Породоразрушающие инструменты

Классификация породоразрушающих инструментов по принципу разрушения породы и по назначению.

Буровые долота для бурения без отбора керна: конструктивные особенности лопастных, шарошечных, алмазных и твердосплавных буровых долот, их достоинства и недостатки, область применения. Диаметры буровых долот.

Колонковые долота для бурения с отбором керна. Принципиальная схема колонкового долота, состоящего из породоразрушающего инструмента (бурильной головки) и керноприемного устройства. Назначение бурильной головки и керноприемного устройства. Конструктивные особенности лопастных, шарошечных, алмазных и твердосплавных бурильных головок, их достоинства и недостатки, области применения. Конструктивные особенности керноприемных устройств со съемным и с несъемным керноприемником, их достоинства и недостатки, область применения.

Диаметры бурильных головок и керноприемных устройств. Породоразрушающие инструменты специального назначения: пикообразные, калибраторы, расширители.

 

37 Технология цементирования осуществляется следующим образом. После цементирования первой ступени в обсадную колонну спускают бросовый клапан, который открывает заливочные отверстия в муфте, после чего приступают к промывке излишнего цементного раствора из затрубного пространства. После этого скважину оставляют на ОЗЦ. После ОЗЦ первой ступени в скважину закачивают вторую порцию цементного раствора, продавка которого осуществляется с помощью извлекаемой пробки. По достижении верхней втулки заливочной муфты с помощью пробки над ней создается повышенное давление, штифты, удерживающие втулку, срезаются и заливочные отверстия перекрываются. Одновременно с этим извлекаемая пробка входит в зацепление с бросовым клапаном, после чего нижняя втулка муфты срезает подпружиненные штифты, освобождается и падает на забой скважины. В это время средняя манжета пробки удаляет остатки цементного раствора из муфты

38 Горно-геологические условия бурения нефтяных и газовых скважин

Горные породы, слагающие разрез нефтяных и газовых месторождений. Физико- механические свойства горных пород. Прочность, упругость, пластичность горных пород. Твердость, абразивность, буримость горных пород. Напряженное состояние горных пород в естественных условиях залегания. Горное и пластовое давление. Насыщение горных пород. Геостатическая температура горных пород и тепловой режим скважины.

39 Требования к буровым растворам

· Жидкая основа буровых растворов должна быть маловязкой и иметь низкое поверхностное натяжение на границе с горными породами.

· В твердой фазе бурового раствора концентрация глинистых частиц должна быть минимальной, а средневзвешенная по объему плотность твердой фазы максимальной.

· Буровые растворы должны быть не диспергирующимися под влиянием изменяющихся термодинамических условий в скважинах. Они должны обладать стабильными показателями технологических свойств.

· Буровые растворы должны быть химически нейтральными по отношению к разбуриваемым горным породам, не вызывать их диспергирование.

· Буровые растворы не должны быть многокомпонентными системами, а используемые для регулирования их свойств химические реагенты, наполнители и добавки должны обеспечивать направленное изменение каждого технологического показателя при неизменных других показателях.

· Желательно, чтобы буровые растворы содержали достаточное количество смазывающих добавок.

40 ПРОДУКТИВНОСТЬ СКВАЖИН (а. well efficiency; н. Sondenleistung, Sondenproduktivitat; ф. rendement des puits; и. productividad de pozo) — характеристика добывающей скважины (нефтяной, газовой, водяной), определяющая отбор пластового флюида при её эксплуатации. Численно оценивается коэффициентом продуктивности, равным отношению дебитаскважины к депрессии, создаваемой на её забое (разности пластового и забойного давлений). В практике пользуются также коэффициент удельной продуктивности, учитывающий дебит скважины, приходящийся на единицу мощности пласта (1 м).

Продуктивность зависит от мощности и проницаемости пласта, вязкости, а также компонентного состава пластового флюида, диаметра скважины, степени и совершенства вскрытия пласта, способа вскрытия, физико-химических свойств и загрязнённости призабойной зоны. Продуктивность может со временем меняться в зависимости от изменения нефтегазонасыщенности пласта и свойств призабойной зоны скважины. Коэффициент продуктивности определяется при проведении гидродинамических исследований методом установившихся отборов. Используется при составлении проектов разработки месторождений, при определении рационального режима эксплуатации добывающих скважин и подборе необходимого для подъёма жидкости скважинного оборудования.

41 Геолого-технический наряд - это оперативный нлан работы, в котором в виде таблицы приводятся геологическая характеристика намечаемой к бурению скважины и основные технические и технологические решения

Геолого-технический наряд является технологическим руководством для рабочих, ведущих бурение скважины, поэтому его составление требует самого ответственного отношения. Разработка наряда ведется участковым геологом и инженером-технологом. Утверждает геолого-технический наряд главный инженер геологоразведочной партии.

42 ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРОМЫВОЧНЫМ ЖИДКОСТЯ М

Кроме основного параметра - плотности, в зависимости от геологических условий к промывочным жидкостям предъявляются следующие дополнительные требования:

- минимальная фильтрация;

- минимальная противофильтрационная корка;

- отсутствие химического взаимодействия фильтрата с пластовыми флюидами с образованием твердых осадков;

- высокая удерживающая способность и минимальная адгезия к металлу и горной породе;

- минимальное статическое напряжение сдвига;

- стабильность технологических параметров во времени;

- низкая абразивность;

- противоприхватный (смазывающий) эффект, предотвращение дифференциального прихвата;

- обеспечение сохранения оптимального диаметра ствола скважины в зонах совместимых условий бурения;

- совместимость с применяемыми тампонажными материалами;

- применение стандартного оборудования для приготовления и очистки промывочной жидкости;

- утилизация промывочной жидкости без сооружения специальных полигонов;

- минимальное вредное воздействие компонентов промывочной жидкости на окружающую среду и персонал.

 

Способы бурения

Способ бурения	Определение
Вращательный	Механическое бурение, при котором разрушающее усилие создаётся непрерывным вращением породоразрушающего инструмента с приложением осевой нагрузки.
Роторный	Вращательное бурение, при котором буровой снаряд вращается станком с вращателем роторного типа.
Турбинный	Вращательное бурение, при котором породоразрушающий инструмент вращается турбобуром.
Объёмный	Вращательное бурение, при котором породоразрушающий инструмент вращается винтовым (объёмным) двигателем.
Электробуром	Вращательное бурение, при котором породоразрушающий инструмент вращается электробуром.
Алмазный	Вращательное бурение, при котором горная порода разрушается породоразрушающим инструментом, армированным алмазами.
Твёрдосплавный	Вращательное бурение, при котором горная порода разрушается породоразрушающим инструментом, армированным твёрдыми сплавами.
Дробовой	Вращательное бурение, при котором горная порода разрушается дробью.
Ударный	Механическое бурение, при котором разрушающее усилие создаётся воздействием ударов породоразрушающего инструмента.
Ударно-канатный	Ударное бурение, при котором возвратно-поступательное движение, создаваемое станком, передаётся породоразрушающему инструменту канатом.
Ударно-штанговый	Ударное бурение, при котором возвратно-поступательное движение, создаваемое станком, передаётся породоразрушающему инструменту бурильными трубами.
Ударно-вращательный	Механическое бурение, при котором разрушающее усилие создаётся в результате совместного воздействия ударов и вращения породоразрушающего инструмента.
Гидроударный	Ударно-вращательное бурение, при котором удары сообщаются породоразрушающему инструменту гидроударником.
Вибрационный	Механическое бурение, при котором внедрение бурового снаряда осуществляется виброударником.
Гидродинамический	Бурение, при котором горная порода разрушается высоконапорной струёй жидкости.
Термический	Бурение, при котором горная порода разрушается тепловым воздействием.
Электрофизический	Бурение, при котором разрушается горная порода под воздействием сил, возникающих в результате электрического разряда.
Взрывоударный	Бурение, при котором горная порода разрушается под воздействием сил, возникающих в результате взрыва.
Химический	Бурение, при котором горная порода разрушается под действием реагентов, вступающих с ней в химическую реакцию.
С промывкой	Бурение, при котором продукты разрушения горных пород удаляются потоком промывочной жидкости.
С продувкой	Бурение, при котором продукты разрушения горных пород удаляются потоком газа.

Свойства буровых растворов

Свойства и их регулирование

Эффективность применения буровых растворов зависит от их свойств, к которым относятся плотность, вязкость, водоотдача, статическое напряжение сдвига, структурная однородность, содержание газов, песка; тиксотропия, содержание ионов Na, K, Mg.

Водоотдача бурового раствора характеризуется объёмом фильтрата (от 2 до 10 см³), отделившегося от раствора через стандартную фильтровальную поверхность при перепаде давления ~ 100 кПа в течение 30 мин. Толщина осадка на фильтре (фильтрационная корка), которая образуется при определении водоотдачи, изменяется в пределах 1-5 мм.

Содержание твердой фазы в буровом растворе характеризует концентрацию глины (3-15 %) и утяжелителя (20-60 %). Для обеспечения эффективности бурения (в зависимости от конкретных геолого-технических условий) свойства бурового раствора регулируют изменением соотношения содержания дисперсной фазы и дисперсионной среды и введением в них специальных материалов и химических реагентов. Для предупреждения водонефтегазопроявлений при аномально высоких пластовых давлениях увеличивают плотность бурового раствора путём введения специальных утяжелителей (например, мелом до 1500 кг/м³, баритом и гематитом до 2500 кг/м³ и более) или уменьшают её до 1000 кг/м³ за счет аэрации бурового раствора или добавления к нему пенообразователей (сульфанола, лигносульфоната). Содержание твердой фазы бурового раствора регулируется трехступенчатой системой очистки на вибрационных ситах; газообразные агенты отделяют в дегазаторе. Кроме того, для регулирования содержания твердой фазы в раствор вводят селективные флокулянты.

Особый класс реагентов применяют при регулировании свойств растворов на углеводородной основе. К ним относятся эмульгаторы (мыла жирных кислот, эмультал и другие), гидрофобизаторы (сульфанол, четвертичные амины, кремнийорганические соединения), понизитель фильтрации (органогуматы).

Готовят буровые растворы непосредственно перед бурением и в его процессе.

45 ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ НЕОБХОДИМОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ НА СТРОИТЕЛЬСТВО СКВАЖИН

Скважины по добыче нефти и газа представляют собой довольно сложные конструкции. Их постройка происходит при сложных геологических и климатических условиях, да и стоимость работ довольно велика. Поэтому для четкой организации такого дела необходима документация на строительство скважин.

Основные моменты

Основанием для разрабатывания проектных и сметных бумаг служит руководящие бумаги и доскональный анализ геологических и географических условий местности, в которой будет проводиться сооружение. Для этого научно исследовательскими институтами осуществляется подготовка и коррекция всех инструктивных и методических материалов.

Специалисты институтов создают специальные схемы на каждый этап постройки. Проект является основным планом по выполнению всех видов работ.