Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Геотехническая и горная механика

Диссертационная работа:

Блинов Борис Михайлович. Разработка технологии управления гидравлическими разрывами пластов при комбинированном способе крепления в разведочных скважинах Севера Западной Сибири : ил РГБ ОД 61:85-5/4397

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

стр.
Введение 7

1. Анализ состояния теоретических и промысловых
исследований явлений разрыва горных пород 12

1.1. Существующие теории гидравлического разрыва

пласта в скважине (по литературным данным) 12

  1. Теоретическое обоснование способа управления гидравлическими разрывами пластов при цементировании обратным способом в условиях поглощающей скважины 18

  2. Анализ известных способов и выбор методики определения значений давлений гидроразрывов пластов применительно к условиям цементирования

колонн 20

В ы в о д ы 25

2. Особенности геолого-технических условий крепле
ния скважин на площадях Надьм-Пурской нефтегазо
носной области 27

2.1. Особенности геологического разреза Надым-Пурской
нефтегазоносной области 28

  1. Устойчивость стенок ствола скважины 30

  2. Характер деформации горных пород при гидравлическом разрыве пластов 35

2.2. Анализ технологии крепления ствола глубоких

разведочных скважин 40

В ы в о д ы 46

стр.

3. Лабораторные исследования влияния отдельных фак
торов на процесс образования трещин и движения
по ним растворов при гидравлическом разрыве гор
ных пород 48

3.1. Физико-механические свойства горных пород гео
логического разреза 49

  1. Значение величины полного горного давления 49

  2. Лабораторные исследования по определению модуля деформации глинистых пород 51

3.2. Лабораторные исследования движения растворов по
плоско-радиальным трещинам 57

  1. Обоснование выбора методики лабораторных исследований 58

  2. Описание стенда и моделей трещины 59

  3. Исследование зависимости изменения давления при движении растворов по узким щелям 62

  4. Вы в оды 84

3.3. Лабораторные исследования реологических свойств
тампонажних растворов на приборе "Реотест-2".... 86

  1. Цементного раствора 90

  2. Специального облегченного цементно-бентонитового раствора 92

  3. В ы в о д ы 93

4. Промысловые исследования определения глубин
и градиентов давлений разрыва и поглощения
геологического разреза скважины 97

4.1. Исследования поглощений тампонажних растворов

при цементировании колонн 97

стр.

  1. Интервалы поглощения при прямом способе цементирования 97

  2. Интервалы поглощения при гидравлических разрывах в процессах обратного закачивания бурового и тампонажного растворов 105

  3. Расположение и ориентация трещин при гидравлических разрывах пластов 108

  4. Критические давления разрыва горных пород и давления поглощения растворов при гидравлических разрывах пластов ПО

  5. Градиенты давлений разрыва и поглощения горных пород геологического разреза площадей Надым-Пурской нефтегазоносной области III

  1. Методика выделения глубин поглощения растворов при цементировании колонн по результатам геофизических исследований скважины 117

  2. Методика прогнозирования интервалов разрыва

горных пород расчетным способом 121

  1. Радиус разгрузки горного давления в скважине... 121

  2. Номограмма расчета радиуса разгрузки горного

давления 124

В ы в о д ы 127

5. Технология крепления скважин с низкими градиентами разрыва горных пород комбинированным

способом 129

5.1. Принципиальная схема технологии крепления

скважин 129

стр.

5.2. Методика расчета объемов тампонажных растворов,
закачиваемых на поглощение при гидравлических
разрывах пластов, в процессе обратного цементи
рования 132

  1. Эпюра распределения давления разрыва и поглощения по трещине 133

  2. Примерный расчет раскрытия трещины при закачивании растворов на поглощение 136

  3. Условие равновесия "скважина - поглощающая трещина" 142

  4. Номограмма расчетных значений объемов тампонажных растворов при обратном цементировании в условиях равновесия "скважина - поглощающая трещина" 145

5.3. Оптимальный комплекс геофизических исследований
качества цементирования обсадных колонн при

комбинированном способе крепления 150

В ы в о д ы 150

6. Анализ результатов применения комбинированного
способа крепления скважин на севере Западной
Сибири 153

  1. Анализ качества цементирования колонн комбинированным способом 153

  2. Экономическая эффективность использования комбинированного способа крепления 157

В ы в о д ы 159

стр.

Заключение (основные выводы) 160'

ЛИТЕРАТУРА 162,

ПРИЛОЖЕНИЕ 175

  1. Сводный геологический разрез Уренгойского месторождения 175

  2. Зависимость плотности горных пород по Западно--Сибирской плите по данным Туезо вой Н.А* 181

  3. Расчет экономической эффективности применения комбинированного способа крепления 184

  4. С п р а в к а 187

Введение к работе:

Интенсивное развитие нефтяной и газовой промышленности в нашей стране обеспечивается вводом в разработку новых нефтяных и газовых месторождений, главным образом на севере Западной Сибири .

Высокие темпы развития нефтяной и газовой промышленности и непрерывное совершенствование техники и технологии бурения скважин требуют от инженеров глубоких технических знаний, широкого применения теоретических положений в решении практических задач.

Задачи, которые стоят перед объединениями Главтюменьгеоло-гии, требуют увеличения прироста запасов нефти, газа и газоконденсата, а это в свою очередь ведет к резкому увеличению объемов бурения скважин.

Увеличение объема бурения, выраженное в метрах проходки горных пород, а также увеличение глубин бурения требуют качест-венного сооружения стволов скважин, заключительным этапом которого является цементирование обсадных колонн.

Качество цементирования обсадных колош является одной из наиболее важных задач в процессе сооружения скважины.

Фактическое положение с вопросами крепления, сложные географические и технологические условия, отсутствие необходимых данных о геологическом разрезе глубоких разведочных скважин требуют комплексного подхода к решению проблем заключительного этапа сооружения скважины.

Проведенный нами анализ промысловых материалов крепления скважин в пределах Надым-Пурской нефтегазоносной области показывает значительные недоподъемы тампонажных смесей за техническими и эксплуатационными колоннами.

Очень часто отсутствуют данные о глубине залегания и гидродинамических характеристиках поглощающих горизонтов на разведочных площадях, а в связи с этим отсутствует научно обоснованная технология крепления скважины с низкими градиентами давления поглощения.

Диссертационная работа предусматривает провести ряд экспериментальных и промысловых исследований на площадях буровых работ Надым-Пурской нефтегазоносной области и,на основании анализа фактического состояния цементирования эксплуатационных колонн, выработать научно обоснованную технологию крепления ствола скважины с низкими градиентами давления разрыва горных пород на севере Западной Сибири.

Наличие низких градиентов разрыва и поглощения пород не позволяет произвести подъем тампонажной смеси в глубоких разведочных скважинах (забой до 3300 м) в один прием.

Техническими проектами на сооружение глубоких разведочных скважин предусматривается спуск эксплуатационных колонн двумя секциями и прямой способ цементирования каждой из них. Возможно применение приспособлений для производства двухступенчатого цементирования (муфты и т.п.) [81] ; однако их применение в промысловых условиях глубокого разведочного бурения часто приводит к увеличению времени крепления скважин и дополнительным затратам.

Применение облегченных цементов в случае обеспечения ими геологоразведочных предприятий севера Западной Сибири, а также соблюдение предельных режимов цементирования требуют сосредоточения тампонажной техники в большом количестве, что представляется мало возможным из-за все еще недостаточной технической оснащенности и отсутствия дорог, пригодных для их

оперативного размещения на постоянно передвигающихся объектах буровых работ.

Недоподъемы тампонажних растворов по сравнению с фактическими закачиваемыми объемами при цементировании обсадных колонн Во скважинах повсеместно связаны с гидравлическими разрывами пластов.

В связи с этим исследование и установление отдельных закономерностей явлений разрыва горных пород и разработка рекомендаций по технологии управления гидроразрывами при цементировании представляют значительный научный и практический интерес. Целью настоящей диссертационной работы является повышение качества крепления глубоких разведочных скважин путем применения комбинированного способа, сущность которого заключается в спуске обсадной колонны одной секцией и последовательном проведении прямого и обратного способов цементирования.

Преимущества комбинированного способа крепления заключаются в следующем: I) имеется возможность спуска обсадных колонн одной секцией

без применения муфт или других приспособлений ; Z) процесс цементирования разделяется во времени на две последовательные операции, что сокращает задалживание количества тампонажной техники в два раза, так как техника используется при прямом и повторно при обратном способах цементирования ; 3) при сочетании преимуществ, перечисленных выше., первого и второго пунктов, выявлена возможность качественного крепления глубоких разведочных скважин (3300 м), имеющих низкие градиенты поглощения пластов, расположенных в отложениях глинистых пород вартовской свиты (2750 м) ; все это позволяет рас-* положить тампонажные смеси по всей высоте сооружаемого ствола скважины ;

  1. последовательное применение прямого и обратного способов цементирования облегчает возможность подбора рецептуры там-понажных растворов с регулируемыми физико-механическими свойствами, отвечающего температурным условиям всего ствола скважины, в том числе и зоны многолетнемерзлых пород, так как закачивание смесей в этом случае ведется непосредственно с "дневной поверхности", что обеспечивает более высокое качество крепления ствола скважины;

  2. применение комплекса геофизических исследований, отличительной частью которых является совместный анализ временных замеров термометрии с кавернометрией, позволяет с большей точностью контролировать качество цементирования обсадных колонн ;

  3. экономический эффект от применения комбинированного способа крепления по сравнению с базовым секционным спуском эксплуатационной колонны составляет 15 тыс.рублей на одну скважино--операцию.

Для решения поставленной цели определены задачи, которые состоят в следующем:

I) установить влияние основных физико-геологических факторов на возможность управления процессом образования трещин в горных породах и закономерности движения по ним растворов при гидравлических разрывах пород ;

Z) определить критические глубины и градиенты давления разрыва и поглощения растворов при технологических операциях по цементированию обсадных колонн ;

3) разработать эффективную технологию крепления разведочных скважин комбинированным способом, определить методы надежного контролирования качества цементирования обсадных колонн;

  1. разработать "Временную инструкцию по креплению разведочных скважин с низкими градиентами разрыва горных пород на севере Западной Сибири" ;

  2. определить технико-экономическую эффективность опытно--промышленного внедрения комбинированного способа крепления скважин на разведочных площадях Надым-Пурской нефтегазоносной области севера Западной Сибири и объем внедрения практических рекомендаций.

Подобные работы
Пестров Александр Петрович
Разработка рациональных схем промывочных устройств трехшарошечных долот для бурения скважин в условиях Западной Сибири
Герман Ольга Ильинична
Разработка динамически оптимальных компоновок сжатого низа бурильной колонны применительно к условиям бурения в Западной Сибири
Ахметов Азат Ахметович
Разработка буровых растворов для вскрытия продуктивных горизонтов и капитального ремонта в скважинах с открытой призабойной зоной на газовых и газоконденсатных месторождениях Западной Сибири
Кульчицкий Валерий Владимирович
Проектирование специальных профилей и разработка технологии бурения наклонно направленных скважин применительно к эксплуатации месторождений механизированными способами
Харламов Константин Николаевич
Проектирование профилей пространственного типа и разработка технологий строительства горизонтальных скважин
Латыпов Рифгат Фаздалович
Исследование и разработка технологий дифференцированной водоизоляции продуктивных пластов при капитальном ремонте скважин
Долгов Владимир Гаврилович
Разработка технологий строительства горизонтальных скважин для выработки остаточных запасов в низкопродуктивных маломощных пластах
Фикрет Сеид-Рза оглы
Разработка технологии с целью повышения эффективности зарезки новых стволов на больших глубинах
Черныш Василий Федорович
Разработка технологии цементирования обсадных колонн по способу обратной циркуляции
Лягов Александр Васильевич
Разработка гидродинамических виброгасителей с центраторами для совершенствования технологии турбинного бурения наклонных скважин

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net