- •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
Допустимую нагрузку рассчитывают по выражению
[P] = Pcт / n3`, (6.29)
Для труб с резьбами трапецеидального профиля и нормальным диаметром муфт (ОТТМ, ОТТГ, ТБО и импортных труб с резьбой «Батресс», «Экстрем Лайн», «VAM» и др.):
при интенсивности искривления скважин до 50/10 м для труб диаметром до 168 мм и до 30/10 м для труб диаметром выше 168 мм расчет на прочность соединения при растяжении производят так же, как для вертикальных скважин без учета действия изгибающих напряжений;
при интенсивности искривления от 3 до 50/10 м для труб диаметром выше 168 мм допускаемая нагрузка на растяжение уменьшается на 10%.
При расчете обсадных колонн для горизонтальных скважин следует руководствоваться [22].
3.3.9 Условия роботы обсадных колонн
Основное назначение обсадных колонн - это разобщение вскрываемых бурением пластов друг от друга. При бурении скважин, ее эксплуатации, проведении ремонтно-изоляционных работ, пластовые условия изменяются. Изменяются и условия работы обсадных колонн. На последнюю в основном действуют силы, вызывающие сминающие (наружные избыточные). внутренние (разрывающие), страгивающие (растягивающие) и сжимающие напряжения. Их величины не постоянны как во времени, так и на различных стадиях работы скважины, как технического сооружения. Рассмотрим вкратце их изменение в процессе спуска, цементирования, эксплуатации и т.д.
Спуск в скважину. При спуске на обсадную колонну действует растягивающая сила от собственного веса труб: выталкивающая сила жидкости: растягивающая сила от веса жидкости в колонне: сила трения между колонной и стенками скважины: осевые силы инерции колонны и жидкости, находящейся в колонне и в заколонном пространстве: гидродинамическая осевая сила, возникающая вследствие движения промывочной жидкости, вытесняемой из скважины или прокачиваемой для промывки последней: радиальные статические и гидродинамические давления на наружную и внутреннюю поверхности труб: изгибающий момент от составляющей собственного веса в наклонно расположенных участках колонны и от разности давлений жидкости на нижнюю и верхнюю поверхности их. Осевая сила от гидродинамического давления при прямой промывке является всегда сжимающей. Сила трения в момент приподнимания колонны с ротора или при расхаживанин являются растягивающими, тогда как при перемещении колонны вниз - сжимающими.
Цементирование. В период цементирования колонны с расхаживанием на нее действуют те же силы, что и при спуске, но величина их существенно меняется. Поскольку обычно ускорение при расхаживанин колонны мало, величина силы инерции самой колонны меньше, чем при спуске, но значительно могут возрасти осевые силы, обусловленные гидродинамическим давлением: сила веса жидкости в колонне в период движения в ней тампонажного раствора больше, нежели при движении промывочной жидкости вследствие большей плотности первого: выталкивающая сила после вытеснения тампонажного раствора также выше. В момент посадки цементировочной пробки на кольцо - стоп на колонну передается сила гидравлического удара.
В процессе ожидания затвердевания цемента (ОЗЦ) гидростатическое давление снижается, вследствие седиментационных процессов из-за оседания твердой фазы на стенки колонны вес последней увеличивается.
Изменение температурных условий при твердении тампонажных растворов приводит, вследствие деформации колонны, к возникновению дополнительных осевых нагрузок и т.д.
Бурение. После образования цементного камня в кольцевом пространстве обсадную колонну натягивают с некоторым усилием и соединяют с предыдущей так. что осевое перемещение одной колонны относительно другой, как правило, оказывается невозможным. Любое изменение давления или температуры в скважине сопровождается соответствующей деформацией обсадной колонны, а если деформация невозможна, то возникают дополнительные осевые и радиальные силы, которые в основном будут отражаться на предыдущей колонне.
Периодически, например, в период спускоподъемных операций, на колонну действуют динамические нагрузки. Внутренняя поверхность промежуточной колонны изнашивается в результате трения о нее долот. бурильных замков и других предметов при многократных СПО и вращении бурильной колонны.
Освоение и эксплуатация скважины. При освоении и эксплуатации скважины на эксплуатационную колонну действует тот же комплекс сил. что и на промежуточную колонну в период бурения, однако количественные значения этих сил существенно изменяются. Так при освоении скважины для получения притока из пласта давление внутри колонны уменьшают, существенно меняется температура обсадной колонны.
В период эксплуатации скважины характер распределения разных сил по длине колонны неодинаков. Нижний, сравнительно небольшой длины участок обычно находится в сжатом состоянии, причем максимум напряжения приходится на нижний конец, минимум (вплоть до нуля) - на верхний. Верхний участок всегда растянут, напряжения возрастают от нуля от нижней границы до максимума у устья. Иначе распределены силы радиального давления. В период работы, когда внутреннее давление меньше наружного (при спуске колонн, без долива. при понижении уровня и т.д.) избыточное наружное давление с глубиной увеличивается. При цементировании, при фонтанной эксплуатации и в других случаях в колонне существует избыточное давление, которое с глубиной уменьшается. Интенсивность коррозионных процессов увеличивается.