Проект бурения скважины №1 Ванаварской площади

Федеральное государственное образовательное  учреждение  
высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

Институт управления бизнес-процессами и экономики

Кафедра машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов

 

 

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К

КУРСОВОЙ РАБОТЕ

«Проект бурения скважины №1 Ванаварской площади»

 

 

 

 

 

 

 

 

Красноярск 2011 

Содержание

1. Введение           3
2. Общие сведения о районе бурения       4
3. Геологическая часть         5
4. Техническая часть         9
5. Безопасность жизнедеятельности при бурении            12
6. Техника безопасности при бурении             14
7. Источники загрязнения окружающей среды при бурении скважин       22
8. Мероприятия по охране природных ресурсов            25
9. Заключение                 28
10. Список использованных источников             29

 

Введение

В настоящее время нефть  и газ, а также продукты их переработки  стоят в одном ряду с другими  важнейшими средствами производства, оказывают активное влияние на ускорение  научно-технического прогресса в  стране. Продукция нефтяной и газовой  промышленности используется практически  во всех отраслях. Все большее значение имеет нефтяная промышленность в  улучшении экономики в стране.

Сегодня разведанные запасы нефти таковы: 180 млрд. тонн — легкая нефть, 820 млрд. тонн — тяжелая, 700 млрд. тонн угля в пересчете на нефть, 300 млрд. тонн газа в пересчете на нефть. Это обеспечит весь мир на 300-350 лет. Дешевая нефть кончается, но ресурсы углерода бесконечны. Для нашей страны более существенна проблема глубокой переработки нефти вместо продажи сырой. Сейчас мы добываем 490 млн. тонн нефти, из них 260 млн. тонн сразу продаем, а 230 млн. тонн перерабатываем, но и из них 80 млн. тонн продаем. Таким образом, у нас потребляется 150 млн. тонн нефти, примерно по 1 тонне на человека. В США этот критерий — 2 тонны, в Европе — 2,5 тонны. Нефтяные ресурсы в России выработаны более чем на половину, ресурсы газа оцениваются в 165 трлн. кубометров.

Особо важное производственное звено в нефтяной и газовой  промышленности является бурение, которым  завершается комплекс геолого-поисковых  и разведочных работ, устанавливается  наличие нефтеносности, определяются необходимые параметры залежи, для  подсчета запасов и проектирования схемы разработки.

 

 

 

 

Общие сведения о  районе бурения (Эвенкия)

Климат

Климат южной и центральной  части - резкоконтинентальный, температура летом до +35oC, зимой - до -60oC (в межгорных котловинах свой особый микроклимат), в северной части летом - до +20oC, зимой - до -40oC, на морском побережье летом - до +3oC, зимой - до -30oC. Приблизительно половина территории СТЗ расположена севернее Полярного круга, поэтому летом здесь период Полярного дня (3 месяца), зимой - Полярной ночи и северного сияния (2 месяца).

Природные условия (особенности рельефа)

Благодаря протяженности  с севера на юг территория округа расположена  в разных природных зонах: арктической  и субарктической тундре, лесотундре, тайге и горных лесах. Рельеф в  центральной части округа представлен  самым большим в мире базальтовым  массивом гор плато Путорана, на востоке – древними горами Анабара. Дополняют картину межгорные котловины, а также таежные и тундровые равнины. Рельеф - преимущественно горный. Тундры занимают 1/10 территории.

Температура

Столбик термометра скачет в течение года от минус 60 зимой до 30 градусов летом.

Месторождения нефти

Выявлено пять  месторождений   нефти  и газа: Юрубчено-Тохомское, Куюмбинское, Собинское, Оморинское и Пайгинское с промышленными запасами  нефти и газа в 1,1 млрд. тонн. Наиболее крупные и уникальные не только в России, но и в мире два нефтегазодобывающих района  - Юрубчено-Тохомское и Ванаварское.

 

Разведанные запасы составляют 8% от всех ресурсов углеводородов  Эвенкии . В связи с этим планируется разведка  месторождений на юге округа.  Общий ресурсный потенциал юга Эвенкии - 1,5 млрд. тонн  нефти , 1,9 трлн. м3 газа и 80 млн. тонн конденсата. Недра округа содержат рассолы, включающие литий, бром, йод, а также уникальные  месторождения подземных минеральных вод.

Геологическая часть

Масштаб

1:5000

 

Стратиграфия

Четвертичная система верхний слой поверхности земли 5 метров

Эвенкийская свита достигает глубины 200 метров

Ангарская свита залегает на глубине от 200 до 700 метров

Бельская свита достигает глубины в 2200 метров

Венд, содержит нефтеносные горизонт, залегает на глубине от 2200 до 2500 метров

Докембрий залегает на глубине от 2500 до 2520 метров

 

Литологический  разрез

Четвертичная система верхний слой поверхности земли, состоит из почвы.

Эвенкийская свита состоит из чередующихся отложений песчаника аргиллитов, алевритов(многолетняя мерзлая толща льда).

Ангарская свита преимущественно состоит из глинистых и песчаных доломитов с периодическими отложениями доломита со стилолитовыми швами, кавернозными доломитами, имеются прослойки каменной соли от 4 до 40 м и долеритов.

Бельская свитасодержит в себе слои песчаных и глинистых доломитов, стоматолитовых и ангидритистых известняков, имеются прослойки каменной соли 5-20 м

Венд – чередование окремненных доломитов и доломитовых мергелей 

Докембрий - гранито-гнейсовые отложения

 

 

 

Категория порог по твердости

Твёрдость пород определяется твердостью минералов, слагающих эту породу.

Четвертичная система, твердость  равна 4.

Эвенкийская свита, состоящая  из песчаников и льдов, имеет твердость 4 по шкале Мооса.

Ангарская свита имеет  меньшую твердость - около 3,5, так  как эта она заложена доломитами. Однако в данной свите имеются прослойки долеритов, твёрдость которых равна 9.

Бельская свита, имеющая  в свих залежах как соляные отложения, так и известняки имеет твердость от 3,5 до 7, при этом наименьшая твердость принадлежит соляным прослойкам.

Венд является самой старой из представленных свит. Ее состав включает в себя окремненные доломиты и  мергели, соответственно эта свита  имеет наибольшую твердость - от 5 до 7.5 по шкале Мооса. Также докембрийская система имеет твердость около 7.

 

Категория порог по образивности (категория буримости)

По категории буримости определяю стоимость бурения одного метра скважины. Эта категория напрямую зависит от твердости пород, по которым бурится скважина. Так:

Четвертичная система  и эвенкийская свита – категория  буримости 4

Ангарская свита - категория  буримости 2-3,5, долеритовые отложения имеют 8 категорию, так как у этих пород высокая твердость.

Бельская свита, венд, докембрий - категория буримости 2-5,5; прослойка соли – 2 категория

 

Отбор керна и отбор шлама

На глубине до 1500 метров отбор шлама проводится через  каждые 10 метров, так как скорость бурения очень большая, и толщи  пород однородные. При снижении скорости бурения отбор шлама ведется через каждые 5 метров, происходит переливание пород, и так до забоя скважины. При бурении по нефтеносному пласту отбор проводится отбор керна.

 

Интервалы испытания пластов

Испытание пластов проводят с целью вызвать приток флюидов. Это происходит непосредственно  на нефтеносном горизонте, в нашем  случае нефтеносная часть залегает на глубине от 2300 до 2500 метров.

 

Интервалы возможных осложнений

На глубине до 200 метром при бурении мы имеет дело с  зоной вечной мерзлоты, что приводит к неравномерному разрушению пород  и поглащению промывочной жидкости. Данный интервал представлен преимущественно аргиллитами, что может привести к ковернообразованиям.  На протяжении залегания Ангарской свита (200-700 метров глубины) возможны ковернообразования, так как свита преимущественно состоит из глинистых и песчаных доломитов. На протяжении Бельской свиты и Венда возможны поглощение промывочной жидкости и обвалообразования, в связи с тем, что свиты заложены высокопроникающими пластами.

 

Конструкция скважины

На глубину до 50 метров спускают направление, для закрепления  устья скважины, чтобы предотвратить  обвалы и размывание. Далее спускается кондуктор на глубину 200 метров, для  перекрытия неустойчивой части разреза; в нашем случает многолетних мерзлых пород. Техническая колонна спускается в скважину, где имеются пласты, а низким пластовым давлением, соленосные отложения, осыпание горизонта. Постепенно накручиваются колонны с меньшим диаметров, пока не достигнут проектной глубины 2220 метров. После спускается эксплуатационная колонна на глубину достигающей кромки нефтеносного пласта – 2300 метров. Эта колонна предназначена для подъема нефти и газа от забоя к устью.

 

Геофизические исследования скважины

После спуски колонн проводят геофизические исследования скважины (каротаж) для уточнения данных о пластах и о качестве цементирования колонны.

На интервале 0-200 метров проводят электрометрию, радиометрию, электрокаротаж (для определения залегающих пластов), инклинометрию (для определения истинного положения скважины). После спуска кондуктора проводится акустически каротаж (определяется качество цементирования колонны). При забои скважины на глубину до 2220 метров проводят радиометрию, инклинометрию, электрометрию, профилеметрию, (для расчёта объема цемента для цементирования). После спуска колонны так же проводится акустический каротаж и электрокаротаж. На забое скважины в интервале 2220-2520 метров проводят исследования радиометрией, инклинометрией, термометрией, а для качества цементирования используют акустический каротаж.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Техническая часть

 

Параметры промывочной жидкости

При бурении от устья скважины до глубины 200 метров используется глинистый  раствор, в своем составе содержит глину, воду, кальцинированную соду. При  этом параметры промывочной жидкости должны соответствовать следующим  значениям:

КМЦ 700/85 (понизитель водоотдачи)- используется, так как бурение проходит по толще льда

Плотность 1,10-1,12 кг/м³

Вязкость 40-50 сек – нужна  высокая вязкость, чтобы не было потери промывочной жидкости

Фильтрация 6-8 см³/ 30 мин (водоотдача)

рН 8

Следующий отрезок бурения  от 200 до 2220 метров бурится с использованием высокоминерализованных растворов, полимерных растворов, в состав которых входит соль, сода каустическая, КМЦ. Такой  вид промывочной жидкости используется для того, чтобы не размывались  пласты соли, не было ковернообразований. Должны поддерживаться следующие значения параметров:

Плотность 1,21-1,23 кг/м³

Вязкость 56 сек – нужна  высокая вязкость, чтобы не было потери промывочной жидкости

Фильтрация 0-1,5 см³/ 30 мин (водоотдача) – низкая водоотдача, для того, чтобы поры закупоривались, жидкость не уходила в пласт, для удержание глины на поверхности стенки скважины..

рН 7-8

При бурении свиты с  нефтеносным пластом используется слабоминерализированный раствор, полимерный раствор, со следующими значениями параметров:

Плотность 1,01-1,03 кг/м³

Вязкость50 сек – нужна  высокая вязкость, чтобы не было потери промывочной жидкости

Фильтрация 0-1,5 см³/ 30 мин (водоотдача)

рН 7-8

 

Выбор долот (диаметра)

По мере увеличения глубины  скважины, диаметр скважины, обсадных труб и соответственно диаметр самих долот для бурения уменьшается. Для бурения устья используется долото диаметром 490 мм, далее при бурении до глубины 200 метров диаметр долота составляет 393,7 мм. После спуска кондуктора продолжают бурить долотом еще меньшего диаметра (295,3 мм) до кромки нефтеносного пласта, а забой скважины пробуривается долотом диаметром равным 212,7 мм.

 

Число оборота ротора, тип забойного  двигателя

При бурении устья скважины ротор имеет значение 60-80 оборотов/мин  для того, чтобы не было разрушения верхней части пласта, во избежание  обрушений пород. До интервале 50-200 метров происходит увеличение скорости бурения – 100 оборотов/мин, бурение ведется турбинным двигателем. На протяжении Ангарской и Бельской свиты (200-2220 метра) бурение происходит Винтовым Забойным Двигателем Д1-240. Далее происходит снижение скорости бурения, так как ожидается приток флюидов, бурение проходит ВЗД Д1-195 до глубины нефтеносного пласта, то есть до 2300 метров. По нефтяной части бурение проходит ротором со скоростью 60-100 оборотов/мин.