Расчет диаметров скважины и обсадных колонн.

Проектирование конструкции скважины

Методические указания к выполнению раздела выпускной квалификационной работы для студентов специальности 130504 «Бурение нефтяных и газовых скважин» заочного обучения

Томск – 2017

Проектирование конструкции скважины

Конструкция скважины – это совокупность

· числа колонн;

· глубин спуска колонн;

· интервалов затрубного цементирования;

· диаметров обсадных колонн;

· диаметров скважин под каждую колонну.

При проектировании конструкции скважины необходимо стремиться к упрощению конструкции скважины, например, за счет уменьшения числа колонн, уменьше­ния диаметров колонн, уменьшения рекомендуемых зазоров или применения труб с безмуфтовыми соединениями.

Обоснование конструкции эксплуатационного забоя и выбор способа заканчивания скважин

В связи с недостаточной геологической изученностью разреза скважин и для последующего испытания пласта в закрытом стволе скважины для всех разведочных скважин принимается забой закрытого типа.

Построение совмещенного графика давлений

Совмещенный график давлений иллюстрирует изменение по глубине скважи­ны градиентов пластовых давлений, градиентов давлений гидроразрыва пород и градиентов давлений столба буро­вого раствора. Градиент давлений – изменение давления, отнесенное к единице глубины.

Совмещенный график давлений позволяет выделить в разрезе интервалы, несовместимые по условиям бурения. С учетом наличия геологических осложне­ний по совмещенному графику давлений решается вопрос о необходимости спуска про­межуточных (технических) колонн, их числа и глубины спуска.

Совмещенный график давлений строится в следующем порядке:

1. На совмещенный график давлений в соответствии с данными, представленными в табл. «Давление и температура по разрезу скважины», наносятся точки градиентов пластового давления gradР_пл и давления гидроразрыва gradР_гр, строятся кривые градиентов давлений.

2. Проводится анализ совмещенного графика давления. Причем в выводе указывается наличие или отсутствие зон, несовместимых по условиям бурения, и решается вопрос о необходимости спуска промежуточной колонны.

Рис.1. Совмещенный график давлений

Вывод: в графике не наблюдается интервалов не совместимых по условию бурения. Нет необходимости спуска дополнительных колонн.

Определение числа обсадных колонн и глубины их спуска.

1. Направление длина 50 метров при D = 273,1 (мм). Перекрываем четвертичные отложения на 10 м, соответственно.

2. Кондуктор длина 1180 метров при D = 177,8 (мм). Кондуктором обычно перекрывают верхнюю часть геологического разреза, где имеются неустойчивые породы (например, глинистые отложения), пласты, поглощающие буровой раствор или проявляющие, подающие на поверхность пластовые флюиды, т.е. все те интервалы, которые будут осложнять процесс дальнейшего бурения и вызывать загрязнение окружающей природной среды. Кондуктор служит также для установки противовыбросового устьевого оборудования и подвески последующих обсадных колонн.

3. Эксплуатационная колонна длина 2670 метров при D = 114,3 (мм). Эксплуатационная колонна спускается в скважину для извлечения нефти, газа или нагнетания в продуктивный горизонт воды или газа с целью поддержания пластового давления. Эксплуатационная колонна в вертикальной и наклонно-направленной скважине должна перекрывать подошву продуктивного пласта на высоту, рассчитываемую из условия, что на каждые 1000 м скважины величина перекрытия составляет 10 м. В данном случае ЗУППФ равен 20 метров.

Выбор интервалов цементирования.

1. Направление, кондуктор цементируются на всю длину.

2. Эксплуатационная колонна цементируются с учетом перекрытия башмака кондуктора на высоту не менее 500 м – для газовых скважин.

Расчет диаметров скважины и обсадных колонн.

Расчет диаметра эксплуатационной колонны и диаметра долота:

D_эк = 114,3 мм при учете свободного дебита 150000 м³/сут

D_м.эк = 133 мм учитывая минимальную допустимую разность диаметров ствола скважины и муфты обсадной колонны =15мм.

D_д = 133+15=148 мм выбираем PDC долото с D_д.эк = 152,4 мм.

Расчет диаметра кондуктора и диаметра долота под кондуктор:

Учитывая зазор для прохождения долота D_к.вн = 152,4+10=162,4 мм.

Выбираем обсадную трубу под кондуктор D_к = 177,8 мм.

=25 мм разность диаметров для данной трубы.

D_м.к = 194,5 мм.

D_д.к = 194,5+25=219,5 мм выбираем PDC долото с D_д.к = 220,7 мм.

Расчет диаметра направления и диаметра долота:

С учетом зазора D_н.вн = 220,7+10=230,7 мм.

Выбираем направление с D_н = 273,1 мм.

D_м.н = 298,5 мм.

=35 мм разность диаметров для данной трубы.

D_д.н = 298,5+35=333,5 мм выбираем Шарошечное долото с D_д.н = 349,5 мм.

Рис. 2. Конструкция скважины