Реферати

Реферат: Вибір і розрахунок профілю похило-направлених свердловин

Витрати виробництва. Поняття і класифікація витрат виробництва, їхній економічний зміст. Епохи розвитку трудової теорії вартості. Регіональні особливості витрат і витрат підприємства. Витрати виробництва і доход. Аналіз витрат виробництва, шляху їхнього зниження.

Значення мотивації в менеджменті. Основні поняття. Обставини, що спонукують людину до активної діяльності. Мотивація як процес. Теорії мотивації. Особливості мотивації в наукових організаціях. Конкуренція усередині колективу. Прояв творчої ініціативи.

Интегративное знання в змісті загального середнього утворення. Склад интегративного знання, визначення принципів добору змісту й особливостей структури интегративних курсів. Цілісність пізнавальної, поведінковою-поведінковій-комунікативно-поведінкової, емоційно-ціннісний сфер діяльності школяра, дидактичні одиниці.

Ректифікація формаліну-сирцю. Вивчення показників техніко-економічного рівня виробництва. Характеристика виробленої продукції, вихідної сировини, матеріалів і напівпродуктів. Опис технологічного процесу і матеріального балансу. Забезпечення безпеки і життєдіяльності.

Конструктивізм в одязі і тканинах 1920-х років. Конструктивізм - радянський абстракціоністський напрямок в образотворчому мистецтві, його характерні прояви в архітектурі, фотографії, декоративно-прикладному мистецтві. Стильові особливості конструктивізму в одязі: тканини, крій костюма, "спецодяг".

Федеральне агентство за освітою РФ

Уфімський державний нафтовий технічний університет

Кафедра «Буріння нафтових і газових свердловин»

звіт по обчислювальній практиці

Вибір і розрахунок профілю похило - направлених свердловин

Виконав ст. гр. БГБ-07-01 Тукаєва К. Б.

Перевірив Сакаєв Р. М.

Уфа 2009

Зміст

Введення. .. 1

1. Типи профілів похило- направлених свердловин і принципи їх вибору... 2

2. Принципи розрахунку профілю похило - направлених

свердловин... 5

2.1. Загальні положення... 5

2.2. Визначення радіуса викривлення дільниць свердловини..5

3. Розрахунок профілів звичайного (площинного) типу...12

ВВЕДЕННЯ

Велике значення в похило-направленому бурінні має правильний вибір профілю свердловини. Раціональний профіль дозволяє скоротити до мінімуму роботу з отклонителем на можливо меншій глибині, забезпечує необхідне зміщення вибою, має мінімальне число згинів і допустиму кривизну стовбура, що забезпечує вільне проходження КНБК і обсадной колони по всьому стовбуру, а також нормальну експлуатацію свердловини всіма коштами механізованого видобутку, що застосовуються нафти, виключаючи протирання обсадних труб і штанг при використанні глибинних штангових насосів.

Отже, профіль похилої свердловини необхідно вибирати таким, щоб при мінімальних витратах часу і коштів довести її до проектної глибини без яких-небудь ускладнень, забезпечивши належну якість її для тривалої і безаварийной експлуатації.

Він повинен бути реалізовуємо технічними засобами, що є для похило-направленого буріння.

1

1. Типи профілів похило-направлених свердловин

і принципи їх вибору

В цей час розрізнюють дві групи профілів похило-направлених свердловин.

До першої групи відносяться профілі площинного (звичайного) типу, що характеризуються тим, що стовбур свердловини розташовується в одній вертикальній площині. Профілі цього типу застосовуються в умовах спокійного залягання пластів, т. е. на родовищах платформеного типу і є найбільш поширеними.

До другої групи відносяться профілі просторового типу, коли стовбур свердловини являє собою спиралеобразную лінію. Ці профілі можуть використовуватися в геосинклинальних областях {наприклад, Кавказ), де вплив геологічних умов (круто падаючі пласти, перемятие структури і інш.) на викривлення так великий, що не вдається використати профілі першої групи.

Профілі при цьому будують так, щоб максимально використати закономірності природного викривлення і звести до мінімуму інтервали буріння з отклонителями при умові, щоб стовбур свердловини задовольняв всім вищепереліченим вимогам.

Широко застосовуються і відповідають практично всім геолого-технічним умовам разбуривания родовищ платформеного типу і експлуатації свердловини площинні профілі наступних п'яти типів.

Профіль типу "а" (мал. 1.1) складається з трьох дільниць: вертикального 1, дільниці набору необхідного зенітного кута 2, похило-прямолінійної дільниці 3, що продовжується до проектного вибою в продуктивному пласті.

Профіль цього типу дозволяє до мінімуму обмежити число рейсів долота з отклонителем, отримати найбільше зміщення вибою при тому ж зенітному вугіллі і не викликає ускладнень при експлуатації свердловин.

2

Профіль типу "" (мал. 1.2) відрізняється від попереднього тим, що замість прямолінійно-похилої дільниці тут дільниця 3 - природного зниження зенітного кута. Цей профіль вимагає набору значно більшого зенітного кута в кінці участка2(приблизно на величину природного зниження зенітного кута на дільниці 3), довжина якого буде більше, а робота з отклонителем довше. Цей профіль можна застосовувати в районах, де інтенсивність природного зниження зенітного кута невелика і штучна стабілізація його утруднена, а також при більшій глибині буріння, коли робота з отклонителем і його орієнтування викликають труднощі.

Профіль типу "в" (мал. 1.3) складається з п'яти дільниць: вертикального 1, набору зенітного кута 2, похило-прямолінійного 3, знижень зенітного кута 4, вертикального 5, що дозволяє при перетині стовбуром декількох продуктивних пластів експлуатувати будь-який з них із збереженням загальної сітки розробки.

Профіль цього типу є найбільш складним.

Коли зенітний кут не вдається стабілізувати, свердловини бурять по профілю "г" (мал. 1.4), що складається з чотирьох дільниць і відмінному від попереднього тим, що замість дільниць 3 і 4 є лише дільниця 3 природного зниження зенітного кута. Цей профіль доцільно застосовувати при порівняно невеликих зміщеннях вибою.

Профіль типу "д" (мал. 1.5) складається з вертикальної дільниці 1 і дільниці набору зенітного кута 2. Профіль характеризується більшою протяжністю дільниці 2, на якій проводяться робота з отклонителями.

Профіль цього типу застосовується рідко:

а) для розкриття екранованих покладів;

6) якщо можливо ефективно використати закономірності природного викривлення свердловин.

3

2. Принципи розрахунку профілю похило-направлених свердловин

2.1. Загальні положення

Розрахунок профілю площинного типу включає визначення:

величини зенітного кута на початку і кінці кожної дільниці, довжини їх вертикальних і горизонтальних проекцій, радіуса і інтенсивності викривлення криволінійних дільниць, а також загальну протяжність стовбура.

Початковими даними для розрахунку є: глибина свердловини (по вертикалі), зміщення вибою, азимут, відомості про конструкцію свердловини, за винятком тих елементів її, які встановлюються в процесі проектування профілю.

При складанні проекту керуються наступними положеннями. Профіль будь-якого типу повинен мати початкову вертикальну дільницю довжиною не менше за 40-50 м, кінець якого слідує по можливості приурочити до стійких порід, в яких за одне довбання вдається набрати кут не менше за 5-6°.

Для профілів всіх типів, крім останнього, з метою скорочення часу на орієнтований спуск інструмента довжина початкової вертикальної дільниці повинна бути по можливості мінімальній. Для профілю типу "д" вона повинна бути, навпаки, максимально можливою, щоб скоротити довжину дільниці 2, де планується робота з отклонителем.

2.2. Визначення радіуса викривлення дільниць свердловини

Дуже важливо правильно визначити інтенсивність викривлення стовбура i або зворотну їй величину - радіус викривлення R. Последній повинен бути мінімально-допустимим і по можливості постійним, при якому досягається рівномірне викривлення по дузі кола.

5

Радіус викривлення вибирають виходячи з цільового призначення свердловини і з урахуванням можливості проведення дослідницьких робіт в свердловині і досягнутого рівня техніки і технології похило-направленого буріння, а також особливостей будови розрізу.

Для всіх свердловин, в які передбачається спуск обсадних колон, радіус викривлення вибирають з умови нормального (без ускладнень) проходження їх через покривлений стовбур до проектної глибини. Якщо свердловина має декілька покривлених дільниць, то мінімальний радіус викривлення повинен задовольняти цій вимозі.

Для обсадних колон, що спускаються на невелику глибину (кондуктор, іноді і проміжна колона), радіус викривлення вибирається з умови

(2.1)

де Е - модуль Юнга;

Dн- зовнішній діаметр обсадной колони;

бт- межа текучості матеріалу обсадних труб.

Для експлуатаційних колон глибоких свердловин, працюючих в умовах складного напруженого стану, при розрахунку на смятие межа текучості матеріалу труб потрібно зменшити на величину бт

згинаючих бії нормальних бннапряжений, т. е.

брати величину бт*=бт-(би+бн), де б= напруження розтягнення або стиснення.

6

Для всіх експлуатаційних, розвідувальних і опорно-технологічних свердловин необхідно передбачати можливість вільного проходження через обсаджений колоною покривлений стовбур геофизических приладів для дослідження, випробування свердловин.

При механізованому видобутку нафти, коли місце розташування глибинних насосів доводиться на покривлену (також обсаджений колоною) дільницю, насоси повинні вільно, без деформацій, вписуватися в цю дільницю щоб уникнути передчасного виходу їх з ладу. У Західному Сибірі, виходячи з цієї умови, інтенсивність викривлення обмежують 3° на 100 м стовбури, що відповідає радіусу викривлення 1900 м.

Мінімально можливий радіус викривлення з умови вільного проходження зануреного приладу, агрегату можна обчислити

по формулі

(2.2)

де L і dн-довжина і зовнішній діаметр приладу, що спускається;

Dв- внутрішній діаметр експлуатаційної колони;

До - кільцевий зазор між приладом і колонною, рівним 1,5-3,0, що звичайно приймається мм.

До технико-технологічних умов буріння, що визначають мінімально можливий радіус викривлення, відносяться:

1) можливість реалізації вибраного профілю технічними засобами, що є;

2) нормальна проходимість всіх типів КНБК, намічених до застосування в інтервалах, розташованих нижче за дільницю з мінімальним радіусом;

7

3) нормальна робота забойних двигунів, бурильних труб, попереджень утворення жолобів на стінках свердловини або протирання обсадной колони, максимально-можливе робоче навантаження на крюку при підйомі інструмента через покривлені дільниці і інш.

Реализуемость профілю встановлюється на основі аналізу результатів, отриманих по раніше пробурених свердловинах, такими ж або аналогічними технічними засобами, виявлення і вивчення причин відхилення фактичного профілю від проектного. При недостатньому досвіді похило-направленого буріння в даному районі або повному відсутності його (перші свердловини на новій площі) вельми цінним може виявитися ретельне вивчення і використання досвіду буровиков інших нафтових регіонів, успішно ведучих бурові роботи в геологічно схожих умовах.

По мірі накопичення досвіду похило-направленого буріння в бурових підприємствах, де робота поставлена на хорошу основу, згодом розробляється типове компонування для буріння кожного з інтервалів похилої свердловини, що максимально враховує особливості геологічного розрізу.

Нормальна проходимість призначеної для подальшого буріння КНБК через покривлений стовбур легко досягається при умові, якщо жорсткість і габаритні розміри її не перевершують цих параметрів тієї КБНК, яка застосовувалася при бурінні верхніх покривлених дільниць. Однак ця умова звичайно не має місця, і саме зіставлення часто може виявитися неправомірним. Так, верхні покривлені дільниці звичайно бурять односекционними, рідко - двухсекционними турбобурами, в той час як нижні прямолінійні дільниці - турбобурами в трехсекционном (іноді навіть в четирехсекционном) виконанні, довжина яких кратно більше, а діаметр може бути менше.

8

Якщо покривлена дільниця обсаджена колоною, то діаметр його різко меншає, отже, меншає і проходимість дільниці стовбура. Тому проходимість КНБК на практиці звичайно визначається з досвіду буріння похилих свердловин.

Якщо забойний двигун геометрично не вписується в покривлений стовбур, то при проходженні через нього він буде згинатися, причому тим сильніше, ніж більше кривизна дільниці. Тому мінімальний радіус викривлення вибирають з умови забезпечення мінімально необхідного зазора між корпусом забойного двигуна і стінками свердловини

(2.3)

де K1- умовний зазор між забойним двигуном і стінкою свердловини, рівним K1=0, що приймається для твердих порід і

K1= 3÷ 6 мм - для порід м'яких і середньої твердості.

З умови забезпечення міцності найбільш навантажених бурильних труб, розташованих в приустьевой зоні, мінімальний радіус викривлення визначається по формулі

(2.4)

де Dнб- зовнішній діаметр бурильних труб;

σ рез- результуюче напруження.

При відсутності дотичних напружень σ резопределяется з урахуванням напружень розтягнення від власної ваги, сил тертя і внутрішнього тиску, а при наявності дотичних напружень τ (від реактивного моменту забойного двигуна) результуюче напруження σ'рез

9

обчислюється з їх обліком по формулі

(2.5)

Для бурильних труб, розташованих в інших покривлених дільниць бурильної колони, знаходження радіуса, що допускається зайво, оскільки нормальні напруження звичайно істотно менше, а діаметри труб не більше, ніж в приустьевой зоні.

Щоб уникнути утворення жолобів на стінках покривленого стовбура, не обсадженого колоною, мінімальний радіус викривлення (орієнтувально) визначається по формулі

(2.6)

де Р - осьове зусилля в трубах в точці проти дільниці, де можливе желобообразование;

Q - допустиме нормальне навантаження на стінки свердловини, що передається через замок.

Останню рекомендується приймати рівної: 20-30 кН - для порід середньої твердості; 40-50 кН - для твердих порід.

Якщо стінки свердловини складені дуже м'якими породами, то радіус викривлення, визначуваний по формулі (2.5), може вийти дуже великим і практично не прийнятним. У таких випадках інтервали набору зенітного кута повністю або частково перекриваються обсадной колоною (кондуктором). Так в Західному Сибірі при зміщеннях вибою більше за 300 м набір зенітного кута проводять виключно в інтервалі спуску кондуктора. Це одночасно запобігає типово для неміцних порід ускладненню - обвалення стінок свердловини.

10

Саме таким шляхом була успішно дозволена в Західному Сибірі проблема попередження ускладнень при бурінні верхньої покривленої дільниці.

Мінімальний радіус викривлення визначають в цьому випадку з умови допустимого згину труб кондуктора по вищенаведеній формулі (2.1).

Величину додаткового осьового зусилля через тертя колони об стінки свердловини і загальне навантаження на верхню трубу і на крюку при підйомі інструмента рекомендується визначати по відповідних методиках.

Навантаження на труби не повинне викликати напружень вище допустимих, а на крюку - не перевершувати номінальній вантажопідйомності бурової установки.

По підсумках розрахунків з всіх знайдених радіусів вибирається найбільший, який рекомендується збільшити на 5- 10 % з метою обліку можливої неточності установки отклонителя і в подальшому є розрахунковим радіусом при розрахунку профілю.

11

3. Розрахунок профілів звичайного (площинного) типу

Для профілю типу "а" (мал. 1.1) після вибору довжини вертикальної дільниці і визначення радіуса викривлення необхідний зенітний кут α обчислюють по формулі

(3.1)

де Riи Hi- відповідно радіус викривлення і вертикальна проекція i - го дільниці;

i - порядковий номер дільниці, вважаючи зверху вниз. У разі двійчастих або потрійних індексів тут і далі буде матися на увазі, що береться сума 2-х або 3-х дільниць;

А-зміщення вибою.

Довжини вертикальних і горизонтальних проекцій дільниць і по стовбуру можуть бути обчислені по формулах, вміщених в табл. 3.1, причому для даного типу профілю розрахунки можна провести в будь-якій послідовності: по рядках або по стовпцях.

При розрахунку профілю типу "б" (мал. 1.2) після вибору довжини вертикальної дільниці Н1находят радіуси викривлення R2и R3. Величину R3принимают на основі практичних даних.

Зенітний кут можна знайти по формулі.

(3.2)

Визначається кут входу в пласт

(3.3)

Подальші розрахунки ведуться по формулах, приведених в табл. З.I.

12

Таблиця 3.1

Зведена таблиця формул для розрахунку профілю

Тип профілю

Дільниця

Довжина

проекція

по стовбуру

вертикальний

горизонтальний

а

Вертикальний

Набору α

Стабіліз. α

sin α

= Н - ( +)

0

= (1 - cos α)

= tg α

=

= α

=

би

Вертикальний

Набору α

Знижений. α

sin α

(sin α - sin )

0

= (1 - cos α)

=

= α

= (α - )

в

Вертикальний

Набору α

Стабіліз. α

Знижений. α

Вертикальний

sin α

= Н - [ + ( + ) sin α + ]

= sin α

0

= (1 - cos α)

= tg α

= (1 - cos α)

0

=

= α

=

α

=

г

Вертикальний

Набору α

Знижений. α

Вертикальний

sin α

sin α

0

= (1 - cos α)

= (1 - cos α)

0

=

= α

= α

д

Вертикальний

Набору α

sin α

0

= (1 - cos α)

=

= α

Для профілю типу "в" (1.3) спочатку встановлює довжину 5-го вертикальної дільниці H5. Якщо свердловиною передбачається розкрити многопластовое родовище, то приймається

H5=K2h

де h- відстань між покрівлею верхнього і підошвою нижнього продуктивного пласта;

К2- коефіцієнт, що враховує можливу неточність розкриття пласта, приймається рівним в 1,05-1,10.

13

Величина зенітного кута в кінці другої дільниці обчислюється по формулі

(3.4)

де R24=R2+R4; H234=H2+H3+H4=Н-(H1+H5).

Подальші розрахунки можна прослідити по таблиці.

При розрахунку профілю типу «г» (мал. 1.4) зенітний кут обчислюється по формулі.

(3.5)

Якщо для профілю типу «д» (мал. 1.5) заданий кут входу в пласт (кут між віссю стовбура і площиною нашарування), то зенітний кут в цьому місці рівний, де β- кут падіння пласта (між площинами горизонтальної і нашарування).

Без урахування кутів γ і β.

Якщо отриманий по цьому розрахунку α або H1не можуть бути прийняті по тих або інакших причинах, то змінюють кут входу в пласт, або α.

Розрахунки завершуються використанням формул, приведених в табл. 3.1.

При розрахунку профілю будь-якого типу обчислюють також розрахункове зміщення

14

(з метою перевірки правильності розрахунків) і довжину стовбура

де n - число дільниць профілю конкретного типу.

15