Бурение скважин

41)

типы  б.р-ов.: а)на водной основе:1.тех.вода.2.глинистый р-ра.б)На углеводород. основе.1.РНО(р-р на основе нефти).2.На основе нефте продуктов(дизельного топлива).в)Газа.1.Сжатый воздух.2.на природномгазе.3.выхлопные газы от ДВС.(двиг. внутр. сгорания)4.аэрированные жид-ти. Тип бур.р-ра выбирается в зависимости от геологических условий:1.Устойчивость разбуриваемых пород.2.Величина пластового дав-я.   Воздух в качестве промывочной жид-ти может применятся только в устойчивых породах, т.к.отсутствует коркообразующая ф-ция,и при не высоком пластовым дав-ем. Глинистый р-р применяется при не устойчивых породах(на стенках создается глинистая корка), а при вскрытии пластов с АВПД глинистый р-р легко можно утяжелить ,то есть повысить плотность. Р-ры на углеводородной основе рациональнее использовать при вскрытии продуктивных пластов, т.к они в меньшей степени загрязняют продуктивный пласт и сохраняют его естественную проницаемость. РНО нельзя применять при вскрытии пластов с АВПД(аномально-высокое дав-е).Недостаток РНО:1.высокая стоимость;2.пожоро и экологически опасен;3.приотборе керна загрязняются образцы;4.сокращается срок службы резиновых деталей оборудование поэтому они должны быть выполнены из нефте стойкой резины;. При использовании сжатого воздуха в скв. при вскрытии продуктивного пласта будит образовываться взрывоопасная смесь.При использовании природного газа на поверхности из-за утечек в нагнетательной линии может возникнуть опасность взрыва, в скв. природный газ безопасен.

42)

параметры б.р-ра. 1.Плотность(г/см3;кг/м3)-измеряется ариометром.2.Водоотдача В(см3/30мин.)- это способность бур-ра отдавать жид-ть в пористую породу при перепаде дав-я прибор:ВМ-6.3.Глинистая корка К(мм)- прибор линейка. А в лабораторных условиях прибор Вика.4.Песок П(%).Статическое напряжение сдвига СНС(измеряется при1 мин.;и при 10 мин.)(н/мм2) – это усилие которое не обходимо приложить что бы вывести р-р из состояния покоя.5.рН – это концентрация водородных ионов.(без размерная ).Опр-ют по окраски лакмусовой бумаги.Прибор: рН метр – это эл. прибор. рН<7-кислая среда.рН=7-нейтральная.рН>7-

43)

Глинистый р-р – это коллоидная дисперсная сис-ма в которой дисперсной средой является жид-ть, а дисперсной фазой является глина. Дисперсия – это раздробление или расщепление.Коллоидный – мутные р-ры в которых т-дое вещ-во находиться во взвешенном сос-нии и при длительном хранении р-р загустевает.3.Суспензии (взвеси)-это мутные смеси тв-ых вещ-в с водой которые быстро разделяются из-за выпадения тв-ых вещ-в в осадок. Глинистый р-р обладает следующими св-ми :1.коагуляция- это слипание глинистых частиц из-за плохого смачивания водой.2.Пептизация - при добавлении специальных вещ-в (пептизаторов),слипшееся комочки раздробляются и вокруг глинистых частиц образуются гидратная оболочка.3.Тиксотропия – это св-ва р-ра при встряхивании разжижаться, а в состоянии покоя загустевать. Глины для приготовления р-ов и ее св-ва. Глины – это алюмосиликаты. Ф-ла глины .Для приготовления р-ров в основном используют 3 типа глин:1.Бентонитовые.2.Глины содержащие минералы всех  групп в том числе примесей частиц в почве.3.Полигостритовые (хорошо диспергируют не только в пресных но и в соленых водах при этом образуется устойчивый р-р).Физ-е сва-ва глины.1.Набухаемость(степень набухания и скорость набухания).2.Дисперстность.3.прочность в сухом состоянии.4.пластичность.5 .Усадка при высушивании.  Основной показатель глины – это выход р-ра, то есть кол-во (м3) в глинистой суспензии полученной из 1 тонны глины. Дисперсность глин зависит от хим. и минералогического сос-ва. По коллоидным с-вам глины делятся на 3 группы:1.Высоко коллоидные – выход р-ра >10м3/т.2.Средне коллоидное – выход р-ра 4-10м3/т.3.Низко коллоидная – выход р-ра  <4 м3/т.Для увеличения выхода р-ра необходимо увеличить рН р-ра.(увеличить щелочность среды) и в качестве регулятора добавляют карбонат натрия, который позволяет увеличить выход р-ра до 18-18м3/т

44)

осн.гр.хим.реагентов. 1)КМЦ(карбоксие-метил-целлюлоза)-↑вязкости, ↓водоотдачи(В),применияется при t=120°. 2)сайпан-↓В,прочная тонкая гл.корка,применяется при t=230°.3)каустическая сода-↑pH, улучшает диспер-гирование р-ра, растворимость и ↑активность полимеров, применяется при pH<8,5, улучшается кач-во р-ра. 4)каль-ценированная сода- осаждение Ca в виде нерастворимого CaCO₃, эффект пеногашения, усиливается гелеобразование. 5)НТФ(нитро-триполе-фосфатная кислота)- эффектив-ный разжижитель р-ра, ↓В,pH, при t=200°.6)графит, смазка ФК-2000- противоприхватная добавка, смазочные св-ва, ↓нали-пания глин.корки на инструмент, ↓трения м/у тр.и стенкой скв, графит усиливает пеногашение; добавляют: графит-1%, смазка-0,02-0,15% от всегоVр-ра.улучшается СНС и В.7) сайдрил-эффективный стабилизатор глин, ↓В, смазочные св-ва, высокая вязкость р-ра достигается при min концентрациях. 8)ДК-дрилл- сабидизат. гл.р-ра, ↓В, смазывающ.св-ва. Эффективен при совместном применении с сайпаном. 9)КССБ(конденсированная сульфат-спиртовая барда)- формирование гл.корки, ↓В, при больших концентрациях ингибирует набухание глин в стенках скв., эффективен при pH=0-щелочн., t≤138°. При концентрации >4% р-р вспенивается.

45)

определение св-в б.р-ов.1)плотность- определяется при помощи ареометра. Для легких ж-ей с грузом, для тяж.ж-ей без грза. 2)усл.вязкость-опр-ся полевым вискозиметром. Воронку и кружку промывают водой, на воронку накладывают сетку для задержания на ней кр.частиц песка и комочков глины. В воронку ч/з сетку, прикрыв пальцем нижнее отв-е, наливают 700см³ ж-ти. Измерительную кружку V=500см³ подставляют под воронку. Затем отнимают палец от отв-я воронки и засекают время. Время истечения ж-ти в кружку(до краев) и будет хар-ть вязкость р-ра,[сек]. 3)показатель фильтрации(водоотдача-В)- опр-ют прибором ВМ-6, время фильтрации 30мин. 4)Толщина гл.корки-используют фильтр прибора ВМ-6, помещают его на стеклянную пластину и толщину корки измеряют линейкой. 5)статическое напряжение сдвига- прибором СНС-2, основанным на измерении усилия, возникающего на пов-ти цилиндра, к-ый погружен в соосно медленно вращающийся цилиндр, заполненный испытуемым глинистым р-ом. 6)содержание песка- опр-ся отстойником ОМ-2. 7)концентрация водородных ионов-изменение цвета лакмусовой бумаги. pH<7- кислая среда,pH>7-щилочная, pH=7-нейтральная среда.

46)

утяжеление  гл.р-ов. При вскрытии продуктивного пласта АВПД необходимо создать достаточное противодавление на пласт, что бы не произошло ГНВП(газо- нефте- водо проявления), а в последствии открытого фонтанирования. Для этого не обходимо повысить Ргд/ст,а следов. увеличить плотность р-ра.С этой целью в р-р добавляют утяжелители. При бурении скв. применяются различные виды утяжелителей в зависимости от необходимости значения повышения пл-ти р-ра.1.CаСО3(мел)-плотность порошка = 2,7г/см3;пл-ть б.р-ра =1,5г/см3.  2.Барит ВаSО4(применяют у нас)-пл-ть=4,3-4,4 г/см3;пл-ть= 2,4 г/см3. 3.Железистые утяжелители:Fе2О3-гематит и Fе3О4-магнетит →пл-ть=5,5г/см3;пл-ть б.р.>2,4г /см3.Требования предъявляемые к утяжелителям. 1.Расход утяжелителя добавляемого в р-р зависит от пл-ти самого утяжелителя. При добавлении утяжелителя кроме повышения пл-ти будит изменяться и вязкость р-ра из-за большого кол-ва твердой фазы.Следов. добавление хим. утяжелителей должно быть минимальным.2.Тонкость помола – при очень высокой тонкости помола будит происходить резкое повышение вяз-ти р-ра. При большом кол-ве крупных частиц в утяжелители будит происходить оседание в осадок, кроме того крупные частицы будут обладать большей образавностью, а следоват. быстрее будут изнашивать бур. инструмент.3.влажность – должна быть мин-ой, что бы в утяжелителях не образовывались комки, т.к. они будут хуже диспергировать и выпадать  в осадок. При повышенной влажности зимой будут образовываться смерзшиеся комки.4.Содержание водорастворимых солей. Соли вместе с утяжелителями будут, усиливать структурные св-ва р-ра по этому солей должно, быть мин-ое кол-во.5.Предел утяжеления, т.к. при добавлении утяжелителя с целью повышения пл-ти вязкости, то не обходимо одновременно добавлять разжижитель, что бы вязкость оставалась не изменой. Предел утяжеления – это прекращение роста пл-ти р-ра из-за добавления расжижителей. Кол-во необходимого утяжелителя для увеличения пл-ти 1м³ р-ра опр-ся по ф-ле: ρ_ут(ρ_у.б.р.- ρ_б.р.)/ρ_ут ρ_у.б.р.-где ρ_у.б.р.-плотность утяжеленного б.р-ра,. Кол-во глины для 1м3 р-ра: q_гл= ρ_гл(ρ_б.р.- ρ_в)/ρ_гл ρ_в

47)

Оборудование  для приготовления  и очистки бур.оборудования. Вибросита. На виброситах происходит мех-кая очистка бур. р-ра от шлама. Основной технической хар-кой вибросита являются пропускная способность, которая зависит от размера ячеек. Вибросито установлено на основании рамы- на которую натягивается в накидном положении для самопроизвольного сброса шлама в шламовый амбар. Угол  наклона сетки 12-18 градусов. Для лучшего отделения бур. р-ра от шлама, рама совершает колебательные движения за счет вибросита, который приводиться в действие ч/з маховик от Эл. двигателя. Тех-ная хар-ка вибросита ВС-1:1.мах.пропускная способность-135м3/час.2Раб-я пов-ть сетки -2,6м2.3.Частота колебаний вибрирующей рамы-1040 кол/мин.4.Размер ячеек – от 0,16*016 до 0,9*0,9мм.Р-р, очищенный от шлама, стекает вниз в емкость. Из емкости для дальнейшей очистки р-р подается в гидроциклоны с помощью ВШН(вертикальный шламовый насос). Гидроциклоны. В гидроциклоне происходит вторая ступень очистки бур. р-ра от песка. Под действием центробежной силы происходит отбрасывание более тяжелых частиц к стенкам гидроциклона, которые стекают вниз и выбрасываются из гидроциклона  ч/з нижнюю посадку в шламовый  амбар. Более легкий очищенный бур. р-р концентрируется в центре и поднимается наверх  выходит из гидроциклона ч/з сливной патрубок Для повышения скорости подачи бур. р-ра  входное отверстие сужено.При этом дав-е, при котором работает гидроциклон 0,2-0,5МПа.Для увеличение срока службы гидроциклонов стенки покрывают карбидокремниевым р-ом. Далее по манифольду р-р поступает в насосный блок для дальнейшей очистки. Песко и илоотделители.При повышенном содержании песка в бур. р-ре происходит абразивный износ деталей бур. р-ре происходит третью степень очистки. Пескоотделители- это объединенная единым подающим и сливным манифольдом батарея из них гидроциклонов диаметров диаметром 75-100мм.В песко и илоотделителях происходит более тонкая очистка Б.Р. Производительность илоотделителей 120 м3/час. Дегазация промывочной жид-ти препятствует введению нормального процесса бурения ,по этому дегазацию Б.Р. не обходимо производить:1Врезльтате снижения плотности Б.Р. и уменьшения гидростатического дав-я в скв. могут возникнуть осыпи, обвалы и проявления пластовой ж-ти и газа из пласта.2.Из-за снижения эффективной гидравлической мощности уменьшается скорость бурения.3.Возникает опасность взрыва или отравления ядовитыми пл-ми газами.(Н,S).4.Пузырьки газа препятствуют удалению шлама из р-ра, поэтому оборудование для очистки работает не эффективно. Газ в промывочной ж-ти может находиться в свободном, жид-ком и растворенном состояниях. сводный газ легко удаляется из промывочной ж-ди, в поверхностной циркуляционной системе путем  перемешивания в желобах и емкостях на виброситах. При устойчивом газировании свободных газ из промывочной ж-ти удаляют газовым сепаратором.  Газовый сепаратор представляет собой герметичный сосуд, оборудованный с-мой манифольдов, клапанов и приборов. Бур.р-р из скв поступает по тангенциональному вводу в полость газового сепаратора, где скорость потока резко ↓. Из промывочной ж-ти интенсивно выделяется газ, к-ый скапливается в верхней части сепаратора и по трубопроводу поступает на факел. Применяющиеся сепараторы вместительностью 1-4м³ рассчитаны на давление до 1,6МПа. Они оборудуются предохранительными клапанами, регулятором Ур-ня промывочной ж-ти поплавкового типа.для контроля за давлением верхняя часть сепаратора оборудуется манометром.

48) 

49)

Понятие об осложнении в процессе бур. скв.Осложнения при бурении свк. Осложнения - это затруднение углубления скв. вызванное нарушением ее состояние по геологическим причинам. Наиболее распространены осложнения:1.поглащение бур. р-ра.2.ГНВП (газо нефте водо проявления).3.Грифоны и меж колонные проявления.4.Нарушение целостности стенок скв. 5.Осложнения в многолетних мерзлых породах.(ММП)6.сероводородная агрессия.

50)

Виды  нарушения целостности  скв.:В этот вид осложнения входит: а)осыпи и обвалы. б)набухание. в)Ползучесть. г) Желобообразование. д)растворение. а)Осыпи и обвалы образ. в результате высокой фильтрации р-ра в пласт,в результате чего снижается предел прочности глинистых пород и происходит их  обрушение в скв. Обвалом способствуют так же набухание глинистых пород, и наличие  тектонических трещин. Обвалы происходят из-за недостаточного противодавления на пласт Рг/ст<Рпл. Признаки:1.Большой вынос крупных обломков породы с бур. р-ом.2.Резкое повышение вязкости р-ра.3.Затяжки при подъеме бур. инструмента из скв. и кратковременное увеличения нагрузки на крюк.4.Повышение дав-я на выкидной линии насосов. Меры предупреждения ликвидации:1.Для увеличения противодавления на осыпающиеся породы  необходимо увеличить плотность р-ра, а водоотдачу уменьшить.2.Скорость восходящего потока в затрубном пространстве должна быть не менее 1,5 м/с.3.Перед подъемом бур. инструмента нужно р-р утяжелить до требуемой пл-ти.4.по возможности скв. нужно бурить меньшего диаметра.5.Мех-я скорость бурения в интервале обвалов  должна быть мах. с целью сокращения времени контакта бур. р-ра с осыпающейся породой.б)набухание – происходит при разбуривании глинистых пород и это приводит к сужению ствола скв. Признак: затяжки при подъеме инструмента и не дохождение до забоя при спуске. Меры:(те же что и при обвалах)+Бур р-р необходимо применять с ингибирующими добавками, препятствующие набуханию глинистой породы. в)Ползучесть - происходит в высоко пластичных породах, склонных под действием

возникающих напряжений, деформироваться и ползти в ствол  скв. С увеличением глубины и  t-ры  пород, ползучесть увеличивается. Признаки:1.Затяжки инструмента при подъеме.2.Недохождение Б.К. при спуске.3.прихват и смятие Б.К. Меры :(те же что и при обвалах)+для избежание смятия трубы необходимо

подбирать повышенную толщину стенки. д)Растворение- происходит при разбуривании соленосных толщь, которые растворяются под воздействием бур. р-ра. Признаки:1.Интенсивное каверно образование или потеря ствола скв. Меры: Использование для бурения соленасыщенных р-ров предотвращающих растворения. г) Желобообразование. Чаще всего происходит при бурении н/н скв., любых пород кроме очень крепких. Причины:1.Затяжки Б.К. при подъеме и заклинивание.2.Прихват Б.К. Желобообразов. проходит постепенно по мере увеличение кол-ва СПО.Меры:1.Использование предохранительных колец на бур. колонне.2.При бурении н/н скв. необходимо соблюдать соотношение. Dтруб./Dжолоба ≥1,35-1,4 3.При подъеме инструмента, колонну труб поднимают на пониженной скорости, что бы избежать  заклинивание. При заклинивание, колонну труб необходимо сбить вниз.5. При бурении вертикальных скв. подбирать компоновку при к-ой искривление будит минимальным.6.При образовании желоба ствол скв. нужно проработать. Освобождение от заклинивания инструмента в желобе производиться с помощью взрыва торпеды.

51)

Поглащение  бур. р-ра.-это переток бур. р-ра в пласт. Причина:1)значительное превышение Рг/ст над Рпл.20наличие пористых проницаемых пород с тектоническими нарушениями.Признаки:1.Уменьшение выхода р-ра из скв. или его перекрещение;2.Уменьшение уровня р-ра в приемной емкости. В зависимости от интенсивности поглощения различают несколько категорий:1.<10-15м3/ч-малоэнтенсивный.2.40-60м3/ч- средняя интенсивность.3.>60м3/ч-высокая интенсивность.4.Катострафическая- р-р вообще не выходит из скв. Меры.1.Для снижения гидрастатич. дав-я не обходимо уменьшить пл-ть р-ра, то есть р-р аэрируется. Для снижения поглотительной способности пласта в р-р добавляют наполнители, к-ые закупоривают поры и трещины (резиновая, кожевенная крошка, целлофан, керамзит).3.Цементирование поглощающего материала с применением пакеров.4.Выбор оптимальной конструкции скв. то есть кондуктор должен полностью перекрывать поглощающий пласт. Если поглощающий пласт возникает ниже кондуктора, то спускается часть обсадной колонны хвостовик и цементируется.5.Регулировани скорости СПО- при высокой скорости подъема инструмента из скв. возникает опасность поршневания, что может усилить поглощение.6.Зазор затрубного пространства может быть миним., что бы не было большого перепада м/у Рг/ст и Рпл.

52)

Ликвидация  газовых, нефтяных и  водных проявлений. ГНВП- это переток пл-ых флюидов в скв., является самым опасным видом осложнением. Т.К. может перейти в открытое фонтанирования в скв.ГНВП может произойти по причине не достаточного противодавления на пласт, то есть Рпл>Рг/ст.Признаки:1.Увелич. уровня р-ра в емкости насосов.2.Перелив р-ра из скв.3.Выход разбав-ленного р-ра при водо проявлениях; при нефте проявлениях может выйти нефтяная пачка.4.При остановки циркуляции на пов-ти р-ра появляется эффект кипения. Меры: перед вскрытием продуктивного пласта не обходимо убедиться в величине Рпл и проверить соответствие фактической пл-ти р-ра с требуемой по ГТМ. При подъеме инструмента из скв. во время СПО необходимо доливать скв., что бы не происходило понижение уровня р-ра, т. к. Рг/с будит пони-жаться. После спуска кондуктора в скв. до начала бурения под эксплуатацион. колонну на устье скв. необходимо установить противо выбросное оборудование, которое служит для герметизации скв. При первых же  признаков ГНВП срочно необходимо закрыть привенторы к-ые входят в сос-в ПВО (противовыб. оборудование). После герметизации скв. начинает утяжеление р-ра  с целью повышения пл-ти и увеличение противодав. на пласт.

53)