Основы проектирования конструкций скважин

Курсовая работа

скважина циркуляционный бурение порода

Среди важнейших видов промышленной продукции, объемы производства которой определяют современное состояние и уровень развития материально — технической базы страны, одно из главных мест отводится производству и потреблению нефтепродуктов и добыче нефти и газа.

Бурное развитие нефтяной промышленности началось в XX веке, когда стали широко применяться двигатели внутреннего сгорания, требующие тяжелого и легкого горючего и разнообразных смазочных масел. Особенно быстро начала развиваться мировая нефтегазовая промышленность. С тех пор, как нефть и газ стали использовать в качестве сырья для химической промышленности. Нефть, газ и продукты их переработки оказывают огромное влияние на развитие экономики страны, на повышение материального благосостояния народа. Поэтому темпам роста нефтяной и газовой промышленности постоянно уделяется большое внимание. Важным фактором в увеличении добычи нефти является бурение скважин.

1. Геологический раздел

1.1 Общая характеристика месторасположения данного месторождения

Скважина Ольховской площади проектируется с целью поиска залежей углеводородов в отложениях терригенного и карбонатного девона. Попутно изучение геологического строения.

Проектный горизонт — мосоловский.

Проектная глубина по вертикали — 3800 м.

На уровне кровли отражающей поверхности воробьевского горизонта выявлены три приподнятые зоны типа горста меридионального простирания в пределах которых отмечается цепочка структурных поднятий небольших размеров, осложненных диъюктивными нарушениями.

На уровне карбонатного девона унаследованность структур, приуроченных к обширному району развития шельфовых биогермов семилукско-рудкинского возраста сравнительно небольших размеров и амплитуд, присутствует только на Чернушинско-Логовском лицензионном участке. В восточной части Кудиновско-Романовского лицензионного участка перспективными на наличие залежей углеводороды могут быть отложения нижнего карбона и отложений среднего девона.

В пределах Ольховской площади ЗАО НП «Заприкаспийгеофизика» было выявлено 13 структур, три из которых подготовлены к глубокому бурению.

В целях оперативного поиска на одной из трех подготовленных структур, на Ольховской площади, была заложена поисково-оценочная скважина со вскрытием отложений мосоловского горизонта.

25 стр., 12465 слов

Сырьевая база химической промышленности Российской Федерации ...

... и топливно-энергетической базы химической промышленности обусловливается высокой материалоемкостью и энергоемкостью химического производства (табл. 1). Наличие развитой сырьевой базы химической промышленности является одним из ... Дальнего Востока гораздо беднее по запасам, чем Западная Сибирь. Республика Татарстан - старый нефтедобывающий российский регион. Впервые промышленная нефть была получена ...

В процессе бурения при испытании отложений петинского, пашийского и староскольского горизонтов были получены промышленные притоки газоконденсата. Скважина находится в бурении. Остальные структуры будут вводится по мере подготовки их детальными сейсморазведочными работами. Поскольку размеры структур небольшие, то планируется на каждой из них пробурить по одной независимой скважине в сводах поднятий. Бурение последующих ( с целью разведки) по результатам первых.

Температура воздуха, о С

Среднегодовая + 6

Наибольшая летняя + 41

Наименьшая зимняя — 38

Среднегодовое количество осадков, мм 350 -400

Максимальная глубина промерзания грунта до 2 м.

Азимут преобладания направления ветра 45 о

Наибольшая скорость ветра 25 м/с.

1.2 Стратиграфо-литологическая характеристика разреза скважины

При составлении разреза использовались материалы группового рабочего проекта на строительство поисково-оценочных скважин Ольховской площади в пределах Кудиновско-Романовского лицензионного участка 2003г. Стратиграфо-литологическая характеристика разреза скважины полностью приводится в таблице 1.1. Описание стратиграфического разреза скважины и литологическая характеристика разреза скважины даны в виде краткой обобщенной характеристики.

Таблица 1.1 Литологостратиграфическая характеристика разреза скважины

Глубина залегания, м

Стратиграфическое подразделение

Описание горной породы, характерные признаки

Коэффициент кавернозности в интервале

от вepx

до низ

название

индекс

0

25

Четвертич + неоген системы Меловая система Верхний отдел

Q + N

Глины желтовато-коричневато -серые, с прослоями песка, в кровле суглинки

1,1 — 1,2

К

К 2

25

50

сантонский ярус

K 2 st

Серые слабо-известковистые глины

1,1 — 1,2

50

100

турон-коньякский ярус

K 2 t+k

Мел белый, мергель серый

1,1 — 1,2

100

125

сеноманский ярус

K 2 s

Глины серые слюдистые, Песчаники серые

1,1 — 1,3

Нижний отдел

К,

125

185

альбский ярус

К 1 ai

Аналогично вышеописанным

1,1 — 1,2

1S5

235

аптский ярус

К 1 a

Аналогично вышеописанным

1,1 — 1,2

235

255

неокомский подъярус

К,пс

Песчаники зеленовато-серые, рыхлые

1,1 — 1,2

255

265

Юрская система Средний отдел келловейский ярус

J 2 k

Глины темно-серые вязкие, плотные

1,0- 1,02

265

315

батский ярус

J 2 bt

Глины голубовато-серые, слюдистые, участками алевритистые

1,0 -1,02

315

465

байосский ярус

J 2 b

Глины голубовато-серые, с прослоями сидерита

1,0 -1,02

Триасовая система

T

465

545

Нижний отдел

T,

Песчаники пестроцветные, кварцевые

1,0

Пермская система

P

545

645

Верхний отдел Татарский ярус

P 2 P2 t

Глины песчанистые с прпослоями жирных глин

645

665

Нижний отдел Казанский + уфимский ярусы

Pi

Креские известняки

1,3

665

745

Артинский — ассельский ярусы

P^r-a

Доломиты и известняки светло-серые, плотные с прослоями ангидритов

1,0- 1,1

Каменноугольная система Верхний отдел

С 3

745

855

гжельский ярус

c 3 g

Доломиты и известняки

1,0-1,1

855

1065

касимовский ярус

C 3 k

Плотные известняки с красно-бурыми глинами

1,0- 1,05

Средний отдел

с 2

Московский ярус

C 2 m

1065

1225

мячковский горизонт

C 2 mmcn

Известняки светло-серые с маломощными прослоями темно-серой, плотной глины

1,0 — 1,13

1225

1405

подольский горизонт

C 2 mpa

Известняки светло-серые с маломощными прослоями темно-серой, плотной глины, с прослоями песчаника и с обуглившимися раститель-ными остатками

1,0

1405

1535

каширский горизонт

C 2 mk

Известняки с прослоями глин

1,0-1,13

1535

1715

верейский горизонт

C 2 mvr

Переслаивание глин, алевритов и песчаников

1,0-1,15

Башкирский ярус

C 2 b

1715

1825

верхне-башкирский подъярус

C 2 b2

Аналогично вышеописанным

1,0-1,23

1825

1875

нижне-башкирский подъярус

C 2 bi

Известняки, глины плотные

1,0- 1,15

нижний отдел

Ci

1875

1940

серпуховский ярус

C,s

Известняки серые, глины плотные

1,01

визейский ярус

CiV

1940

2085

окский подъярус

C 1V OX

Известняки серые, глины плотные, жирные

1,01

2035

2135

алексинский горизонт

c iV al

Переслаивание глин, кварцевых песчаников, известняков

2135

2190

тульский горизонт

С/

Аналигично певыописанным

2190

2225

бобриковский горизонт

C lV DD

Песчаники разнозернистые, глины слабослюдистые

1,0-1,15

2225

2240

малиновский надгоризонт

C iV ml

Глины плотные с прослоями известняков

ДО 1,7

Турнейский ярус

c,t

2240

2280

кизеловский горизонт

с/ 2

Известняки крепкие, плотные

1,0

2280

2310

черепецкий горизонт

dt ch

Известняки крепкие, плотные

1,0

2310

2365

упинский горизонт

с/ р

Известняки крепкие, плотные

1,0- 1,13

Девонская система

D

Верхний отдел

D 3

Фаменский ярус

D 3 fm

2365

2425

заволжский горизонт

D 3 fmzv

Известняки крепкие, плотные

1,0- 1,13

2425

2565

сенновский горизонт

D 3 fmsn

Известняки крепкие, плотные

1,0-1,2

2565

2645

зимовский горизонт

D 3 fmzm

Известняки крепкие, плотные

1,0-1,2

2645

2755

лебедянский горизонт

D 3 fmlD

Известняки плотные, в кровле пачка серых мергелей и аргиллитов

1,0 -1,2

2755

2860

елецкий горизонт

D 3 fmei

Переслаивание известняков, мергелей и маломощных прослоев аргиллитов

1,0-1,23

2860

2900

задонский горизонт

D 3 fmza

Пласты мергелей и аргеллитов, аналогично елецких

1,0 -1,2

Франский ярус

D 3 f

2900

2975

евлановско-ливенский горизонт

D 3v

Известняки серые, в нижней части мергели и известняки с прослоями аргиллитов

1,0

2975

3040

воронежский горизонт

D 3 fv

Известняки доломитизиро-ванные, трещиноватые

1,05-1,23

3040

3150

петинский горизонт

D 3 fpt

Известняки с с зеленоватым отттенком, трещиноватые, переслаивание аргиллитов и песчаников

до 1,34

3150

3270

семилукско-рудкинский горизонть

U 3 T

Известняки серые, органогенно -обломочные и биогермные, каверно-поповые

1,0-1,1

3270

3320

саргаевский горизонт

D 3 fsr 9

Известняки с пропластами аргиллитов, микрозернистые, плотные

1,1 -1,15

3320

3430

кыновский горизонт

D 3 fKn

Аргеллиты с коричневым оттенком, местами известко-вистые, в подошве мелко-зернистый песчаник

1,1 -1,4

3430

3500

пашийский горизонт

D/ h

Чередование песчаников и аргеллитов

1,1-1,25

3500

3560

муллинский горизонт

D 2 zvml

Аргиллиты от темно-серых до черных

1,0- 1,13

3560

3630

старооскольскии горизонт

D 2 zvst

Аргиллиты темно-серые известковые, известняки с буроватым оттенком, породы с резким запахом углеворододов

1,0-1,3;

3630

3730

воробьевский горизонт

D 2 zvvr

Песчаники кварцевые в нижней части известковистые

до 4;

3730

3760

черноярский горизонт

D 2 efcnn

Аргиллит темно-серые, черные, известковистые, тонкоотмучен-ные

2,8

3760

3800

мосоловский горизонт

D 2 efms

Известняки микро- и тонко-зернистыее, неравномерно глинистые с прослоями мергелей, иногда доломитизированных и аргиллитов неравномерно известковистых, с остатками раковин брахиопод

1,0-1,03

1.3 Нефтегазоводоносность по разрезу скважины

Сосредоточенные геолого-разведочные и сейсмокаротажные работы в 1998-99 годах в пределах Романовской приподнятой зоны позволили выявить ряд закономерностей распределения нефтяных, газонефтяных и газовых залежей и водоносных горизонтов на территории Волгоградской области в Иловлинском и Ольховском районах.

При составлении раздела использованы отчетные материалы, руководящие, инструктивные документы а также данные ранее пробуренных скважин. Нефтеносность и газоносность представлены в таблице 1.2., 1.3.

Таблица 1.2 Газоносность по разрезу скважины

Интервал, м.

Тип коллектора

Состояние (газ, конденсат)

Содержание % по объему углекислого газа

Относи- тельная по воздуху плотность газа

дебит, тыс. м 3 /сут. в условиях испытания

от

до

3110

3120

Поровый

газ+ конденсат

0,2

0,8

78(газ) 0,016

3150

3170

Трещинно-кавернозный

то же

0,2

0,8

78(газ) 0,016

34330

3435

Поровый

то же

0,2

0,8

64,539(газ) конденсат не определялся

3445

3450

Поровый

то же

0,2

0,766

129,078(газ конденсат не определялся

3560

3580

Порово- трещинно- кавернозный

то же

0,2

0,766

3620

3630

То же

то же

0,2

0,766

Таблица1.3 Нефтеносность по разрезу скважины

Индекс страти- графи- ческого подраз- деле- ния

Интеравал , м

Тип коллектора

Плотность, кг/м 3

Под- виж- ность, Д/сП

Содер- жание серы в % по весу

Содер- жание пара- фина, в % по весу

Сво- бодный дебит, м 3 /сут.

Параметры растворенного газа

газовый фактор, м 33

содер- жание серо- водо- рода, %

содер- жание угле- кислого газа,%

относи- тельная по возду- ху плот- ность газа

Коэффи- циент сжимае- мости

Давление насыще- ния в пла- условиях, МПа

от (верх)

до (низ)

в плас- товых усло- виях

после дегаза- ции

су’

2095

2100

Поровый

725

793

0,1

3,4

0,2

100

52,2

0

4,15

1,322

0,83

4,8

су ь

2190

2200

Поровый

732

790

0,15

4,5

0,39

100

71,3

0

1,08

1,169

0,8

5,3

D 3 r’lv

2900

2940

Порово-

693

832

0,1-0,2

0,3

1,8-3,2

50-160

169

0

0,89

1,095

0,91

11,8-14,3

трещинно-

666*

818*

0,03-

0,18*

3,8*

125*

206,1*

0

0,58*

0,944*

0,97*

кавернозный

0,46*

D 3 fV

2995

3015

0,6

0,28

3

100

164-

0,001 —

0,32-

0,942 —

0,91

12,9-16,4

2930

2940

183,3 .

0,0028

0,48

0,961

0 3 Р’-

3110

3120

Поровый

755-

824-

0,002 —

0,28

2,1

20-50

65,5-

0

0,53-

0,972 —

0,9

7,9-8,6′

769

834

0,03

79,6

0,61

1,14

D 3 fsnvrd

3150

3170

Трещинно-

659

820

0,03-

0,31

31

50-200

242

0

0,73-

1,02

0,9

8,8-12,4

кавернозный

0,11

0,79

Q 2 F*

3430

3450

Поровый

620

810

0,3

0,16

3,1

18-80

300-400

0

0,15

0,63

0,8

28,5

D 2 zvst

3560

3580

Порово-

650

810

0,03

0,17

4,3

100

320

0

0,2

0,83

1,1

35

трещинно-

кавернозный

3620

3630

Порово-трещино кавернозный

650

810

0,03

0,17

4,3

100

320

0

0,2

0,83

1,1

35

D 2 zvvr

3690

3695

Поровый

650

810

0,03

0,17

4,3

50

300

0

0,5

0,9

1,0

32

3710

3715

Порово- трещинно- кавернозный

650

810

0,03

0,17

4,3

50

300

0

0,6

0,9

1,0

32

D 2 efms

3770

3780

Порово- трещинно- кавернозный

650

810

0,01

0,17

4,3

50-100

300

0

0,5

0,9

1,0

32

Таблица 1.4. Нефтегазоводопроявления

Интервал, м.

Вид проявляемого флюида

Длина столба газа при ликвидации, м.

Плотность смеси, кг/м 3

Условия возникновения

Характер проявления

от

до

2095

2100

Нефть

0

726

При снижении Р заб ниже Рпл на 5%

Пленка нефти

2190

2200

Нефть

0

731

То же

2900

2910

Нефть

274

641

То же

2930

2940

Нефть

260

642

То же

2995

3010

Нефть

212

651

То же

3110

3120

Нефть(газ+конденсат)

0

756

Пленка нефти, пузырьки газа

3150

3170

Нефть(газ+конденсат)

0

660

То же

3430

3435

Нефть(газ+конденсат)

1946

364

То же

3445

3450

Нефть(газ+конденсат)

1929

369

То же

3560

3580

Нефть(газ+конденсат)

2652

360

То же

3620

3630

Нефть(газ+конденсат)

2605

370

То же

3690

3695

Нефть

2090

431

Пленка нефти

3710

3715

Нефть

2064

434

То же

3770

3780

Нефть

2016

440

То же

Водоносность по разрезу скважины

Район проектируемых работ находится в пределах западной части Прикаспийского артезианского бассейна и относится к Арчединско-Донской группе Приволжско-Хоперского бассейна пластовых напорных вод. В пределах описываемой территории выделяются слабоводоносный горизонт спорадического распространения верхнечетвертичных элювиально-девювиальных покровных отложений, а также водоносный горизонт современных аллювиальных отложений. Водовмещающими породами являются суглинки с линзами супесей и песков небольшой мощности, мелко-среднезернистые пески, реже супеси и суглинки

Таблица 1.5 Водоносность по разрезу скважины

Индекс стратиграфического подразделения

Интервал, м

Плотность, кг/м 3

Дебит,вусловияхиспытаниям 3 /сут

Степень минерализации, мг-экв/л

Тип воды по Сулину

от(верх)

до(низ)

Q-P 2 t

0

645

1000

200-250

28,44

ХЛК

P 2 kz-C2 mK

645

1535

1020

100

993,17

ХЛК

C 2 mvr -C2 b2

1535

1825

1080

100-150

4253,22

ХЛК

C 2 b1 -ClV 0 X

1825

2085

1120

100-150

5710,25

ХЛК

С- bb

2085

2225

1120

до100

5647,99

ХЛК

С ml

2225

3320

1150

до1000

7357,84

ХЛК

D 3 fkn «D2 efms D2 efms

3320

3800

1160

до50

8495,9

ХЛК

1.4 Характеристика пород по буримости.

Горная порода представляет собой соединение минералов постоянного состава, связанных силами молекулярного взаимодействия. Основными минералами, участвующими в сложении нефтяных и газовых залежей, являются минералы алюмосиликатной, карбонатной, сульфатной и глинистой групп.

Важными признаками строения осадочных горных пород, имеющими существенное значение при их разрушении, являются их структура и текстура. Основными физико-механическими свойствами горных пород, влияющими на процесс бурения, являются их упругие и пластические свойства, прочность, твердость и абразивная способность.

Температура и давление по разрезу скважины сведены в таблицу 1.6.

Таблица 1.6 Давление и температура по разрезу скважины

Индекс стратиграфии. подразделения

Интервал, м

Градиент давления

Градиент

Температура в конце интервала

пластового

гидроразрыва пород

горного давления

от (верх)

до (низ)

кгс/см’

на 10м

кгс/см 2 на 10м

источ-

кгс/с

на Юм

источ-

С 0

от

до

от (верх)

ДО (низ)

ник получен.

от (верх)

до (низ)

ник получен.

получения

Q + P 2 t

0

645

1,0

РФЗ

1,94

РФЗ

2,37

РФЗ

20

РФЗ

P 2 kz +P,

645

745

1,0

1,01

РФЗ

(1,59)

1,9

РФЗ

2,38

РФЗ

23

РФЗ

с 3

745

1065

1,0

1,01

РФЗ

(1,62)

1,94

РФЗ

2,43

РФЗ

33

РФЗ

C 2 mmch «k

1065

1535

0,95-

1,01

РФЗ

(1,62)

1,94

РФЗ

2,43

РФЗ

40

РФЗ

до 1250м

C 2 mv -C2 b2

1535

1825

1,0

1,02

РФЗ

2,00

РФЗ

2,43

РФЗ

46

РФЗ

1825

2085

1,01

1,03

РФЗ

(1.8)

1,96

РФЗ

2,45

РФЗ

51

РФЗ

C,v a |bb

2085

2240

1,01

1,05

РФЗ

2,06

РФЗ

2,45

РФЗ

62

РФЗ

C,t

2240

2365

1,01

1,07

РФЗ

2,06

РФЗ

2,45

РФЗ

64

РФЗ

D 3 fm

2365

2900

1,09

1,1

РФЗ

2,06

РФЗ

2,46

РФЗ

68

РФЗ

D 3 rv

2900

3040

1,03

1,12

РФЗ

(1,69)

2,08

РФЗ

2,47

РФЗ

70

РФЗ

D 3 fpl

3040

3150

1,1

1,1

РФЗ

2,08

РФЗ

2,47

РФЗ

74

РФЗ

D 3 fsnvsr 9

3150

3320

1,09

1,09

РФЗ

(1,68)

2,08

РФЗ

2,47

РФЗ

81

РФЗ

П f kn «Ph

3320

3500

1,1

1,1

РФЗ

2,09

РФЗ

2,47

РФЗ

87

РФЗ

D 2 zvml

3500

3560

1,11

1,11

РФЗ

2,1

РФЗ

2,47

РФЗ

90

РФЗ

D 2 zvLlsk

3560

3630

1,15

1,15

РФЗ

2,1

РФЗ

2,47

РФЗ

93

РФЗ

D 2 zvvfms

3630

380Q

1,15

1,15

РФЗ

2,1

РФЗ

2,47

РФЗ

97

РФЗ

1.5 Зоны осложнений по разрезу скважины

Таблица 1.7 Прихватоопасные зоны

Индекс стратиграфии подразделения

Интервал, м

Вид прихвата (от перепада давления, заклинки, саль-никообразо-вания и т.д.)