- •1. Введение
- •2. Основы нефтепромысловой геологии и физики пласта.
- •2.1. Физико-механические свойства пород-коллекторов.
- •2.1.1 Гранулометрический состав.
- •2.1.2 Пористость
- •2.1.3 Проницаемость
- •2.2 Состав и физическое состояние нефти и газа в условиях продуктивного пласта
- •2.3 Некоторые свойства газов, нефтей и пластовых вод.
- •2. Вскрытие продуктивных пластов при бурении
- •2.1 Изменение проницаемости призабойной зоны пласта при вскрытии
- •2.4 Понятие о коэффициенте аномальности, индексе давления поглощения.
- •2.2 Механизмы влияния дисперсионной среды промывочной жидкости
- •2.3 Влияние дисперсной фазы промывочной жидкости
- •2.4 Движение жидкостей и газов в тостах
- •2.5 Гидродинамическое совершенство скважины и понятие о скин-эффекте.
- •2.7 Вскрытие пластов и бурение на репрессии, депрессии.
- •2.8 Методы вхождения в продуктивную залежь (метод вскрытия)
- •2.9 Методика выбора метода вхождения в продуктивную залежь (самостоятельно).
- •3. Крепление скважин
- •3.1 Конструкция скважины
- •3.1.1 Элементы конструкции скважины:
- •3.1.2 Изображение конструкции скважины
- •3.1.3. Требования к конструкции скважин
- •3.1.4 Основные факторы, влияющие на проектирование конструкции
- •3.1.5 Проектирование конструкции скважины
- •3.2 Обсадные трубы
- •3.2.1 Виды и конструкция обсадных труб
- •3.2.2 Резьбовые соединения обсадных труб.
- •3.2.3 Сварные соединения обсадных труб
- •3.3 Расчет обсадных колонн
- •3.3.3 Расчет обсадных колонн на внутреннее давление.
- •3.3.4 Методика выбора обсадных труб и резьбовых соединений
- •3.3.5 Выбор обсадных труб по условиям прочности
- •3.3.6 Выбор резьбовых соединении и герметизирующих средств по условиям герметичности
- •3.3.7 Определение избыточных давлений и растягивающих нагрузок.
- •При испытании колонны в один прием без пакера
- •Минимально необходимое (нормативное) избыточное внутреннее
- •3.3.7 Проектирование обсадной колонн
- •Значения коэффициента запаса прочности на внутреннее давление (n2)
- •3.3.8 Особенности расчета обсадных колонн для наклонно направленных скважин
- •Допустимую нагрузку рассчитывают по выражению
- •3.3.9 Условия роботы обсадных колонн
- •3.3.10 Подготовительные работы к спуску обсадных колонн
- •3.3.11 Оборудование и технологическая оснастка обсадных колонн
- •3.3.12 Устройства для крепления скважин хвостовиками и секциями обсадных колонн.
- •3.4 Цементирование скважин или разобщение пластов.
- •3.4.1 Требования к качеству разобщения
- •3.4.2 Назначение и функции, выполняемые цементным камнем:
- •3.4.3 Тампонажные материалы, применяемые для цементирования нефтяных и газовых скважин.
- •3.4.4 Классификация портландцементов тампонажных
- •3.4.5 Условное обозначение портландцемента
- •3.4.6 Основные свойства цементного порошка, раствора и камня (гост 1581-96, гост 26798.1-96, гост 26798.2-96)
- •3.6. Способы первичного цементирования скважин. Цементирование хвостовиков (самостоятельно)
- •3.7. Машины и оборудования для крепления скважин
- •3.8 Основные факторы, приводящие к нарушению герметичности заколонного пространства
- •3.8.1 Классификация факторов, приводящих к газопроявлениям и межклонным перетокам
- •3.8.2. Влияние фильтрационной корки на качество крепления скважины
- •3.8.3. Влияние физико-химических процессов, происходящих в цементном растворе при его твердении
- •3.8.4 Вытеснение бурового раствора цементным
- •3.8.5 Нарушение сплошности крепи вследствие проведения технологических операций
- •3.9 Заключительные работы после цементирования
- •3.9.1 Оценка качества цементирования скважин
- •3.10 Буферные жидкости
- •4. Установка цементных мостов
- •5. Вторичное вскрытие продуктивных пластов
- •5.1.2. Кумулятивная перфорация
- •6.4 Воздействия на призабойную зону пласта в процессе освоения.
- •6.4.1 Методы восстановления проницаемости призабойной зоны
- •6.4.2 Методы увеличения естественной проницаемости призабойной зоны
- •7. Ремонтно-изоляционные работы в скважине.
- •7.1 Виды и причины нарушения герметичности крепи скважины
- •7.2 Методы выявления дефектов крепи скважины
- •7.3 Способы и средства восстановления герметичности обсадных колонн
- •10.3 Общие принципы ремонтно-изаляционных работ (рир) и последовательность выполнения технологических операции
- •10.4 Создание цементного экрана
При испытании колонны в один прием без пакера
Р`вz = Роп + ож . gz, (6.20)
где: Роп = 1,1 Рву при 1,1 Рву Роп.норм.;
Роп = Роп.норм. при 1,1 Рву Роп.норм.;
Роп.норм. - минимально допустимое (нормативное) внутреннее давление при опрессовке колонны (табл. 6.1).
Для скважин с нормальными условиями бурения и эксплуатации расчет избыточных внутренних давлений в зацементированной зоне продуктивного пласта производят с учетом разгрузки цементного камня по формуле:
Рви = {(1,1Ру + ож . gL) – [ц . g . (L – h) + gпж. gh] (1 – K) (6.21)
Таблица 6.1
Минимально необходимое (нормативное) избыточное внутреннее
устьевое давление при испытании на герметичность (Роп.норм.)
-
Наружный диаметр
колонны, мм
Значение Роп.норм, МПа
114…127
140…146
168
178…194
219…245
273…351
377…508
15,0
12,5
11,5
9,5
9,0
7,5
6,5
Пример графиков наружных и внутренних избыточных давлений, действующих на обсадную колонну приведен далее при решении примера.
При выполнении курсового проекта студент обязан произвести расчет и построить графики избыточных давлений для эксплуатационной колонны. Расчет и построение графиков избыточных давлений для других колон в курсовом проекте допускается выполнять с использованием программ для ПЭВМ, разработанных на кафедре, либо с использованием авторских программ.
3.3.7 Проектирование обсадной колонн
На втором этапе конструируют (рассчитывают) обсадную колонну. Как правило, расчет ведут снизу вверх, начиная подбор секций труб с расчета на наружное избыточное давление и проверяя подобранные секции на внутреннее давление и растяжение. Прочностные характеристики обсадных труб приведены в [18,25]. При использовании в расчетах ЭВМ необходимо сделать несколько вариантов расчета и выбрать из них оптимальный.
Основные принципы расчета обсадных колонн состоят в следующем.
Расчет на действие наружного избыточного давления.
Избыточное наружное давление Рниz для труб рассчитываемой секции не должно превышать допустимого с учетом запаса прочности:
Рниz Ркр / n1 ; Рниz Ркр / n1, (6.22)
где: n1- коэффициент запаса прочности на смятие;
Ркр – критическое наружное давление, при котором напряжения в теле трубы достигают предела текучести. Определяются по формуле Саркисова и приведены в [18,25]. Данные для наиболее распространенных типоразмеров труб взятые из [18,25] приведены в приложении 2;
Ркр – критическое давление для труб с учетом растягивающих нагрузок Ркр = Ркр ( 1 – 0,3 . Q/Qт).
Q – осевая растягивающая нагрузка от веса (в воздухе) нижерасположенной части колонны;
Qт – растягивающая нагрузка, при которой напряжения в теле трубы достигают предела текучести, приведена в[18] и приложении 3.
Расчет на внутреннее избыточное давление.
Избыточное внутреннее давление Рвиz на любом участке обсадной колонны не должно превышать допустимого Рт, определенного по формуле Барлоу, с учетом запаса прочности. Значения Рт приведены в [18,25]. Данные для наиболее распространенных типоразмеров труб, взятые из [18,25], приведены в приложении 4.
Рвиz Рт / n2 , (6.23)
где n2- коэффициент запаса прочности на внутреннее давление.
Расчет на растяжение.
В любом сечении вес нижерасположенной части обсадной колонны Q не должен превышать допустимого с учетом запаса прочности:
Q [ Р ], (6.24)
где: - [ Р ] = Рст / n3;
Рст – страгивающая нагрузка, при которой напряжения в опасном сечении резьбового соединения достигают предела текучести, рассчитанная по формуле Яковлева, приведена в [18,25]. Данные для наиболее распространенных типоразмеров труб, взятые из справочной литературы, приведены в приложении 5;
n3- коэффициент запаса прочности на страгивание для труб с тре угольной резьбой.
Для труб с резьбой трапецеидального профиля допустимая растягивающая нагрузка [Р], рассчитанная с учетом коэффициента запаса прочности, приводится в справочной литературе [18,25] и приложении 9.
Если в задании на проектировании не оговорены коэффициенты запасов прочности, то при расчетах можно использовать следующие данные, приведенные в табл. 6.2, 6.3. Для секций, находящихся в пределах эксплуатационного объекта n1 =1,0 –1,3 в зависимости от устойчивости коллектора и n1 = 1,0 для остальных секций.
Все значения указанных коэффициентов можно использовать при расчетах как эксплуатационных, так и промежуточных колонн.
Таблица 6.2