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:

Долгов Владимир Гаврилович. Разработка технологий строительства горизонтальных скважин для выработки остаточных запасов в низкопродуктивных маломощных пластах : диссертация ... кандидата технических наук : 05.15.10.- Тюмень, 2000.- 189 с.: ил. РГБ ОД, 61 00-5/2826-4

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

стр.

ВВЕДЕНИЕ 5

1. Анализ геолого-технических условий строительства горизонтальных
скважин (на примере федоровского месторождения) 8

  1. Сведения о районе работ 8

  2. Сведения о стратиграфическом разрезе Федоровского Месторождения 9

  3. Краткие сведения о тектоническом строении Федоровского месторождения 14

  4. Сведения о нефтеносности, газоносности и водоносности месторождения 15

  5. Сведения об осложнениях в процессе бурения скважин 15

  6. Детальная геологическая характеристика пластов АС4.8 Федоровского месторождения и особенности их разработки горизонтальными скважинами 19

  7. Анализ отечественного и зарубежного опыта строительства и эксплуатации горизонтальных скважин 25

2. Разработка стабилизирующих КНБК для реализации траекторий ГС
пространственного типа 44

  1. Анализ существующих методик расчета КНБК 45

  2. Принципы подбора КНБК для безориентированного бурения за рубежем 47

  3. Анализ отечественных методик расчета КНБК 52

  1. Методика ВНИИБТ 52

  2. Методика Грозненского нефтяного института 53

3. Разработка технологических решений по выбору типа и состава бурового
раствора при бурении ГС с учетом охраны окружающей среды 76

  1. Управление свойствами бурового раствора 78

  2. Критерии устойчивости стенок скважины 80

3.2.1. Влияние напряжений, возникающих в горных породах, на

устойчивость стенок скважин 81

3.3. Физико-химические методы исследований состава глин 82

  1. Рентгенофазовый анализ 82

  2. Обменная емкость глин 84

  3. Методики исследования набухания глин и глиносодержащих пород ... 84

3.4. Методы исследований технологических свойств буровых растворов ... 86

  1. Метод планирования эксперимента 87

  2. Методика исследования свойств буровых растворов 90

  3. Методика исследования свойств фильтрата бурового раствора 93

3.5. Экспериментальные исследования глиноматериалов и рецептур буровых

растворов 93

  1. Методика изучения процесса набухания глинистых материалов 93

  2. Результаты исследования процессов увеличения объема (набухания) глинистых материалов в различных средах 95

3.5.3. Экспериментальные исследования глинистых материалов методом
ренгеноструктурного анализа 105

3.5.4. Методика определения влияния фильтратов буровых растворов на
изменение проницаемости керна 108

  1. Результаты экспериментальных исследований по определению коэффициента восстановления проницаемости образцов керна 109

  2. Пример планирования полнофакторного эксперимента ПФЭ 23 при исследовании свойств растворов ПО

3.6. Буровые растворы для бурения горизонтальных скважин 112

3.6.1. Выбор типа бурового раствора 112

3.6.2.0 необходимости применения биополимерных растворов для бурения

горизонтальных скважин 114

3.6.3. Дополнительные факторы, влияющие на бурение горизонтальных
скважин 115

3.6.4. Рецептуры буровых растворов, рекомендуемые для бурения
горизонтальных скважин в глинистых отложениях 117

3.7. Зарубежный опыт по изучению влияния различных факторов на вынос

шлама при бурении ГС 121

  1. Инженерный подход к бурению скважин 123

  2. Оценка выноса шлама на участках с зенитными углами более 40 128

  3. Учет приподнимания бурильной колонны и проработок в процессе бурения 129

  4. Дополнительные меры по очистке ствола от выбуренной породы 129

  5. Промывка перед подъемом бурильной колонны 131

  6. Влияние контроля очистки скважины от шлама 131

  7. Оценка влияния режима течения 133

  8. Рекомендации зарубежного опыта по обеспечению очистки ствола скважины от выбуренной породы 134

  9. Рекомендации по бурению стволов ГС 135

3.7.10. Рекомендации по проведению спускоподъемных операций 135

3.8. Исследование экологических аспектов строительства скважин с
кустовых площадок, сооруженных с использованием обезвоженных
отходов бурения 136

3.8.1. Необходимость биологического мониторинга в районах техногенного
воздействия при строительстве скважин 136

3.8.2. Исследования и результаты воздействия отходов бурения на
окружающую среду 137

3.9. Выводы и рекомендации 145

4. Исследование технологий заканчивания ГС и технико-экономическая

оценка их строительства 147

4.1. Общие сведения 147

4.2. Краткий анализ качества крепления наклонно направленных и ГС с
применением новых тампонажных материалов 157

4.3. Сравнительная технико-экономическая оценка строительства ГС 161

4.3.1. Общие сведения о сравнительной эффективности строительства
горизонтальных скважин 161

4.3.2. Расчет экономической эффективности от внедрения комплекса КРР 163

Основные выводы и рекомендации 163

Список использованных источников 165

ПРИЛОЖЕНИЕ 177

Введение к работе:

В Российской федерации с начала разработки месторождений нефти и газа из недр извлечено около 13,2 млрд. т нефти, включая конденсат, и более 7,5 трлн. м газа. Однако в последнее время произошло существенное снижение добычи нефти и наметилась тенденция к уменьшению добычи газа, что объясняется износом основных фондов (в газовой промышленности на 35%, в нефтяной - 80%) и комплексом геолого-технических, экономических и социально политических проблем.

В топливно-энергетическом комплексе страны ведущим является нефтегазовый регион Западной Сибири, для которого характерно вступление основного количества эксплуатируемых месторождений в позднюю стадию разработки, ввод в эксплуатацию преимущественно маломощных (5-10 м) низкопродуктивных залежей с низкой и неравномерной проницаемостью коллекторов.

Для большинства эксплуатируемых здесь, месторождений характерна высокая выработанность запасов, что обуславливает высокую обводненость добываемой продукции и снижение дебитов скважины. При этом из-за несовершенства техники и технологии разработки месторождений нефтеотдача, как правило, не превышает 30-40%. Так на балансе основных производственных нефтегазовых объединений Западной Сибири имеется большое число скважин, которые не выработали проектного ресурса по причине преждевременной обводнености продукции из-за интенсивного образования конусов воды (газа), заколонных и межпластовых перетоков флюидов, неравномерной выработки залежей и т. п.

Поэтому в последние годы на ряде месторожденияй нефти и газа Западной Сибири (Федоровское, Самотлорское, Ван-Еганское и др.) для увеличения эффективности систем разработки и восстановления их продуктивности успешно реализуется новые технологии строительства пологих скважин с горизонтальным окончанием ствола. При этом основной объем построенного фонда горизонтальных скважин приходится на Сургутский нефтегазовый регион, где успешно сооружает и эксплуатирует такие скважины ОАО Сургутнефтегаз. Анализ накопленного здесь опыта показывает, что эффективность строительства и эксплуатации горизонтальных скважин (ГС) не превышает 45-50%, которая не всегда соответствует мировому уровню.

Поэтому решение указанных проблем объективно связано с совершенствованием техники и технологии строительства горизонтальных скважин, что позволило сформулировать цель работы и задачи исследований.

Однако многообразие методических подходов затрудняет целенаправленный выбор технологий, технических средств и материалов, оптимальных с точки зрения обеспечения качественного строительства и эксплуатации горизонтальных скважин как инженерных сооружений с учетом охраны недр и окружающей среды (ГС).

Современный уровень технологий наклонно направленного и горизонтального бурения в Западной Сибири требует рационального подхода

к выбору компоновок и расчету профиля наклонно направленных и горизонтальных скважин, когда в зависимости от глубины скважины и величины «отхода» от вертикали следует отдавать предпочтение безориентируемым или ориентируемым КНБК при обязательном либо рекомендуемом применении телеметрических систем. Важную роль при осуществлении проектного режима бурения по заданному профилю выполняют буровые растворы, так как устойчивость стенок и номинальный диаметр скважин являются необходимым условием его выполнения.

В работе на примере Федоровского месторождения нефти и газа проведен анализ геолого-технических условий строительства скважин от начала эксплуатации месторождения (1973 г.) до настоящего времени. Приведены сведения о районе работ, особенностях залегания и строения пород, водо- и нефтегазоносности разреза, запасах месторождения и т.д.

Вопросам обеспечения качественного строительства и последующей эксплуатации наклонно направленных и горизонтальных нефтяных и газовых скважин посвящены многочисленные работы ведущих отечественных исследователей: Агзамова Ф.А., Александрова М.М., Алексеева Л.А., Ангелопуло O.K. Батурина Ю.Е., Бастрикова С.Н., Буслаева В.Ф., Грачева СИ., Григоряна A.M., Гулизаде М.П. Зозули Г.П., Емельянова П.В., Ишемгужина Е.И., Калинина А.Г., Каплуна В.А., Кауфмана Л.Я. Кузнецова Ю.С, Кошелева А.Т., Клюсова А.А., Кучумова Р.Я., Крысина Н.И., Конесева Г.В., Кулябина Г.А., Мавлютова М.Р.,Медведского Р.И., Овчинникова В.П., Полякова В.Н., Попова А.Н., Спивака А.И., Султанова Б.З., Телкова А.П., Шарипова А.У., Шенбергера В.М., Федорова К.М., Яшина А.С. и др. Среди зарубежных исследователей следует отметить: Азара Дж. Дж., Беккера Т.Е., Дагински У., Вудса Г., Коена А.Д., Лубинского А., Макдональдса В.Д., Райда Т.В., Окрани С, Уоррена Т.М. и др.

Анализ опыта бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин в Западной Сибири показывает, что в каждом конкретном случае необходим научный подход, включающий выбор наиболее эффективных компоновок и расчет элементов профиля скважины, составов буровых растворов и тампонажных систем, методов вскрытия и испытания продуктивных пластов, технологий их заканчивания, а также анализ добывающих возможностей скважин.

Однако большой ассортимент материалов и реагентов затрудняет оптимизацию рецептур буровых растворов, так как часто недостаточна информация об их свойствах, а эффективность приходится доказывать детальными лабораторными исследованиями. Проблематичными остаются вопросы обеспечения устойчивости стенок скважин в глиносодержащих отложениях, особенно при зенитных углах более 45 . Сохраняет актуальность проблема вскрытия продуктивных пластов, прежде всего неоднородных, низкопроницаемых (менее 0,1 мкм2), содержащих в качестве цементирующего материала глинистые минералы. Это доказывает необходимость целенаправленного выбора ингибируещего типа растворов для вскрытия

низкопроницаемых коллекторов и при бурении в неустойчивых отложениях продуктивного комплекса. Актуальным для наклонно направленного и горизонтального бурения остается оценка эффективности вводимых добавок и ПАВ комплексного действия с позиции изучения и уточнения фильтрационных и фрикционных свойств буровых растворов, так как применяемые методы и приборы не всегда позволяют объективно оценивать эти свойства, а значит и правильно определять концентрацию вводимых добавок.

Существуют трудности с выпуском и применением в промышленных масштабах облегченных тампонажных цементов, которые позволяют решать задачи обеспечения необходимой высоты подъема тампонажных растворов за колоннами.

Дополняет предлагаемый подход анализ отечественного и зарубежного опыта, информация об оценке качества строительства ГС с позиции оценки их добывающих возможностей.

Таким образом, анализ состояния и достигнутого уровня технологий строительства наклонно направленных и горизонтальных скважин на этапах их сооружения и начальной эксплуатации позволил обосновать цель и задачи исследований.

Цель работы. Повышение эффективности и качества строительства наклонно направленных скважин с горизонтальным окончанием на основе исследований и внедрения научно-обоснованных технических и технологических решений для разработки низкопродуктивных маломощных залежей с низкой и неравномерной проницаемостью коллекторов.

Основные задачи исследований

  1. Сравнительный анализ результатов бурения и определение приоритетных направлений технологий строительства горизонтальных скважин в низкопродуктивных маломощных коллекторах применительно к горногеологическим условиям Сургутского нефтегазового региона (на примере Федоровского месторождения).

  2. Разработка требований к геометрическим параметрам КНБК для бурения различных участков профилей пологих и горизонтальных скважин.

  3. Разработка методических основ проектирования оптимальных профилей наклонно направленных, пологих и горизонтальных скважин пространственного типа

  4. Исследование высокоингибированных псевдопластичных буро-вых растворов с минимальной фильтратоотдачей и гидрофобизирующими глинистые породы свойствами на основе акриловых полимеров и ПАВ комплексного действия, позволяющих обеспечить качественную очистку пологих и горизонтальных участков ствола, устойчивость стенок скважин и качественное первичное вскрытие продуктвных пластов.

  5. Разработка рекомендаций по совершенствованию технологий заканчивания пологих и горизонтальных скважин.

  6. Внедрение результатов исследований в виде разработанных технических и технологических решений, их технико-экономическая оценка.

Подобные работы
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
Блинов Борис Михайлович
Разработка технологии управления гидравлическими разрывами пластов при комбинированном способе крепления в разведочных скважинах Севера Западной Сибири
Семенов Николай Яковлевич
Разработка методов выбора и управления технологическим процессом изоляции поглощающих пластов
Федосов Ростислав Иванович
Разработка и совершенствование гидрогелевых буровых растворов с целью повышения скорости бурения, качества вскрытия продуктивных пластов и снижения стоимости строительства скважин
Мельников Иван Иванович
Разработка инвертных эмульсий с различной активностью водной фазы для бурения в неустойчивых глинистых породах и вскрытия продуктивных пластов на месторождениях Северного Сахалина
Мнацаканов Александр Васильевич
Разработка термостойкого гидрофобно-эмульсионного раствора, стабилизированного высокомолекулярным ПАВ и органокремнеземом для бурения неустойчивых отложений и вскрытия продуктивных пластов
Кульчицкий Валерий Владимирович
Проектирование специальных профилей и разработка технологии бурения наклонно направленных скважин применительно к эксплуатации месторождений механизированными способами
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

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