-геологическими изысканиями, высокой стоимостью и уникальностью технических средств, проблемами, вызванными необходимостью производства работ под водой, 1$ технологией и организацией строительства и эксплуатации объектов на море и т.п.

При изучении данной темы особое внимание необходимо обратить на особенности конструкций и монтажа устьевого оборудования, на типы и области применения различных типов буровых установок для морского бурения, специфику обслуживания морских месторождений, проблемы охраны недр и окружающей среды.


2 9

Вопросы для самоконтроля

1. Категории установок для морского бурения.
   
2. Особенности технологии бурения скважин на море.
   
3. Назначение и состав комплекса устьевого оборудования.
   
4. Требования к охране окружающей среды при бурении на шельфе.
   

Тема 1 б Энергосберегающие технологии

Студент должен:

знать: основные направления применения энергосберегающих

технологий при строительстве нефтяных и газовых скважин.

Буровые установки повышенной монтажеспособности; установки с электроприводом; использование более мощных двигателей внутреннего сгорания, с пониженным удельным расходом топлива, имеющих увеличенный ресурс работы. Переход от котельных установок, работающих на нефтяном топливе, на использование электрокотлов. Строительство скважино-колодцев на территории буровой. Оборотное водоснабжение буровых.

Компоновка низа бурильной колонны с применением современных высокопроизводительных породоразрушающих инструментов и забойных двигателей. Сверлящие керноотборочные устройства.

Современные методы ориентирования и контроля за траекторией ствола при бурении наклонно направленных и горизонтальных скважин.

Многоцикловые методы испытания и освоения нефтяных и газовых скважин.

Литература: периодические издания

Методические указания

В современных условиях экономического развития России вопрос энергосбережения является одним из важнейших в области бурения НГС. Частично эту проблему решает применение блочноконтейнерных автоматизированных электростанций (БКАЭС), которые комплектуются дизельными или газопоршневыми энергоустановками, работающими на природном или попутном газе. Большой интерес представляют энергетические комплексы БКЭУ, позволяющие получить не тоько электроэнергию, но итепло.

Важный вопрос энергосбережения - применение современных забойных двигателей и породоразрушающего инструмента.

При изучении данной темы необходимо использовать периодическую печать.

30

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое энергосбережение?
   
2. Преимущества БКЭУ.
   
3. Современные конструкции долот.
   

Тема 17 Технико-экономические показатели,

нормативные и руководящие материалы по

проектированию скважин, документация в бурении

Студент должен:

знать: технико-экономические показатели при строительстве

скважины, нормативные и руководящие материалы для проектирования строительства скважины, отчетную документацию.

Технико-экономические показатели строительства скважин. Показатели, отражающие объем буровых работ; показатели, определяющие продолжительность цикла строительства скважин; показатели, отражающие финансовые результаты строительства скважин. Основная документация на строительство скважин. Отчетная документация.

Литература: 2, с. 413...417

Методические указания

Нефтяные и газовые скважины строятся по техническим проектам и сметам к ним. В зависимости от назначения скважин на их строительство составляются технические проекты на группу скважин или индивидуальные технические проекты.

Обязательными руководящими материалами по составлению проектно-сметной документации на строительство нефтяных и газовых скважин являются:

• прейскурант порайонных расценок на строительство нефтяных и газовых скважин (ППР);
  
• справочник укрупненных сметных норм на строительство нефтяных и газовых скважин (СУСН);
  
• инструкция по составлению проектно-сметной документации на строительство нефтяных и газовых скважин;
  
• методика составления технических проектов на бурение, крепление и испытание нефтяных и газовых скважин.
  

Первичные документы, содержащие описание всего комплекса технологического процесса бурения скважин: суточный рапорт бурового мастера, диаграмма индикатора веса и буровой журнал.

Баланс календарного времени и его отдельные элементы служат основой определения различных скоростей бурения, определяющих темпы строительства

31

скважины. Дайте определение и раскройте смысл технической, коммерческой и циклово скоростей бурения.

Вопросы для самоконтроля

1. Что включает в себя ГТН?
   
2. Назовите показатели, определяющие продолжительность цикла строительств скважин.
   
3. Какие существуют скорости бурения?
   
4. Назовите первичные документы буровой бригады.
   

3. ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ 3.1 ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

Номер чемы	Номер и наименование работы	Количество аудиторных часов
5	1. Подбор КНБК. Расчет бурильной колонны при бурении забойными двигателями, при роторном способе бурения	8
8	2, Проектирование количества бурового раствора и установление режима работы буровых насосов	10
9	3. Расчет профилей наклонной скважины	6
11	4. Выбор конструкции скважины: диаметров обсадных колонн и долот расчетным путем. Расчет обсадных колонн. Расчет цементирования обсадных колонн	22
14	5. Расчет установки ванн	4
	ВСЕГО:	50

4. ЗАДАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ Таблица распределения тем для контрольных работ

Задание	Номера тем
Контрольная работа № 1	Темы № 1 - 5
Контрольная работа № 2	Темы №6-8
Контрольная работа № 3	Темы №9-17

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

В соответствии с действующим учебным планом при изучении данного предмета каждый студент должен выполнить контрольные работы, каждая из которых содержит

32

шесть теоретических вопросов и два практических расчета.

К выполнению контрольной работы необходимо приступить только после полного изучения теоретического материала согласно программы данной дисциплины. Учебный материал рекомендуется конспектировать.

Вариант контрольной работы определяется двумя последними цифрами шифра

студента (таблица 1).

Контрольная работа выполняется в отдельной тетради; на каждой странице оставляются поля шириной25 - 30 мм.

Вопросы переписываются полностью. Ответы должны быть четкими и конкретными, содержать необходимые рисунки, схемы, графики и таблицы, а также ссылки на источник информации. Ответ на каждый отдельный вопрос и решение задачи начинается с новой страницы. В конце выполнения работы дается список литературы и оставляется один чистый лист для рецензии.

Выполненная работа высылается в колледж для проверки. Если работа не зачтена, она переделывается. Обе работы высылаются в колледж.

Зачтенная контрольная работа находится у студента и предъявляется на экзамене или зачете по данной дисциплине.

По всем неясным вопросам следует обращаться за консультацией к преподавателю данной дисциплины.

К задаче 1.1

Перед решением данной задачи необходимо изучить материал третьей главы [2] и

главы второй [9], изучить решение задач 11 и 13 [9], а также общие рекомендации по расчету бурильных колонн при бурении забойными двигателями.

Для нижней секции бурильной колонны при расчете следует брать трубы из стали группы прочности Д с минимальной для данного диаметра бурильной трубы толщиной

стенки.

Расчет УБТ сводится к определению их диаметра и длины. Диаметр У БТ определяют, исходя из условий обеспечения наибольшей жесткости сечения Е1 в данных условиях бурения, а длину - исходя из нагрузки на долото.

Отношение диаметра УБТ к диаметру скважины должно быть возможно большим

(0,75 - 0,85 для долот диаметром до 295,3 мм; 0,65 - 0,75 диаметром свыше 295,3 мм).
Для осложненных условий бурения УБТ для долот диаметром свыше 250,8 мм допускается уменьшать до ближайшего смежного размера.

При турбинном бурении диаметр УБТ не должен превышать диаметра турбобура,

поэтому за наибольший размер УБТ принимают диаметр погружного двигателя.

Выбираем диаметр бурильных труб в зависимости от диаметра предыдущей обсадной колонны и способа бурения.

Подобрав диаметр бурильных труб, проверяем отношение его (а если колонна составлена из труб двух диаметров, то отношение диаметров труб, расположенных над УБТ) к диаметру УБТ. Если это отношение меньше 0,75, то подбирают УБТ нескольких диаметров, уменьшающихся к диаметру бурильных труб.

Определив диаметр УБТ, вычисляют их длину (роторный способ) по формуле



где Р_м- нагрузка на долото, МН; Я_УБТ - вес 1 м УБТ, МН;

убт - длина УБТ, м.

При бурении забойными двигателями длину УБТ определяют по формуле



где О - вес забойного двигателя, МН.

Если УБТ состоят из труб нескольких диаметров, то их общий вес равен



Или при бурении забойными двигателями

Если колоннабурильных труб одноразмерная (одного диаметра), то допускаемую глубину спуска колонны, составленную из труб с одинаковой толщиной стенки и группой прочности материала, определяют по формуле



где 9 - допустимая растягивающая нагрузка для труб нижней секции, МН


где q_т - предел текучести материалатруб, МПа;

F_тр - площадь сечения, м²;

n - коэффициент запаса прочности, принимается равным 1,3 для нормальных условий бурения и равным 1,35 для осложненных);

или