Цементаж эксплуатационной колонны

Содержание

1. Общие сведения о районе работ………………………………………………3

2. Инженерно-геологические условия бурения…………………………………5

3. Проектирование конструкции скважины……………………………………..8

4. Выбор типа тампонажных материалов………………………………………15

5. Выбор вида и объема буферной жидкости………………………………….17

6. Выбор типа и числа элементов технологической оснастки………………..21

7. Расчет цементирования эксплуатационной колонны………………………24

8. Заключительные работы после цементирования

    эксплуатационной колонны…………………………………………………..30   

9.Список использованной литературы………………………………………....32                                                                        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Общие сведения о районе работ

     Нефтяное месторождение Ачикулак находится в южной части Прикумского нефтегазоносного района. В административном отношении оно расположено на территории Нефтекумского района Ставропольского края,  в 25 км от г. Нефтекумска и в 75 км от железнодорожной станции Буденновск.

Обзорная карта района работ

     Ближайшими населенными пунктами, расположенными вблизи месторождения (50-70 км) являются с. Левокумское, Владимировка, г. Нефтекумск. Населенные пункты связаны между собой дорогами с асфальтовыми покрытиями. Нефть транспортируется по трубопроводу до станции Буденновск и далее железнодорожным транспортом Полезных ископаемых (в том числе и строительных материалов), кроме нефти и газа, в районе нет. Климат района континентальный, умеренно сухой, характеризующийся знойным летом и относительно холодной малоснежной зимой. Среднегодовая температура +10^оС. Абсолютный максимум +44^оС, абсолютный минимум -35^оС.

     Среднегодовое количество осадков достигает 380 мм, причем большая часть их выпадает в виде дождя – 277 мм. Промерзаемость почвы не превышает 0,5 м. Характерное явление для Прикумской равнины – ветры восточного (38 %) и западного (17 %) направлений. Средняя скорость ветров колеблется в пределах 1,6-3,2 м/с, иногда достигает 20 м/с и более.

     Поверхностные источники воды в районе месторождения отсутствуют. Водоснабжение осуществляется за счет артезианских вод древнекаспийских и апшеронских отложений, залегающих на глубине 200-450 м.

     Рельеф месторождения и прилегающих к нему площадей  равнинный. Абсолютные отметки поверхности изменяются от +5,0 м до  32,0 м над уровнем моря. Иногда рельеф равнины нарушается невысокими холмами и курганами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Инженерно-геологические условия бурения

Литолого-стратиграфическая  характеристика разреза:

     На основании опыта бурения на Ачикулакском месторождении ожидается вскрытие следующего литолого-стратиграфического разреза.

Таблица 1 - Литолого-стратиграфическая  характеристика разреза

Стратиграфи-ческое подразделение	Глубина кровли, м	Глубина подошвы, м	Угол падения пластов  по подошве, град	Стандартное описание горной породы: полное название, характерные  признаки
Четвертичная система (плейстоцен)	0	80	-	Лессовидные суглинки и супеси с тонкими прослоями песка  и песчаников
Средненеогено-вая система	80	640	-	Глинистые песчаники, пески, глин с прослоями известняков-ракушечников
Нижненеогено-вая           система система	640	800	-	Песчанистые глины, песчаники  с прослоями известняков и  мергелей, чередование песчаников и  глин, слабопесчанистые глины с тонкими  прослоями мергелей и алевролитов
Нижненеогено-вая+верхнепалео-геновая   системы	800	2260	10	Мощная толща темно-серых  неизвестковистых глин, включающих алеврито-песчаные пачки
Верхнепалеогено-вая система	2260	2290	20	глины, песчаники, алевролиты, мергели
Верхнемеловой отдел	2290	2600	10	известняки, мергели, глины, аргиллиты
Нижнемеловой отдел, альбский ярус	2600	2950	10	песчаники, алевролиты, аргиллиты
Нижнемеловой отдел, аптский  ярус	2950	3170	20	песчаники, алевролиты, аргиллиты
Нижнемеловой отдел, неоком	3170	3600	30	песчаники, известняки, алевролиты, аргиллиты

 

Давления и  температура по разрезу скважины:

     Ниже приведены: температурная характеристика разреза, ожидаемые величины пластовых давлений и давлений гидроразрыва, по данным бурения на данном месторождении.

Таблица 2 –  Давления по разрезу скважины

Глубина, м	Пластовые давления, МПа	Давления гидроразрыва, МПа
500	5,0	12,3
1000	10,0	14,9
1500	15,0	25,2
2000	20,0	35,0
2500	25,0	43,6
3000	30,0	52,5
3500	35,0	63,1
3600	36,0	75,7

 

Таблица 3 –  Температурная характеристика разреза

Глубина, м	Температура, оС
80	16
640	32
800	43
2260	95
2290	98
2600	111
2950	120
3170	124
3600	135

 

Возможные осложнения в процессе бурения:

     При проводке проектируемой скважины возможны следующие осложнения:

-поглощение бурового раствора в интервалах 0-640 м, 2075-3600 м.

-осыпи и обвалы стенок скважины в интервале 800-2260 м.

-нефтегазоводопроявления в интервале 80-3600 м.

-прихватоопасные зоны 800-2260 м, 2600-3600 м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Проектирование конструкции скважины

     Выбор конструкции скважины является основным этапом ее проектирования и должен обеспечивать высокое качество строительства скважины.

     Число обсадных колонн, необходимых для обеспечения указанных требований, проектируется исходя из несовместимости условий бурения отдельных интервалов скважины.

     Под несовместимостью условий бурения понимается такое их сочетание, когда заданные параметры технологических процессов бурения нижележащего интервала скважины вызовут осложнения в пробуренном вышележащем интервале, если последний не закреплен обсадной колонной, а проведение дополнительных специальных технологических мероприятий по предотвращению этих осложнений невозможно или экономически нецелесообразно.

     Анализ условий бурения скважины проводится поинтервально сверху вниз с разбивкой геологического разреза скважины на зоны крепления.

     Для выбора количества обсадных колонн (зон крепления) используют совмещенный график изменения пластового давления, давления гидроразрыва пород и гидростатического давления столба бурового раствора, построенный на основании исходных данных в прямоугольных координатах глубина — эквивалент градиента давления (рис. 1).

     Под эквивалентом градиента давления (γ_э.г.) понимают удельный вес жидкости, столб которой в скважине на глубине определения создает давление, равное пластовому (поровому) или давлению гидроразрыва.

Р = γ -Н/10, кгс/ см2 (1)

     Отсюда   γ_э.г.пл.= 10Р_пл/Н, гс/см³;  γ_э.г.гр= 10Р_гр/Н, гс/см³

     Кривые, характеризующие изменение пластового (порового) давления и давления гидроразрыва пластов, строят на основании данных промысловых исследований.

     Зоны совместимых условий бурения являются зонами крепления скважины обсадными колоннами. Количество зон крепления соответствует количеству обсадных колонн.

     Глубина спуска эксплуатационной колонны определяется способами заканчивания и эксплуатации скважины, а глубина спуска кондуктора - требованиями охраны источников водоснабжения от загрязнения, предотвращения осложнений при бурении под очередную обсадную колонну, обвязки устья скважины противовыбросовым оборудованием и подвески обсадных колонн.

На глубине 500 м  γ_э.г.пл = 10∙50/500 = 1,0 гс/см³

                               γ _э.г.гр = 10∙123/500 = 2,46 гс/см³

На глубине 1000 м  γ_э.г.пл = 10∙100/1000 = 1,0 гс/см³

                                 γ _э.г.гр = 10∙149/1000 = 1,49 гс/см³

На глубине 1500 м  γ_э.г.пл = 10∙150/1500 = 1,0 гс/см³

                                 γ _э.г.гр = 10∙252/1500 = 1,68 гс/см³

На глубине 2000 м  γ_э.г.пл = 10∙200/2000 = 1,0 гс/см³

                                 γ _э.г.гр = 10∙350/2000 = 1,75 гс/см³

На глубине 2500 м  γ_э.г.пл = 10∙250/2500 = 1,0 гс/см³

                                    γ _э.г.гр = 10∙436/2500 = 1,744 гс/см³

 На глубине 3000 м  γ_э.г.пл = 10∙300/3000 = 1,0 гс/см³

                                   γ _э.г.гр = 10∙525/3000 = 1,75 гс/см³

 На глубине 3500 м    γ_э.г.пл = 10∙350/3500 = 1,0 гс/см³

                                   γ _э.г.гр = 10∙631/3500 = 1,8 гс/см³

 На глубине 3600 м  γ_э.г.пл = 10∙360/3600 = 1,0 гс/см³

                                   γ _э.г.гр = 10∙751/3600 = 2,08 гс/см³

После определения эквивалентов градиентов давлений, строим совмещенный  график давлений (рис.1)

     Т.к. данная методика проектирования конструкции скважины не учитывает осложнения в процессе бурения, то конструкция скважины в соответствии с возможными осложнениями по разрезу и с проектными данными будет следующая:

     Направление спускается на глубину 7м для предохранения устья скважин и фундамента под буровую вышку от размыва буровым раствором и для обвязки циркуляционной системы.

     Кондуктор спускается на глубину 200м с целью перекрытия неустойчивой верхней части разреза и предохранения устья скважин от  размыва. Цементируется до устья. Перед бурением под промежуточную колонну на устье устанавливается ПВО.

     Промежуточная колонна спускается на глубину 1500м с целью перекрытия неустойчивых и склонных к поглощению бурового раствора верхне-майкопских отложений, а так же сокращения длины открытого ствола для предупреждения осложнений при дальнейшем бурении под эксплуатационную колонну. Цементируется до устья.

     Эксплуатационная колонна спускается на глубину 3600м, оборудуется направляющим башмаком, центрирующими фонарями, обратным клапаном.

 

Расчет диаметров  обсадных колонн и долот:

     Диаметры обсадных колонн выбирают в соответствии с величиной кольцевого зазора между долотом и спускаемой обсадной колонной, и кольцевого зазора между обсадной колонной и спускаемым в нее долотом для бурения последующего интервала.

     Диаметры обсадных колонн И долот выбирают снизу вверх, начиная с эксплуатационной колонны. Диаметр эксплуатационной колонны зависит от способа заканчивания скважины, условий ее эксплуатации и задается заказчиком на буровые работы.