Технологические решения по оптимизации очистки ствола горизонтальной скважины
Зарегистрируйся в два клика и получи неограниченный доступ к материалам,а также
промокод
на новый заказ в Автор24. Это бесплатно.
Введение
Актуальность проблемы определяется необходимостью подъёма промышленного производства России требующего создания устойчиво сформированной энергетической базы государства. Современное положение разрабатываемых в Российской Федерации нефтяных месторождений, характеризующееся неуклонным уменьшением текущей добычи нефти, дает возможность найти решение данной проблемы на основе обширного применения для вскрытия продуктивных пластов горизонтальных скважин (ГС), которые обеспечивают наиболее полное получение углеводородного сырья из нефтяных залежей. Вместе с этим, недоработки техники и технологических процессов бурения ГС, не учитывающие характерные черты проводки её горизонтальных зон, в которых функционирующие перпендикулярно к оси скважины гравитационные силы ведут к напряженному оседанию элементов выбуренной породы (шлама) в затрубном месте, и кроме того, к утрате осевой нагрузки, которая передается на долото, считаются одним из факторов увеличения сроков и цены постройки ГС, из-за нарушения двух наиболее важных, с точки зрения технико-экономических показателей процесса бурения, технологических действий – очищения ствола ГС от шлама и формирования осевой нагрузки на долото, необходимой для результативного устранения горной породы на забое скважины. Существующий в иных отраслях техники позитивный опыт использования современных технологий, основанных на применении вибрационных методов в решении проблем предотвращения процесса осаждения твердых элементов из их суспензий, а также уменьшения силы трения в области контакта трущихся тел, дает возможность судить о присутствии резервов в уменьшении сроков и цены постройки ГС, осуществить которые возможно на базе научно обоснованного использования колебательных процессов в технологии бурения ГС, что считается важной научно- технической задачей имеющей существенную народнохозяйственную роль. Цель работы Интенсификация хода бурения ГС за счёт роста качества очищения ствола скважины от шлама и эффективности доведения осевой нагрузки на долото путём исследования и введения научно обоснованных методических основ использования колебательных процессов в технологии бурения ГС.
Общие понятия и области применения горизонтальных скважин
Новейшие технологические процессы, базирующиеся на горизонтальном бурении, исконным образом поменяли практику и концепцию всемирной добычи нефти. Дебиты скважин, которые обладают горизонтальными окончаниями огромной протяженности, существенно увеличи...
Открыть главуОсложнения и риски при применении горизонтальных скважин
На сегодняшний день наклонно-направленное бурение приобрело обширную популяризацию, в том числе и на месторождениях с трудными инженерно-геологическими ситуациями проводки. В некоторых случаях бурение скважин с горизонтальным окончанием ствола считае...
Открыть главуТехнологии очистки горизонтальной скважины
В числе всевозможных научно-технических вопросов, связанных со строительством скважины, существенную роль отводят задачам, которые решаются в процессе реализации гидроаэромеханической программы [33, 46]. Процесс бурения, в особенности при использован...
Открыть главуОценка эффективности существующих способов очистки
Эксцентричное размещение бурильной колонны в стволе скважины и радиальная нацеленность влияющих на частицы шлама гравитационных сил, устанавливают значительное различие условий выноса частиц шлама промывочной жидкостью при бурении горизонтальных сква...
Открыть главуАнализ процесса нагружения долота
При решении задач увеличения технико-экономических показателей процесса бурения ГС, большая роль отводится обеспечению наилучших условий работы бурильного инструмента при использовании технологических процессов и, в частности, в таком наиболее значит...
Открыть главуПрограммная реализация модели
Программная реализация модели предусматривает на первом её этапе определение концептуальной модели исследуемой системы, т.е. ее структуры, определяющей свойства элементов и их причинно-следственные связи, присущие системе и существенные для достижени...
Открыть главуПланирование модельного эксперимента
Статистический метод математического описания исследуемого процесса основан на обработке экспериментальных данных, полученных на основе имитационного моделирования. Для увеличения информативности каждого из экспериментов при соблюдении требований к и...
Открыть главуАнализ характера движения промывочной жидкости
колонны бурильных труб в стволе ГС: 0,01 - центры ствола скважины и колонны бурильных труб соответственно; Принимая предельное значение эксцентриситета е, т.е. когда колонна бурильных труб примыкает к нижней стенке скважины, а также рассматривая гар...
Открыть главуЗаключение
Выводы основные 1. Рост объёмов бурения горизонтальных скважин, в условиях недостаточного финансирования, привёл к изменению технической политики в строительстве скважин, ориентируя её на совершенствование техники и технологии с использованием быстро окупаемых технических решений, не требующих больших капитальных вложений. 2. В результате проведённых теоретических и экспериментальных исследований, разработаны научно-обоснованные технические и технологические решения по применению колебательных процессов в технологии бурения ГС, позволяющие реализовать имеющиеся резервы в технологии очистки ствола ГС от шлама и доведения осевой нагрузки на долото, обеспечивая повышение проходки на долото более чем в 2 раза при одновременном увеличении механической скорости бурения на 10 - 15 % ,что является решением важной народнохозяйственной задачи по повышению технико-экономических показателей бурения ГС. 3. Предложено и реализовано новое техническое направление в решении вопроса повышения качества очистки ствола ГС от шлама, - основанное на наложении радиальных колебаний на колонну бурильных труб. 4. Аналитически установлена зависимость скорости движения восходящего, в кольцевом зазоре затрубного пространства ГС, потока промывочной жидкости, при радиальных колебаниях бурильной колонны. 6. Разработанные генераторы колебаний направленного действия позволяют реализовать методические принципы оптимального наложения колебаний на колонну бурильных труб.
Список литературы
АветисовА.Г., Кошелев H.H., Самотой А.К. Расчёт динамических нагрузок сообщаемых прихваченной колонне труб при работе устройств ударного действия // Кн. Борьба с осложнениями при бурении скважин. - 1973. - Вып.7. - С.32-46. АлександровA.B., Потапов В.Д., Державин Б.П. Сопротивление материалов. - М.: Высшая школа, 1995 - 560с. АлександровМ.М. Взаимодействие колонны труб со стенками скважины. - М.: Недра, 1982 - 144с. АлександровМ.М. Определение сил сопротивления при бурении скважин. - М.: Недра, 1965 - 176с. АлександровМ.М. Силы сопротивления при движении труб в скважине. - М.: Недра, 1978 - 208с. АлексеевД.А., Гельфгат A.M., Кривенко М.Г. Вибраторы для геологоразведочного бурения. - М.: Гостоитехиздат. 1958 - 136с. АльтшульА.Д., Киселёв Г.Т. Гидравлика и аэродинамика. - М.: Стройиздат, 1975. - 146с. АщепковЮ.С., Гурьев Э.Ф., Копылов В.Е., Панфилов Г.А. Экспериментальное изучение распространения низкочастотных полей в массиве горных пород. // Проблемы нефти и газа Тюмени: МТС.ТИИ.ТюменьД 973 .Вып. 17-С.28-30. БабаянЭ.В., Самотой А.К., Лебедев Е.А. Исследование сил взаимодействия металла с глинистой коркой при прихвате инструмента // Кн. Крепление скважин, буровые растворы и предупреждение осложнений. - 1970.-Вып.23.-С.38-43 БадаловP.JI. Вопросы динамического взаимодействия долота с породой //Изв.вузов Нефть и газ. - 1961. - №5. - С.31-39 БалицкийП.В. Взаимодействие бурильной колонны с забоем скважины. - М.: Недра, 1975 - 293с. Басарыгин Ю.М. Технология бурения нефтяных и газовых скважин / Ю.М. Басарыгин, А.И. Булатов, Ю.М. Проселков. М.: Недра, 2001. Басарыгин Ю.М., Булатов А.И., Проселков Ю.М. Бурениенефтяныхи газовыхскважин:Учеб. пособие для вузов. - М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 2002. – 632 с.; Бирюков В.И., Куличихин С.Н., Трофимов Н.И. Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых. - М.: Недра, 1979.- 43с.; Вадецкий Ю.В. Бурение нефтяных и газовых скважин Учебник. М.: Издательский центр «Академия», 2003. – 352 с. Ганджумян Р. А., Калинин А. Г., Никитин Б. А. «Инженерные расчеты при бурении глубоких скважин»: Справочные пособие/ под ред. А. Г Калинина.– М.: ОАО «Недра», 2000.– 489 с.; Д.В. Барсуков, А.С. Крутиков Научно-технический вестник ОАО «НК Роснефть», №3, 2010 г., с.14 – 17 Калинин А. Г., Левицкий А. З., Мессер А. Г., Соловьев Н. В. «Практическое руководство по технологии бурения скважин на жидкие и газообразные полевые ископаемые»: Справочное пособие /под ред. А. Г. Калинина.– М.:ООО Недра – Бизнесцентр, 2001.–450 с.; Калинин А.Г. Справочник инженера-технолога по бурению глубоких скважин А.Г. Калинин, Р.А. Ганджумян, А.Г. Мессер. M.: Недра, 2005. Калинин А.Г. Бурение нефтяных и газовых скважин. Учебник . М.: ЦентрЛитНефтеГаз, 2008. Литвиненко В.С. Основы бурения нефтяных и газовых скважин. Учебное пособие / В.С. Литвиненко, А.Г. Калинин. М.: ЦентрЛитНефтеГаз, 2009. Марамзин А.В., Бликов Г.А. Алмазное бурение на твердые полезные ископаемые. - Л.: Недра, 1977. 15с.; Михайлова Н.Д., «Техническое проектирование колонкового бурения», М., «Недра», 1985 г. 43-45, 86-90, 124-126 с.; ПанфиловГ.А., Скалкина М.А. Влияние частотных параметров передаточного звена "колонна бурильных труб - скважина" на оптимизацию забойных параметров //Нефть и газ Западной Сибири. Проблемы добычи и транспортировки: тез. докл. Всесоюзн. конф. - Тюмень, 1985. - С. 121-122 ПогосовА.Г. Анализ методов исследования колонны бурильных труб как объекта регулирования в электроприводе регулятора подачи долота //Азербайджанское нефтяное хозяйство. - 1989. - №5. - С.27-29 ПогосовА.Г. Электрооборудование промышленных установок. - Горький.: Горьковский политехнический институт, 1985. - 72с. ПоповЕ.П. Прикладная теория процессов управления в нелинейных системах. - М.: Недра, 1973. - 391с. ПоповЕ.П. Теория нелинейных систем автоматического регулирования и управления. - М.: Наука, 1988. - 256с. ПостновВ.А., Хархурим И.Я. Метод конечных элементов в расчётах судовых конструкции. - Л.: Наука 1974. - 310с. ПотёмкинВ.Г. Система инженерных и научных расчётов МАТЬАВ 5.Х. -М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1999. - 366с. Пустовойтенко И.П. Предупреждение и ликвидация аварий в бурении. - М.: Недра, 1973. - 159с. Рябрик Б.М. Вибрационное бурение скважин. - М.: Недра, 1974. - 165с. Рябрик Б.М. Вибротехника в бурении. - М.: Недра, 1966. - 217с. Рябченко В.И. Управление свойствами буровых растворов. - М. :Недра, 1990.-230с. Самотой А.К. Предупреждение и ликвидация прихватов труб при бурении скважин. - М.: Недра, 1979. - 182с. Самотой А.К. Прихваты колонн при бурении скважин. - М.: Недра, 1984.-201с. Сароян А.Е. Бурильные колонны в глубоком бурении - М.: Недра, 1979. - 212с. Сароян А.Е. Основы расчёта бурильных колонн. - М.: Гостоитехиздат, 1961. - 215с. Сароян А.Е. Теория и практика работы бурильной колонны. - М.: Недра, 1990.-251с. Светлицкий В.А. Механика стержней. - М.: Высшая школа, 1987. -317с. Сеид-Рза М.К., Шерстнёв Н.М., Григорян A.A. Влияние продолжительности формирования фильтрационных корок на прихваты труб //Азербайджанское нефтяное хозяйство. - 1966. - №10. - С. 18-20. Середа Н.Г., Соловьёв Е.М. Бурение нефтяных й газовых скважин. - М.: Недра, 1974. - 420с. Скалкина М.А., Германдзе В.Е., Панфилов Г.А. Исследование оптимальных условий регулирования забойных параметров //Разрушение горных пород при бурении скважин: Тез. докл. VI Всесоюзн. науч.-технич. конф. - Уфа, 1986. - С.296-29. Скалкина М.А., Панфилов Г.А. Интенсификация процесса бурения на основе рационального регулирования подачи долота //Механика горных пород при бурении: Тез. докл. Всесоюзн. конф. - Грозный, 1988. - С.39-41. Советов Б.Я. Моделирование систем. - М.: Высшая школа, 1985. - 245с. Справочник по бурению геологоразведочных скважин. Гл. ред. Козловский Е.А. – СПб.: ООО «Недра», 2000. – 712 с.; Степанов Н.В. Моделирование и прогноз осложнении при бурении скважин. - М.: Недра, 1989. - 248с. Султанов Б.З. Продольная устойчивость стержня при деформации в форме винтовой спирали //Машины и оборудование. - 1982. - №35. - С.3-8. Султанов Б.З. Управление устойчивостью и динамикой бурильной колонны. - М: Недра, 1991. - 205с. Султанов Б.З., Ишемгужин Е.И., Шаммасов И.Х. Работа бурильной колонны в скважине. - М.: Недра, 1973. - 216с. Тетельбаум И.М., Шлыков Ф.М. Электрическое моделирование динамики электропривода механизмов. - М.: Энергия, 1970. - 192с. Тимошенко С.П., Янг Д.Х., Уивер У. Колебания в инженерном деле - М.: Высшая школа, 1985. - 348с. Тихомиров В.Б. Планирование и анализ эксперимента. - М.: Легкая индустрия, 1974. - 262с. Файн Г.М., Неймарк A.C. Проектирование и эксплуатация бурильных колонн для глубоких скважин. - М.: Недра, 1985. - 312с.' Федосеев В.И. Сопротивление материалов. - М.: Наука, 1974. -558с. Филиппов А.П. Колебания деформируемых систем. - М.: 1970. - 247с. Финни Д. Введение в теорию планирования эксперимента. - М.: Наука, 1970. -235с. Цвениашвили Д.Х., Карымышкин В.В. Об устойчивости стержня с динамическим гасителем при пульсирующей нагрузке // Изв. вузов. Строительство и архитектура. - 1970. - №10. - С.39-42 Цейтлин М.Г., Вестов В.В., Азбель Г.Г. Вибрационная техника и технологии в свайных и буровых работах. - Л.: Стройиздат, 1987. - 259с. Цыпкин Я.З. Основы теории автоматическиз систем. - М.: Наука, 1977. - 347с. Юртаев С.Л., Турицына М.В., Леушева Е.Л., Аминеев М.Х. Справочник по креплению нефтяных и газовых скважин. Ч.I. – Нижневартовск: Изд-во НВГУ, 2014. – 243с. Юртаев С.Л., Турицына М.В., Леушева Е.Л., Аминеев М.Х. Справочник по креплению нефтяных и газовых скважин. Ч.II. – Нижневартовск: Изд-во НВГУ, 2014. – 260с. Юртаев С.Л., Турицына М.В., Леушева Е.Л., Аминеев М.Х. Справочник по креплению нефтяных и газовых скважин. Ч.IV. – Нижневартовск: Изд-во НВГУ, 2014. – 205 с. Яковлев П.Д., «Промышленные типы рудных месторождений», М. ООО «Недра», 1986 г., 220 с.; [
