Рекомендации к выполнению отдельных разделов проекта

Введение.

Введение к курсовому проекту следует писать в последнюю очередь, после разработки всех разделов и написания заключения. Оно должно содержать оценку современного состояния решаемой в проекте задачи. Не­обходимо кратко описать содержание задач, рассмотренных в проекте, и ос­новные результаты курсового проектирования, их значение для нефте­газодобывающего предприятия.

Во введении должны быть показаны актуальность и новизна темы, связь данной работы с другими задачами развития добычи и совершенствования процессов разработки нефтяных и газовых месторождений.

По объему введение не должно превышать двух страниц текста.

1 Техническая часть

1.1 Основные сведения о районе бурения скважины (куста скважин). Здесь приводятся общие сведения о районе работ, включающие краткую историю разведки и разработки месторождения района, орогидрографию, транспорт, средства связи, населенность района. Раздел может быть представлен в текстовой или табличной формах.

- Область (край, республика), где закладывается проектная скважина (куст скважин);

- Площадь, участок, номер скважины;

- Назначение проектной скважины

- месторождение (пли площадь)

- организация, осуществляющая бурение

2 Геологическая часть.

Материалы собираются на практике в основном в геологическом отделе предприятия. В проекте коротко освещаются вопросы нефтегазоносности, водоносности, тектоники, осложнений и более подробно - вопросы литологии. В этом разделе можно решить вопрос о возможных и фактических осложнениях в скважине в процессе углубления.

2.1 Анализ состояния техники и технологии бурения скважин в районе строительства скважин

В разделе "Анализ состояния техники и технологии бурения скважин в районе строительства скважин" приводятся методы и результаты анализа промысловой информации о работе наземного и скважинного оборудования для бурения скважин.

2.2 Анализ физико-механических свойств горных порол разреза.

При анализе физико-механических свойств горных порол в первую очередь необходимо определить твердость пород по штампу) (Р_ш), категории их твердости и абразивности. Подготовить данные к разделению геологического разреза скважин на интервалы условно одинаковой буримости к определению времени контакта (т_к) вооружения долота с забоем необходимого для объемного разрушения пород. Для анализа следует использовать материалы, приведенные в "геологической части" проекта и работ: [1;2;6. табл. 10.1,12.6]

2.3 Разделение разреза скважины на интервалы по буримости.

Разделение геологического разреза, скважины на интервалы условно одинаковой буримости пород можно провести с использованием известных (но обоснованных) рекомендаций (например, по данным работы [7]) или самостоятельно по твердости пород с уточнением с помощью известных рекомендации. После разделения разреза на интервалы по буримости необходимо определить средне - взвешенные по интервалам величины Р_ш, т_к и категории твердости (К₁) -и абразивности (К_а) пород. Необходимо отметить, что от точности определения Р_ш, т_к, К₁, и К_а - зависит качество режима бурения скважин, запроектированного в записке. Для разделения разреза на интервалы можно использовать метод приведенный влитературе [8].

2.4 Выбор долот и типа их промывочных узлов (с элементами УИРС)

Выбор типа долот следует начинать, с рекомендаций, учитывающих твердость и абразивность горных пород. Затем па основании обработки данных о работе долот на данной площади с использованием рекомендаций, полученных при испытании новых долот, выбрать наиболее эффективные долота для бурения скважины в каждом интервале условно одинаковой буримости. В качестве базовых скважин желательно выбирать опорно-технологические или такие, на которых проводились исследования но режиму бурения, по испытанию долот и т.д.

Окончательный выбор типоразмеров долот для разбуривания каждого интервала бурения делают на основании результатов анализа их работы в конкретных условиях. При прогнозировании работы долот возможный технологический эффект можно оценивать по данным, полученным из опыта бурения в других районах со сходными теологическими условиями.

Ввиду громоздкости paбот по сбору и обработке промысловых данных по отработке долот с целью выбора эффективного типа долота для бурения скважин в интервалах одинаковой буримости пород допускается выбор типа долота согласно классификационным таблицам соответствия (КТО типа шарошечных долот свойствам горных пород [1. табл.8]. Для этого достаточно на эталонной таблице отложить найденные выше для определенного интервала бурения значения К₁ п К_а и найти требуемый тип долота, а затем у точнить модель долота на основе анализа промысловых данных раздела 2.1 рекомендуемого плана к выполнение проекта.

Тип промывочного узла долот выбирают по промысловым материалам, информации литературных источников [11. 12. 13] и др. Наиболее эффективно применять центральные насадки, насадки с вибрирующей струей, выходящей из насадок, две боковые насадки, приближенные к забою при отсутствии третьего бокового промывочного узла (для свободного выхода шлама из - под долота).

При этом стенки скважины не будут разрушаться от воздействия встречных потоков жидкости, движущейся на забой и с забоя [11].

2.5 Расчет диаметра насадок долот

Обосновать диаметр насадок долота (d_н) можно, как и любой параметр, методом статистической обработки промысловых данных о применяемых d_н, или методом, когда задается скорость истечения жидкости (V_н) из насадок [17. 22]. Первому методу присущ недостаток общий для статистических методов: обрабатывается информация за проведший период. Кроме того, для накопления достоверной информации необходим длительный период времени, поскольку число вариаций с изменением различного оборудования в бурении почти бесконечно. Для эффективной реализации идеи выбора d_н при втором методе в настоящее время нет возможности подвести к забою достаточную гидравлическую мощность для разрушения пород струей жидкости [12. 23]. Наиболее технологичен метод определения d_н предложенный в работах [2. 21], где перепаду давления в долоте, отводится роль одного из эффективных регуляторов гидравлической осевой нагрузки навал ГЗД и на долото.

2.6 Конструкция скважины

Конструкция в основном принимается по промысловым данным либо по дебету скважины. Возможно уточнение диаметров долот для бурения скважины под каждую обсадную колонну. Поясняется необходимость в принятой конструкции скважины [5. стр.90-927].

2.7 Тип и свойства промывочной жидкости

Тип и параметры промывочной жидкости принимаются по данным, привезенным студентом из района практики (можно привлечь результаты выполнения курсовой работы по курсу "Промывочные жидкости"). Материал можно представить в виде таблиц и коротко пояснить необходимость принятых величин параметров промывочной жидкости.

2.8 Выбор способа бурения

При курсовом проектировании целесообразно выбрать способ бурения согласно рекомендаций работы [2]. т.е. выявить условия способствующие эффективному применению одного из способов вращательного бурения, определить частоты вращения долота (n), обеспечивающие необходимые величины (т_к) в каждом интервале одинаковой буримости (n_t).

Если тип долота обоснован до выбора способа бурения, то при выборе способа бурения можно ориентироваться на частоты вращения долота рекомендованные ВНИИБТ на основания обобщения промысловой и литературной информации (табл. 2.1).

Таблица 2.1

Рекомендуемый диапазон изменения частоты вращения долота

Если имеется фактический материал по применению разных способов бурения на месторождении, для которого выполняется курсовой проект, то можно запроектировать способ бурения по стоимости 1метра бурения.

В том случае, когда в разных интервалах разреза скважины оказываются эффективными разные способы бурения, следует учесть затраты, связанные с заменой способов в интервалах и принять ограничения в чередовании способов в течение бурения одной скважины.

2.9 Обоснование компоновки и расчет бурильной колонны

С учетом конструкции скважин на данной площади (месторождении) выбирается компоновка бурильной колонны (длина, диаметр и толщина стенки стальных бурильных труб: длина, диаметр и толщина стенки легкосплавных бурильных груб: диаметр утяжеленных бурильных труб: наличие и количество стабилизаторов, калибраторов, их диаметры и т.д.). Обосновывается или рассчитывается длина утяжеленных бурильных труб, а также производится расчет бурильной колонны на прочность с учетом способа бурения, запланированного в проекте.

При турбинном бурении длина УБТ определяется согласно известной методике или по формуле:

, (2.1)

где: C₁ - скорость распространения звука в материале труб, можно принять C₁ = 5100 м/с$

Т_л - период продольных зубцовых вибраций долота [2. 14], с:

L_T, 1_п - соответственно, длина турбобура и расстояние от забоя до осевой опоры турбобура, м.

При роторном способе 1_у рассчитывается согласно [16]. Для бурения с забойными двигателями в данном проекте в первую очередь производится статический расчет на допускаемые напряжения [15. 16]. По согласованию с руководителем может производиться расчет на допускаемую глубину спуска бурильной колонны или расчет па устойчивость нижней части колонны. При роторном бурении скважин производится статический расчет колонны и дополнительно - расчет колонны на выносливость (для нижней части колонны обязательно, для верхней - по согласованию с руководителем по курсовому проектированию).

2.10 Выбор буровой установки

Выбор буровой установки определенного класса производится в зависимости от глубины бурения [31]. Расчетами можно проверить ее по грузоподъемности. Все характеристики БУ приводить в проекте не надо, но можно привести схему расположения основного оборудования пли схему какого-либо отдельного оборудования (по необходимости).

2.11 Индивидуальное задание.

2.11.1 Определение осевой нагрузки на долото

Величину осевой нагрузки на долото (G) в первую очередь определяют из условия объемного разрушения пород на забое скважины, для чего следует использовать твердость Рш [2, 6]. Далее, в зависимости от условий бурения, можно рассчитывать нагрузку для обеспечения максимальной проходки на долото (Gh), но при этом необходима дополнительная информация о свойствах пород [4], т.е. необходима обработка промысловых данных с целью получения коэффициентов А, х, у зависимости Vм = А×Gх×nу (здесь: Vм - механическая скорость проходки; А, х, у - коэффициенты, учитывающие свойства горных пород, n - частота вращения долота).

При роторном бурения используют [4] эмпирическую зависимость для расчета n или G (при одном известном параметре).

, (2.2)

где: D - диаметр долота, м;

G - кН;

n - об/мин.

2.11.2 Расчет максимальной величины давления на выкиде бурового насоса

Для расчета максимального давления на выкиде насосов (Рmax) при буренки с забойными двигателями следует применить метод, приведенный в работе [2], а затем откорректировать Рmax по промысловой информации, в связи с недостаточной работоспособностью некоторого устьевого оборудования и малой наработкой на отказ узлов гидравлической части отечественных буровых насосов. Кроме того при роторном бурении Рmax в значительной степени определяется возможностью использования гидравлической мощности для улучшения очистки забоя скважины струями жидкости, выходящей из насадок долот. Так как для количественной оценки такого эффекта расчетов пока нет, то Рmax оценивают еще по промысловым наблюдениям.

2.11.3 Расчет гидравлической мощности буровых насосов, их типа и количества

При известных Рmax и Q гидравлическую мощность насосов (Nг) определяют как Nг = Рmax×Q. Выбирают лучшую марку бурового насоса (на основе промысловой или литературной информации) и определяют по Nг (или по Рmax и Qmax) количество насосов для успешной проводки скважины, диаметры цилиндровых втулок и поршней насосов. По характеристике насосов окончательно корректируют рабочие Рmax и Q для каждого характерного интервала условно одинаковой буримости пород (этот этап осуществляется и при современных насосах с регулируемой подачей промывочной жидкости). При проектировании Q следует учитывать возможность снижения [20, 23] фактических Q =Qф при увеличении фактического давления на выкиде насосов, а также снижения Q при нетехнологичном расположении всаса насоса или снижения Q в зависимости от свойств промывочной жидкости.

2.11.4 Выбор забойного двигателя (с элементами УИРС)

Модель забойного двигателя выбирают несколькими способами. Один из способов [4, 24] предусматривает выбор турбобура по постоянным для данного типа двигателя коэффициентам (См - по моменту, Ср - по перепаду). Так как См и Ср берутся для известной модели, то этот метод пригоден по сути для обоснования числа ступеней известной заранее модели турбины (с помощью номограмм [24]). Можно выбирать [5] турбобур по НТС - диаграмме ("насос - турбобур - скважина"), где фактически зашифрован метод выбора турбобура по его потребляемой мощности (Nт*). Очевидно, что Nт* далеко не полностью характеризует эффективность затрат энергии на разрушение пород в конкретных условиях, а следовательно и эффективность выбранного турбобура. Из вышесказанного ясно, что эти способы не сформировались как методы проектирования ГЗД.

В этой связи рекомендуется [2] выбирать турбобур (и практически любой забойный двигатель) согласно следующей методике.

Рассчитывают n = nt [2, 25], уточняют nt-применительно к предполагаемому типу ГЗД (проектируют коэффициенты, учитывающие влияние воздействия породы на характер изменения n двигателя, динамическую нагрузку на корпус ГЗД). Используя данные о величинах статической части G (Gc) и об удельном моменте на долоте (Му), расчитывают вращательный момент на долоте и находят необходимую величину оптимального вращательного момента на валу турбобура (Мв)

, (2.3)

где: Мо, Мп - момент на трение долота о жидкость и стенки скважины, а также в осевой опоре ГЗД.

При заданном Q, с привлечением справочных данных о характеристике турбобуров (ГЗД) и формул для пересчета этих характеристик, находят наилучшие модели ГЗД с эффективными nр и Мв [26, 27, 28]. Затем определяют КПД (hт) турбобура и коэффициент передачи мощности (Км) на забой [2] и окончательно выбирают модель ГЗД с учетом лучших hт и Км. Достоинство этого (и по существу единственного самостоятельного и обоснованного) метода заключается в его простоте и универсальности, а также в.четкой взаимосвязи цели и средства достижения цели (углубление забоя в данных породах с использованием экономичного агрегата ГЗД).

3 Техника безопасности и охрана труда

Здесь следует кратко изложить основные правила безопасности ведения работ в процессе углубления скважины и мероприятия, проводимые на предприятии по охране труда работников.

4 Охрана окружающей среды

Необходимо иметь в виду, что вопросы, разрабатываемые в разделе "Охрана окружающей среды" пояснительной записки курсового проекта должны быть непосредственно связаны с рассматриваемым технологическим процессом. Другими словами, в разделе рекомендуется освещать только те вопросы по охране среды, которые имеют прямое отношение к рассматриваемой теме.

Студент обязан знать, что защита окружающей среды является важной проблемой, решение которой носит комплексный характер. В этом плане ни один из источников загрязнения не должен быть оставлен без внимания.

Необходимо также знать основные документы, в которых отражен природоохранное законодательство.

Сначала студент должен определить, на какие из составляющих окружающей среды может отрицательно влиять проектируемый технологический процесс. При этом надо иметь в виду, что основными составляющими окружающей среды являются воздушная среда, водная среда, животный растительный мир, недра, климатическая и акустическая среда. Все составляющие взаимно связаны между собой, влияют друг на друга и входят в биосферу.

Выводы.

Выводы должны содержать оценку выполненного проекта с позиции соответствия заданию, научный и практической значимости. Указываются возможные области и перспективы использования спроектированного объекта.

Список литературы.

В списке указываются только те источники, которые использовались в проекте и на которые в тексте расчетно-пояснительной записки даны ссылки.

По каждому источнику указывается: порядковый номер, фамилия и инициалы автора, полное (без сокращений) название статьи, книги или журнала, название издательства, город, год выпуска, количество издательства страниц для книг, номера страниц для статьей.

Приложения