Дипломная (вкр): Разработка технологического регламента на строительство наклонно-направленной скважины

Разработка технологического регламента на строительство наклонно-направленной скважины

Областное государственное бюджетное образовательное учреждение

Среднего профессионального образования

«Томский политехнический техникум»

(ОГБОУ СПО «ТПТ»)

Допущен к защите

Зам.Директора по УМР

__________Е.А. Метелькова

«___»___________20__г.

Пояснительная записка

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РЕГЛАМЕНТА НА СТРОИТЕЛЬСТВО НАКЛОННО-НАПРАВЛЕННОЙ СКВАЖИНЫ

ДП.131003.К131Б.08.00.00.ПЗ

Выполнил студент И.В.Федоренко

Консультант по геологическому разделу З.М-Г.Костоев

Консультант по экономическому разделу Е.Д.Тюркина

Руководитель ДП О.Н. Остапенко

2014

Содержание

Введение

Геологический раздел

.1 Общие сведения о районе работ

.2 Литолого-стратиграфическая характеристика месторождения

.3 Тектоника

Технологический раздел

.1 Выбор и обоснование конструкции скважины

.2 Выбор и обоснование профиля скважины

.3 Выбор и обоснование способа бурения

.4 Выбор и обоснование породоразрушающего инструмента

.5 Выбор и обоснование режима бурения по интервалам

.6 Выбор и обоснование типа забойного двигателя

.7 Выбор и обоснование бурильной колонны и ее технологическая оснастка

.8 Выбор промывочной жидкости и химических реагентов для промывки скважины

.9 Технологический процесс крепления скважины

.10 Выбор способа цементирования

.11 Выбор комплекта противовыбросового оборудования

.12 Выбор буровой установки

Расчетная часть

.1 Проектирование гидравлической программы промывки

Специальная часть

Охрана труда и окружающей среды

.1 Промышленная безопасность опасных производственных объектов

.2 Пожаровзрывобезопасность при строительстве скважины

.3 Мероприятия по охране недр и окружающей среды

Организационно - экономический раздел

.1 Расчёт заработной платы

.2 Расчет суммы затрат

.3 Доплата по районному коэффициенту- 70%

.4 Доплата за работу в районах крайнего севера

.5 Расчёт заработной платы с премиями

.6 Расчёт дополнительной заработной платы

.7 Общая заработная плата

.8 Отчисление на социальное страхование

.9 Расчет нормативного времени на бурение проектируемой скважины

Заключение

Введение

скважина бурение гидравлический промывка

В настоящее время вопросами промышленной добычи метана из газоносных угольных пластов активно занимаются многие страны мира, в частности, США, Австралия, Канада.

Большие успехи в области освоения метаноугольных ресурсов достигнуты в США, которые имеют двадцатилетний опыт добычи метана из угольных пластов. Всего за это время а США добыто около 200 млрд.м3 метана. Основной объем добычи метана сосредоточен в бассейне Сан-Хуан, где ресурсы метана составляют 2380 млрд.м3. В 2007 году в США добыто 55 млрд.м3. метана, в том числе доля бассейна Сан-Хуан составляет 28 млрд.м3 газа.

В России наиболее перспективным и подготовленным регионом для добычи метана из газоносных угольных пластов является Кузнецкий угольный бассейн (Кузбасс).

Прогнозные ресурсы метана в Кузбассе оцениваются следующими величинами:

верхний промышленный этаж (глубина до 1200 м) - 7,47 трлн.м3, в т.ч. за пределами разрабатываемых и резервных шахтных полей - 7,2 трлн.м3;

нижний прогнозный этаж (глубина 1200-1800 м), который в настоящее время недоступен для добычи угля - 5,6 трлн.м3.

Общие прогнозные ресурсы метана в Кузбассе (до глубины 1800 м) оцениваются в 13 трлн.м3, что составляет около 14% мировых ресурсов метана в угольных пластах и примерно 6% традиционных прогнозных ресурсов природного газа в России. Ресурсы метана в угольных пластах на глубине 2000-4000 м условно оцениваются в 20-30 трлн.м3.

Среди известных угольных бассейнов мира по своим углегазопромысловым характеристикам Кузбасс уникален и ему практически нет равных:

угленосная толща представлена наиболее предпочтительными с точки зрения метаноносности марками углей (ГЖ, Ж, ЖК) с суммарной мощностью пластов до 90-120 м при содержании метана до 25-30 м3/т;

высокая плотность (концентрация) ресурсов метана в угольных пластах - до 3 млрд.м3/км2;

большие суммарные прогнозные ресурсы метана в угольных пластах бассейна (до глубины 1800 м) 13трлн.м3 на площади 21 тыс.км, при этом в наиболее перспективных южных районах (Ерунаковском, Терсинском, Томь-Усинском, Мрасском) ресурсы оцениваются в 0,9-3,2 трлн.м3, а на отдельных перспективных площадях в 100-480 млрд.м3.

К настоящему моменту в Кузбассе выполнен значительный объем поисковых и геологоразведочных работ, в результате которых установлены общие и специфические закономерности изменения параметров газоносности угольных пластов, а так же разработана методология оценки прогнозных ресурсов метана и выбора приоритетных площадей для подготовки их к опытно-промышленной добычи метана.

Потребности Кемеровской области в энергетическом газе оцениваются в 30-40 млрд.м3 в год, а его реальные поставки из Томской области по газопроводу Парабель - Юрга - Новокузнецк не превышают 3 млрд.м3 в год.

Метан, добываемый из угольных пластов с помощью пробуренных скважин, является экологически чистым углеводородным сырьем как для газификации самого региона, так и для использования его в промышленности, газохимии, как моторного топлива и т.д.

1 Геологический раздел

.1      Общие сведения о районе работ

Нарыкско-Осташкинская площадь. Административное расположение: Россия, Кемеровская обл. Прокопьевский район. Рельеф местности-Равнина холмистая. Абсолютная отметка, м. от плюс 195 до плюс 235 м. Климат района Резко-континентальный. Температура воздуха, °С:

среднегодовая плюс 0,7

ср. максимум самого жаркого месяца плюс 24,9

ср. температура наиболее холодного периода минус 21,1

Максимальная глубина промерзания грунта, м от 1,0 до 2,5

Толщина снежного покрова, м до 1,5

Толщина почвенного (плодородного) слоя, м 0,20

Растительный покров березовые, сосновые перелески и кустарниковая растительность.

Категория грунта вторая

Продолжительность отопительного периода, сут 234

Продолжительность зимнего периода, сут 180

Преобладающее направление ветров юго-западное (max. до 20 м/с)

Среднегодовое количество осадков, мм 593

Водоснабжение:

водоснабжение (техническое)

источник водозаборная скважина (стоимость и реквизиты проекта)

Вода питьевая:

водовод от водозаборной скважины

Связь (кабельная, воздушная, радио) РРС-2М, мобильная

Рисунок 1 - Обзорная карта района работ

.2 Литолого-стратиграфическая характеристика месторождения

Четвертичная система Q

Располагается на глубине от 0 до 10 метров. Горная порода: глины, суглинки. Почвенно-растительный слой: серые глины, иногда алевролитистые, суглинки буровато-серые, пески мелко-среднезернистые

Триасовая система

нижний и средний отделы нерасчлененные T1-2

Располагается на глубине от 10 до 248 метров. Горная порода: пески, глины, алевриты. переслаивание песков серых, желтовато-серых, разнозернистых, иногда глинистых, алевритов и серых песчано-алевритистых глин.

Пермская система, верхний отдел,

тайлуганская свита P2tl.

Располагается на глубине от 248 до 900 метров. Горная порода: глины, пески, уголь, алевролит. Глины голубовато-зеленые с многочисленными прослоями песков серых, светло-серых. Алевролит мелкий, темно-серый, с горизонтальной и волнистой слоистостью за счет изменения цвета породы и гранулометрического состава. Уголь залегает на глубине от 263 до 900 метров. Уголь пл. 103 черный, полублестящий, тонкополосчатый, хрупкий, разбит системой разнонаправленных трещин. Уголь пл. 102 черный, полублестящий. Уголь пл. 101 черный, полублестящий. Уголь пл. 98-97 черный, полублестящий, тонкополосчатый, хрупкий, слабый.

.3 Тектоника

Тектоническое строение Нарыкско-Осташкинской площади определяется её расположением в Центральной части Кузнецкого бассейна на границе с Присалаирской зоной линейной складчатости. Основные складчатые структуры - Нарыкская антиклиналь, Кыргай-Осташкинская синклиналь имеют субширотное направление. С запада и юга складчатые структуры осложнены крупными разрывными нарушениями - Воробьевским взбросом и нарушением I (рис.2).

Пликативные структуры.

Кыргай-Осташкинская синклиналь расположена в центральной части района, от Жерновской антиклинали отделена взбросом I. Кыргай-Осташкинская синклиналь это крупная структура, размеры которой в

Ерунаковском районе по длинной оси (ориентированной в субширотном направлении) составляют 19 км, а по короткой - 10 км. Падения пластов в южном крыле 15-20 град., в северном-30-40 град. Синклиналь выполнена полным разрезом угленосных отложений кольчугинской серии, мощность которых составляет около 2000м, перекрытыми (в ядре синклинали) триасовыми и юрскими отложениями общей мощностью около 600-650 м.

Нарыкская антиклиналь - крупная брахиформная структура, ориентирована параллельно Кыргай-Осташкинской синклинали, имеет субширотную ориентировку осевой поверхности расположенная в северо-восточной части Ерунаковского района. Антиклиналь имеет длину 35 км и ширину 10 км, амплитуда по кровле ерунаковской подсерии составляет более 1500 м. Простирание длинной оси складки - субширотное. Северное крыло пологое (18-30°), южное - более крутое (30-75°), участками флексурообразное и осложнённое разрывным нарушением, которое сопровождается рядом апофиз.

Дизъюнктивные структуры

Нарушение I - это крупное разрывное нарушение, протягивающееся по южному крылу Кыргай-Осташкинской синклинали и далее на восток и юго-восток через Маркино-Никольскую антиклиналь, установленное по зоне трещиноватых раздробленных пород. Мощность зоны дробления около 350 м, а амплитуда смещения колеблется в пределах 150-500 м. Как правило, этот дизъюнктив сопровождается зеркалами скольжения с преобладающими углами падения сместителя (порядка 60-850). Характерным для этого нарушения является его северо-восточное падение и изменчивость простирания. Здесь, очевидно, сказывается разнонаправленность тектонических напряжений, приведших к образованию в этой части района пересекающейся складчатости и соответственно разнонаправленных разрывных нарушений.

Рисунок 2. - Тектоническая схема Нарыкско-Осташкинской площади

2 Технологический раздел

.1 Выбор и обоснование конструкции скважины

При разработке конструкции эксплуатационной скважины учитываются следующие горно-геологические особенности месторождения:

интервалы залегания газоносного пласта T1-2 - P2 gr;

газонасыщенные пласты залегают в интервале T1-2 - P2 gr;

пластовое давление по разрезу ствола скважины близки к гидростатическому, коэффициент давления Кан = 1;

многолетнемерзлые породы отсутствуют;

скважина наклонно-направленная с допустимым зенитным углом-45°, глубина по вертикали - 900м, длина по стволу - 1185 м;

забойная температура 46,6°.

Конструкция скважины должна обеспечивать:

высокое качество строительства скважины как долговременно эксплуатируемого сложного нефтегазопромыслового объекта;

возможность доведения скважины до проектной глубины без осложнений и аварий на всех этапах строительства и эксплуатации скважины;

условие охраны окружающей среды и надежную изоляцию газонефтеводонапорных горизонтов;

эффективную гидродинамическую связь между скважиной и эксплуатируемым объектом;

максимально полное использование природной энергии для транспортировки нефти и газа;

возможность проведения ремонтных работ в скважине;

качественное вскрытие продуктивных горизонтов с максимальным сохранением природных, фильтрационно-емкостных свойств коллектора;

снижение затрат времени и материально-технических ресурсов на бурение.

Для выбора количества обсадных колонн (зон крепления в соответствии с пунктом 113 Правил безопасности в нефтяной и газовой промышленности от 2013г.]) строится совмещенный график пластовых давлений. По графику выбирают зоны несовместимых условий бурения и с учетом конкретных горно-геологических условий на месторождении и накопленного опыта работы в организации с целью снижения вероятности возникновения осложнений и аварий, необходимость выполнения мероприятий по охране недр и окружающей среды, а также с учетом требования задания на проектирование, принимается следующая конструкция скважины.

Рисунок 3 - График совмещенных давлений

Направление: Для предотвращения размыва устья и поглощения бурового раствора при бурении под кондуктор конструкции скважины предусмотрена установка направления. Бурение под направление производится до глубины 20 метров компоновкой, включающей долото диаметром 393,7 мм. Направление комплектуется обсадными трубами диаметром 323,9 мм с резьбовыми соединениями «ОТТМА». Цементирование осуществляется до устья с применением цемента для холодных и умеренных температур.

Кондуктор: Для перекрытия неустойчивых пород, склонных к осыпям и обвалам, для обеспечения надежного перекрытия верхних водоносных горизонтов и для установки ПBO. В качестве кондуктора применяются обсадные трубы диаметром 245 мм с резьбовым соединением «Batress». Цементируется до устья.

Эксплуатационная колонна: Комплектуется из обсадных труб диаметром с резьбовым соединением «Batress» и спускаются на глубину по вертикали 900 м, по стволу 1185 м, в кровлю продуктивного пласта.

Глубина спуска кондуктора

Расчет минимальной глубины спуска кондуктора из условий предотвращения ГРП при закрытии устья. В случае возможного открытого фонтанирования при полном замещении скважинной жидкости флюидом рассчитывается по формуле:

Ггрп1 - градиент гидроразрыва пород, залегающих в предколонном интервале (расчетный), кгс/см2/м

Ггрп - градиент гидроразрыва пород, залегающих в предколонном интервале после упрочнения, кгс/см2/м

Рпл - пластовое давление, проявляющееся в пласте, кгс/см2

Ру - устьевое давление при закрытом ПВО (по промысловым данным), кгс/см2

Нк - минимально необходимая глубина спуска колонны (расчетная), м

L - глубина залегания кровли пласта, м

.2 Выбор и обоснование профиля скважины

Рисунок 4 - Вертикальная проекция ствола скважины

Профиль направленной скважины должен обеспечивать:

высокое качество скважины как объекта для последующей эксплуатации;

минимальные затраты на строительство скважины;

безаварийное строительство скважины;

бурение и крепление скважины с применением существующих технологий и технических средств;

свободное прохождение по стволу скважины приборов (например, геофизических) и устройств.

Всем этим требованиям отвечает трех интервальный профиль скважины:

Рисунок 5 - Горизонтальная проекция ствола скважины

.3 Выбор и обоснование способа бурения

Выбор способа бурения является одним из ответственных этапов при проектировании технологии проводки скважины. Способ бурения выбирается на основе статистического материала по уже пробуренным скважинам. Способ бурения определяет многие технические решения: режим бурения, бурильный инструмент, гидравлическую, программу, тип буровой установки, технологию крепления скважины.