Задачи и значение буровых работ

Содержание

Введение

1. Задачи и значение буровых работ

2. Краткая характеристика бурового предприятия

2.1 Организационная структура предприятия

2.2 Должностные обязанности бурового мастера, технолога, бурильщика и помощника бурильщика

2.3 Действия членов буровой вахты в аварийных ситуациях (обрыв и развенчивание бурильных труб, прихват бурового инструмента)

2.4 Аварии в бурении, их предупреждение и методы ликвидации

2.5 Методика ликвидации аварий

3. Проектирование и подготовительные работы

3.1 Проект на производство геологоразведочных работ

3.2 Геолого-технический наряд (ГТН)

3.3 Подготовка к бурению

3.4 Геолого-техническая документация скважин

4. Ликвидация и консервация скважин

5. Техника безопасности при бурении скважин

Заключение

Список использованной литературы

Введение

 

Нефть и газ являются одними из основных видов топлива, потребляемого человечеством. Нефть добывают и используют сравнительно давно, однако начало интенсивной промышленности разработки нефтяных месторождений приходится на конец XIX - начало XX веков.

За годы Советской власти наша страна вышла на первое место в мире, как по объемам добычи нефти, так и по темпам их прироста. По сравнению с 1940 г. добыча нефти с конденсатом в стране выросла более чем в 20 раз.

Советские ученые внесли значительный вклад в создание современной техники и технологии добычи нефти. Они являются пионерами в таких вопросах, как создание методов добычи нефти штанговыми скважинными установками, погружёнными центробежными электронасосами, газлифтным способом, одно время забытыми и вновь возрожденными в 70-е годы шахтным и термошахтным способами, эксплуатация морских месторождений, эксплуатация месторождений скважинами малого диаметра и кустовое расположение скважин.

Конец XX столетия характеризуется резким увеличением спроса на нефть и газ, и их потребления. В настоящее время около 70% энергетической потребности в мире покрывается за счет нефти и газа. Однако, учитывая ограниченность мировых запасов нефти и газа, решение проблемы энергетики связывают с ее переводом на атомную и термоядерную основы.

В то же время нефть и газ все шире начинают использовать как сырье для нефтехимической промышленности, получения искусственных белков, фармацевтических препаратов, пластмасс и др.

Ежегодная добыча нефти и газа со временем, естественно, будет уменьшаться, а требования, предъявляемые к уровню как фундаментальных, так и специальных знаний инженеров, повышаться. Это, в частности, определяется тем, что остаточные запасы надо будет извлекать более совершенными способами, например, физическими, химическими и т.д.

Кроме того, значительно повысятся требования к точности измерений в нефтегазопромысловой науке и практике. Проблемы возникнут и в связи с добычей морской нефти и газа, в особенности в ледовых условиях.

Таким образом, со временем требования к инженерам - нефтяникам и газовикам, как с научной точки зрения, так и с точки зрения социальной, будут неуклонно повышаться в соответствии с повышением значимости нефти и газа не только как топлива, но и как ценного химического сырья и уже меньше, по образному выражению Д.И. Менделеева, "будет сжигаться ценных ассигнаций".

В заключение уместно вспомнить слова Д.И. Писарева: "Облагораживают не знания, а любовь и стремление к истине, пробуждающиеся в человеке тогда, когда он начинает приобретать знания. В ком не пробудились эти чувства, тогда не благодарят ни университет, ни обширные сведения, ни дипломы".

Бурение скважин - это процесс сооружения направленной горной выработки большой длины и малого (по сравнению с длиной) диаметра. Начало скважины на поверхности земли называют устьем, дно - забоем. Цели и задачи бурения. Нефть и газ добывают, пользуясь скважинами. Основные процессы их строительства - бурение и крепление.

Необходимо осуществлять качественное строительство скважин во все возрастающих объемах при кратном снижении сроков их проводки с целью обеспечить народное хозяйство страны нефтью и газом во все возрастающих количествах при снижении трудо и энергоемкости и капитальных затрат.

Бурение скважин - единственный источник результативной разведки и приращения запасов нефти и газа.

Весь цикл строительства скважин до сдачи их в эксплуатацию включает следующие основные последовательные звенья:

) строительство наземных сооружений;

) углубление ствола скважины, осуществление которого возможно только при выполнении двух параллельно протекающих видов работ - собственно углубления и промывки скважины;

) разобщение пластов, состоящее из двух последовательных видов работ: укрепления (крепления) ствола скважины опускаемыми трубами, соединенными в колонну, и тампонирования (цементирования) заколонного пространства;

) освоение скважин. Часто освоение скважин в совокупности с некоторыми другими видами работ (вскрытие пласта и крепление призабойной зоны, перфорация, вызов и интенсификация притока флюида и др.) называют заканчиванием скважин.

Методика ликвидации аварий

 

Ловильные работы и ликвидация прихватов - весьма ответственные операции, неумелое ведение которых может привести к серьезным поломкам бурового оборудования и вышки, гибели скважины и несчастным случаям с людьми.

Поэтому о возникновении аварии бурильщик обязан немедленно известить бурового мастера, а в случае его отсутствия - руководителя участка или разведки, не приостанавливая проведения первоочередных мер по ликвидации аварии. В случае затянувшейся ликвидации аварии, но не позднее чем через 5 сут с момента ее возникновения, составляется план ликвидации аварии, утверждаемый руководством бурового предприятия. Все мероприятия по ликвидации аварии (прихвата) необходимо выполнять быстро и организованно; чем дольше находится инструмент в скважине, тем труднее будет его извлечь.

При ликвидации аварий в скважинах допускаются повышенные нагрузки на буровое оборудование, отдельные его узлы и бурильную колонну. Для предупреждения несчастных случаев с персоналом, участвующим в ликвидации аварии, необходимо строго руководствоваться Правилами техники безопасности в нефтяной промышленности и Едиными техническими правилами ведения работ при строительстве скважин на нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождениях.

Подготовка к бурению

 

Выполнение комплекса работ по подготовке к бурению, собственно бурению, поддержанию скважины в устойчивом состоянии, проведению в ней необходимых геофизических, гидрогеологических и других исследований, консервации или ликвидации скважины называется сооружением скважины.

Направленное бурение - это бурение скважин в заданном направлении с использованием закономерностей их естественного либо с применением искусственного искривления.

Основными процессами бурения скважины являются:

·         разрушение горной породы на забое скважины;

·         удаление разрушенной (выбуренной) породы, называемой шламом, из скважины на поверхность и столбика горной породы или полезного ископаемого, образующегося в результате кольцевого разрушения забоя скважины, именуемого керном;

·         закрепление неустойчивых стенок скважины различными способами (обсадными трубами, цементированием стенок скважины и т.п.).

Для эффективного разрушения породы выбирается технологический режимбурения, зависящий от геолого-технических условий сооружения скважины, в первую очередь, от физико-механических свойств горных пород и применяемого способа бурения. При вращательном бурении основными его параметрами являются: осевая нагрузка на породоразрушающий инструмент - сила, приложенная по оси бурового снаряда к породоразрушающему инструменту на забое скважины; число оборотов бурового снаряда в единицу времени; расход очистного агента ( промывочной жидкости, сжатого воздуха и др.) в единицу времени, необходимого для промывки скважины.

Осевая нагрузка определяется удельной нагрузкой на породоразрушающий инструмент, приходящейся на единицу площади торца или диаметра породоразрушающего инструмента либо на один его резец.

Параметром режима бурения, характеризующим вращение снаряда, является окружная скорость породоразрушающего инструмента - линейная скорость условной точки, находящейся на наружной поверхности работающего породоразрушающего инструмента.

Существуют прямая и обратная промывка скважины. При прямой промывке промывочная жидкость подаётся в скважину насосом через буровой снаряд и поднимается на поверхность по кольцевому пространству между бурильными трубами и стенками скважины. При обратной - промывочная жидкость подаётся в скважину через кольцевой зазор между буровым снарядом и стенками скважины и поднимается на поверхность внутри бурового снаряда.

Выделяют местную циркуляцию промывочной жидкости, т.е. её замкнутое движение в определённом интервале скважины, и призабойную циркуляцию - местную циркуляцию промывочной жидкости в части ствола, примыкающей к забою скважины.

Различают оптимальный, рациональный и специальный режимы бурения.

Оптимальный режим обеспечивает получение наилучших технико-экономических показателей бурения.

Рациональный режим выбирается с учётом технических возможностей бурового оборудования и инструмента.

Специальный режим задают для решения специальных задач при бурении (забуривание дополнительного ствола, перебурка тела полезного ископаемого и т.п.).

В геологоразведочном бурении существует понятие баланс рабочего времени буровых станков. Это время в станко-часах, затрачиваемое на сооружение скважин в целом с распределением по отдельным операциям (или их группам) без учёта времени нахождения скважин в консервации.

При сооружении скважины выделяют следующие операции.

Чистое бурение, которым называется время разрушения горной породы на забое скважины при её углубке.

Вспомогательные операции - это комплекс работ, предшествующих и сопровождающих чистое бурение. Он включает: спуско-подъёмные, подготовительно-заключительные операции; крепление скважины; взятие проб и отбор керна; геофизические, геохимические и гидрогеологические исследования и измерения различного назначения; профилактический и текущий ремонты и др.

Рейс бурения - комплекс основных и вспомогательных работ по разовой углубке скважины одним породоразрушающим инструментом, начиная от подготовки бурового снаряда к спуску в скважину и кончая заключительными работами после его подъёма. Рейс характеризуется длиной (величиной углубки скважины в метрах), зависящей от стойкости породоразрушающего инструмента. Затраты времени на один рейс бурения зависят от его длины, физико-механических свойств проходимых горных пород, глубины скважины, степени механизации бурового процесса и квалификации рабочих.

Производительное время - это время (в часах или сменах), затрачиваемое на выполнение технологически необходимых операций в процессе сооружения скважины, включая технологические простои, а также время, необходимое для выполнения работ по устранению геологических осложнений.

Непроизводительное время - время (в часах или сменах), затрачиваемое на ликвидацию аварий, производство внепланового (включая аварийный) ремонта оборудования и простои по организационным причинам. Простои (время простоев) - потеря рабочего времени в станко-часах, вызванные организационными и техническими причинами: отсутствием необходимого оборудования, инструмента, горючих и смазочных, промывочной жидкости и других материалов, рабочих, транспорта и т.п., а также из-за климатических и дорожных условий; выполнением внеплановых ремонтов и работ по ликвидации аварий.

Технологические простои - необходимые затраты времени в станко-часах на работы, прерывающие процесс бурения и связанные:

·         с поддерживанием стенок скважины в устойчивом состоянии (спуск и подъём обсадных труб, цементирование и другие виды тампонирования);

·         с опробованием и исследованием скважины (электрохимические и каротажные работы, инклинометрия, гидрогеологические исследования в процессе бурения;

·         с уходом за оборудованием (текущий ремонт буровых механизмов, смазка узлов и т.п., проводимые непосредственно на буровой).

Эти простои в балансе рабочего времени учитываются как вспомогательные операции. Когда указанные выше работы выполняются после завершения бурения скважины, они не относятся к технологическим простоям.

После выполнения буровой скважиной целевого назначения на определённой глубине или нецелесообразности её дальнейшей углубки бурение прекращают, т.е. скважину закрывают. Восстановление нарушенного естественного состояния горных пород после закрытия скважины называется ликвидацией скважины. Если в процессе сооружения скважины по каким-либо причинам временно прекращают её бурение, то производят комплекс работ по её сохранению, называемый консервацией скважины.

В процессе сооружения скважин в ряде случаев происходит нарушение продуктивности земель, загрязнение различными химическими веществами плодородного слоя, появление котлованов технического назначения. Ликвидация этих последствий путём проведения комплекса работ называется рекультивацией земель.

Наиболее ответственные технические средства должны отвечать стандартам, устанавливающим единые технические требования к продукции и нормы, обязательные к применению предприятиями страны (государственные стандарты Российской Федерации - ГОСТ РФ), а также странами СНГ (межгосударственные стандарты - ГОСТ).

 

Заключение

 

В данном проекте рекомендовано бурение эксплуатационной наклонно-направленной скважины на Ножовской площади с использованием новейших технологий и достижений в области бурения нефтяных и газовых скважин для получения наивысших технико-экономических показателей.

Улучшение режима бурения достигается тем, что рационально подбирается гамма долот и забойных двигателей, что увеличивает проходку долот и межремонтный период забойных двигателей.

Увеличение межремонтного периода было достигнуто также тем, что применялась более качественная очистка бурового раствора и применением смазочных добавок таких, как графит и нефть.

Применение кустового бурения уменьшает стоимость буровых работ.

Большое внимание уделяется охране окружающей среды и качественной проводке скважины.

Для этого применяют новые технологии:

–  Цементирование скважин осуществляется по рекомендуемой технологии с целью получения более качественного цементного камня.

–  Применение телеметрических систем при зарезке скважины.

–  Качественная очистка бурового раствора осуществляется с применением оборудования фирмы "Деррик".

Список использованной литературы

 

1. Вадецкий Ю.В. "Бурение нефтяных и газовых скважин " М. "Недра" 1985 г.

2. "Типовые задачи и расчёты в бурении" М. "Недра" 1982 г.

.   Материал из отчёта по технологической практике на буровом предприятии.

Содержание

Введение

1. Задачи и значение буровых работ

2. Краткая характеристика бурового предприятия

2.1 Организационная структура предприятия

2.2 Должностные обязанности бурового мастера, технолога, бурильщика и помощника бурильщика

2.3 Действия членов буровой вахты в аварийных ситуациях (обрыв и развенчивание бурильных труб, прихват бурового инструмента)

2.4 Аварии в бурении, их предупреждение и методы ликвидации

2.5 Методика ликвидации аварий

3. Проектирование и подготовительные работы

3.1 Проект на производство геологоразведочных работ

3.2 Геолого-технический наряд (ГТН)

3.3 Подготовка к бурению

3.4 Геолого-техническая документация скважин

4. Ликвидация и консервация скважин

5. Техника безопасности при бурении скважин

Заключение

Список использованной литературы

Введение

 

Нефть и газ являются одними из основных видов топлива, потребляемого человечеством. Нефть добывают и используют сравнительно давно, однако начало интенсивной промышленности разработки нефтяных месторождений приходится на конец XIX - начало XX веков.

За годы Советской власти наша страна вышла на первое место в мире, как по объемам добычи нефти, так и по темпам их прироста. По сравнению с 1940 г. добыча нефти с конденсатом в стране выросла более чем в 20 раз.

Советские ученые внесли значительный вклад в создание современной техники и технологии добычи нефти. Они являются пионерами в таких вопросах, как создание методов добычи нефти штанговыми скважинными установками, погружёнными центробежными электронасосами, газлифтным способом, одно время забытыми и вновь возрожденными в 70-е годы шахтным и термошахтным способами, эксплуатация морских месторождений, эксплуатация месторождений скважинами малого диаметра и кустовое расположение скважин.

Конец XX столетия характеризуется резким увеличением спроса на нефть и газ, и их потребления. В настоящее время около 70% энергетической потребности в мире покрывается за счет нефти и газа. Однако, учитывая ограниченность мировых запасов нефти и газа, решение проблемы энергетики связывают с ее переводом на атомную и термоядерную основы.

В то же время нефть и газ все шире начинают использовать как сырье для нефтехимической промышленности, получения искусственных белков, фармацевтических препаратов, пластмасс и др.

Ежегодная добыча нефти и газа со временем, естественно, будет уменьшаться, а требования, предъявляемые к уровню как фундаментальных, так и специальных знаний инженеров, повышаться. Это, в частности, определяется тем, что остаточные запасы надо будет извлекать более совершенными способами, например, физическими, химическими и т.д.

Кроме того, значительно повысятся требования к точности измерений в нефтегазопромысловой науке и практике. Проблемы возникнут и в связи с добычей морской нефти и газа, в особенности в ледовых условиях.

Таким образом, со временем требования к инженерам - нефтяникам и газовикам, как с научной точки зрения, так и с точки зрения социальной, будут неуклонно повышаться в соответствии с повышением значимости нефти и газа не только как топлива, но и как ценного химического сырья и уже меньше, по образному выражению Д.И. Менделеева, "будет сжигаться ценных ассигнаций".

В заключение уместно вспомнить слова Д.И. Писарева: "Облагораживают не знания, а любовь и стремление к истине, пробуждающиеся в человеке тогда, когда он начинает приобретать знания. В ком не пробудились эти чувства, тогда не благодарят ни университет, ни обширные сведения, ни дипломы".

Бурение скважин - это процесс сооружения направленной горной выработки большой длины и малого (по сравнению с длиной) диаметра. Начало скважины на поверхности земли называют устьем, дно - забоем. Цели и задачи бурения. Нефть и газ добывают, пользуясь скважинами. Основные процессы их строительства - бурение и крепление.

Необходимо осуществлять качественное строительство скважин во все возрастающих объемах при кратном снижении сроков их проводки с целью обеспечить народное хозяйство страны нефтью и газом во все возрастающих количествах при снижении трудо и энергоемкости и капитальных затрат.

Бурение скважин - единственный источник результативной разведки и приращения запасов нефти и газа.

Весь цикл строительства скважин до сдачи их в эксплуатацию включает следующие основные последовательные звенья:

) строительство наземных сооружений;

) углубление ствола скважины, осуществление которого возможно только при выполнении двух параллельно протекающих видов работ - собственно углубления и промывки скважины;

) разобщение пластов, состоящее из двух последовательных видов работ: укрепления (крепления) ствола скважины опускаемыми трубами, соединенными в колонну, и тампонирования (цементирования) заколонного пространства;

) освоение скважин. Часто освоение скважин в совокупности с некоторыми другими видами работ (вскрытие пласта и крепление призабойной зоны, перфорация, вызов и интенсификация притока флюида и др.) называют заканчиванием скважин.

Задачи и значение буровых работ

 

Нефтяные и газовые скважины представляют капитальные дорогостоящие сооружения, служащие много десятилетий. С их помощью добывают нефть, нагнетают в пласты различные реагенты, ведут контроль за разработкой месторождений и т.п. Незакрепленный ствол не всегда обеспечивает проведение этих операций. Поэтому возникает необходимость крепить ствол и разобщать (изолировать) пласты, содержащие различные флюиды. С этой целью в скважинуопускают обсадные трубы определенного назначения.

·         направление - самая большая обсадная колонна, предназначенная для предохранения устья скважины от размыва, предохранения стенок скважины от осыпания, направления промывочной жидкости в желобную систему. В зависимости от прочности пород глубина спуска составляет от 5 до 40 м;

·         кондуктор - изолирует водоносные пласты, перекрывает неустойчивые породы, обеспечивает возможность установки противовыбросового оборудования. Глубина спуска от 200 до 800 м;

·         техническая колонна - служит для перекрытия пластов при трудных геологических условиях бурения (несовместимые по пластовым давлениям пропластки, зоны высокого поглощения, отложения, склонные к набуханию, осыпанию и т.п.);

·         эксплуатационная колонна - необходима для эксплуатации скважины. Она спускается до глубины залегания продуктивного пласта. Ввиду сложности ее назначения большое внимание уделяется прочности и герметичности колонны.

При проектировании рациональной конструкции скважинучитывают:

·         особенности геологического строения месторождения, изоляцию водоносных и газонефтеносных горизонтов друг от друга, а также возможные дебиты и методы эксплуатации скважины;

·         целевое назначение скважины (разведочная, эксплуатационная и т.д.);

·         способ вскрытия продуктивного горизонта и метод извлечения нефти или газа из него;

·         максимальное снижение уровня нефти в колонне в период эксплуатации;

·         минимальный расход металла и цемента без ущерба для последующей эксплуатации.

Проектирование конструкции скважины ведут снизу (после выбора диаметра эксплуатационной колонны) вверх. При этом учитывается, что в газовой скважине:

·         давление устья близко к забойному, что важно при расчете обсадных колонн;

·         происходит значительное охлаждение колонны, растущее с увеличением перепада давлений. Это создает дополнительные напряжения;

·         при значительном увеличении диаметра газовых скважин в отдельных случаях дебит газа может снижаться за счет скопления газа у забоя (Саратовское месторождение);

·         при неудачной конструкции или при некачественном цементировании возникают большие подземные потери газа.

По назначению скважиныделят на:

·         поисковые (для поисков нефти и газа);

·         разведочные (бурят на площадях с установленной промышленной нефтегазоносностью с целью подготовки запасов нефти и газа промышленных категорий в необходимом

·         соотношении и сбора исходных данных для составления проекта разработки месторождений);

·         эксплуатационные.

Эксплуатационные скважины, в свою очередь, включают:

·         основной фонд добывающих (для извлечения из залежи нефти, газа, других компонентов) и нагнетательных (для закачки в продуктивные горизонты различных агентов с целью поддержания пластового давления и продления фонтанного периода разработки месторождения) скважин;

·         резервный фонд (для разработки отдельных линз, зон выталкивания и др.);

·         контрольные наблюдательные (для периодического наблюдения за изменением положения водогазонефтяного контактов, а также нефтегазоводонасыщенности пласта) и

·         пьезометрические (для систематического измерения пластового давления в законтурной области, газовой шапке и нефтяной зоне пласта) скважины;

·         оценочные (для уточнения параметров и режима пластов);

·         специальные (водозаборные, поглощающие и др.) скважины;

·         скважины-дублеры (для замены ликвидированных добывающих и нагнетательных скважин).

Количество и местоположение эксплуатационных скважин определяется в проектных документах.