Document 1001561

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
Казахский национальный технический университет имени К.И. Сатпаева
Институт геологии и нефтегазового дела им.К.Турысова
Кафедра «Технология и техника бурения скважин»
«Утверждаю»
Директор института
Бесимбаев Е.Т.
«
»___________2015г.
ПРОГРАММА КУРСА (SYLLABUS)
по дисциплине Теоретические процессы
заканчивания скважин
для специальности 6М070800 - Нефтегазовое дело
Всего – 3 кредита
Курс – 1
Семестр – 2
Лекций – 30 часов
Практические занятия– 15 часов
Рубежный контроль – 2 раза
СРС – 90 часов
СРСП – 90 часов
Всего аудиторных часов – 90
Всего внеаудиторных часов – 90
Экзамен – 2 семестр
АЛМАТЫ 2015
1
Продолжение приложения Г
Программа курса составлена на основании типовой программы для
высшего профессионального образования (магистратура) по
специальности 6М070800 - Нефтегазовое дело
Рассмотрена на заседании кафедры «Технология и техника бурения скважин»
« »
2015 г. Протокол №
Зав.кафедрой
Ф.И.О.
Одобрена учебно-методическим Советом института геологии и
нефтегазового дела им.К.Турысова
«___» __________201_ г. Протокол № __
Председатель УМС института
Ф.И.О.
Составитель – профессор кафедры Т и ТБС, к.т.н. Мусанов А.М.
Сведения о преподавателе: Окончил в 1967 году нефтяной факультет
КазПТИ по специальности технология и техника разведки месторождений
полезных ископаемых, общий педагогический стаж составляет 46 лет.
Является автором 98 научных трудов, в том числе 4 учебников 8 учебных
пособий 7 патентов.
Офис: _805 НК
Адрес: Сатпева, 22
Телефон: 257 70 57, 72 88
Факс:___________
Е-mail: mussanov_a@mail.ru
2
1.1.
1.2.
1 Цель изучения дисциплины
Задача изучения дисциплины. Основными задачами дисциплины
являются научить магистрантов выбирать
оборудования
призабойной зоны скважины; вести работы по испытанию и
опробованию скважины; проектировать конструкцию скважины и
обсадных колонн для различных условий, рассчитывать их на
прочность и цементирование; составлять технологический
регламент заканчивания скважины.
Цель преподавания дисциплины
состоит в изучении
технологических операций завершения строительства скважины до
сдачи ее в эксплуатацию. Описывается комплекс работ,
включающих в себя вскрытие продуктивного пласта бурением,
опробование перспективных горизонтов, крепление скважины
обсадными трубами, разобщение проницаемых горизонтов друг от
друга, вторичное вскрытие продуктивного пласта перфорацией,
испытание и освоение скважины.
1.3. Пререквизиты: высшая математика, физика, сопротивление
материалов, гидравлика, гидроаэромеханика, основы нефтегазового дела.
1.4. Постреквизиты: Технология бурения нефтяных и газовых скважин,
Проводка скважин в сложных условиях, Промывка скважин и промывочные
жидкости, Искривление скважин и направленное бурение, Разработка
нефтяных и газовых месторождений.
2 Система оценки уровня знаний магистрантов
Таблица 1
Распределение рейтинговых баллов по видам контроля
Вариант №
1.
Вид итогового контроля
Экзамен
Виды контроля
Итоговый контроль
Текущий контроль
Рубежный контроль
3
Проценты, %
40
40
20
Таблица 4
Календарный график сдачи всех видов контроля
по дисциплине «Теоретические процессы заканчивания скважин»
Недели
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
1
1
ПР1
ПР2
ПР3
ПР4
ПР5
ПР6
ПР7
ПР7
ПР7
ПР8
ПР8
ПР8
Недельное
15
количество
контроля
Виды
контроля
РК1
РК2
Виды контроля: ПР – практическая работа, РК – рубежный контроль,
Таблица 3
Оценка знаний магистрантов
Оценка
Отлично
Хорошо
Удовлетворительно
Неудовлетворительно
Буквенный
эквивалент
А
АВ+
В
ВС+
С
СD+
D
F
4
Рейтинговый
балл
(в процентах %)
95-100
90-94
85-89
80-84
75-79
70-74
65-69
60-64
55-59
50-54
0-49
В баллах
4
3,67
3,33
3,0
2,67
2,33
2,0
1,67
1,33
1,0
0
3 Содержание дисциплины
3.1 Тематический план курса
Таблица 4
Номер
Наименование темы
I
II
1
Научные
основы
заканчивания скважин.
2
3
Первичное
вскрытие
продуктивного
пласта.
Воздействие
промывочной жидкости
на продуктивный пласт.
Гидродинамическое
совершенство вскрытия.
Опробования пластов в
Количество академических часов
Лаб.
СРСП
Практич
Лекции
заняти (СРМП
еские
я
СРМД)
III
IV
V
VI
2
СРС
(СРС
СРД)
VII
6
6
2
1
6
6
2
1
6
6
открытом стволе.
4
Принципы
обработки
результатов опробования.
2
2
6
6
5
Неудачи
при
опробовании
и
их
причины. Требования к
конструкции скважин.
2
2
6
6
6
Принципы
проектирования
2
2
6
6
конструкции скважины.
7
Конструкция обсадных
труб и их соединений.
Сварные
соединения
обсадных труб.
2
2
6
6
8
Методика
проектирования
и
расчета
обсадных
колонн.
2
2
6
6
5
9
Организация и
режим
спуска обсадной колонны
в скважину
2
6
6
10
Цели
и
способ
разобщения пластов.
2
6
6
11
Технология
цементирования
скважины.
Технологические
жидкости
цементировании
2
2
6
6
2
1
6
6
12
при
Цементировочное
оборудование.
Организация и контроль
процесса
цементирования.
13
14
Вторичное
вскрытие
продуктивного
пласта.
Технология вторичного
вскрытия.
2
6
2
6
Ремонтно-изоляционные
работы
в
скважине.
Заключение.
2
6
Всего (часов)
30
Организация
и
6
6
технология
освоения
скважины.
Испытание
продуктивных пластов.
15
15
90
6
90
3.2 Название и содержание лекционных занятий
Лекция № 1. Научные основы заканчивания скважин.
Заканчивание скважин – комплекс работ, включающих в себя вскрытие
продуктивного пласта бурением, опробование перспективных горизонтов, крепление
скважины обсадными трубами, разобщение проницаемых горизонтов друг от друга,
вторичное вскрытие продуктивного пласта перфорацией, испытание
и освоение
скважины.
Вскрытие пласта – комплекс работ, связанных с разбуриванием всей
мощности продуктивного пласта при проводке скважину. Основная цель вскрытия
заключается в сохранении естественных параметров пласта и предупреждении
проникновения посторонних флюидов за счет перетоков.
6
Лекция № 2. Первичное вскрытие продуктивного пласта.
Воздействие промывочной жидкости на продуктивный пласт. Способы первичного
вскрытия продуктивных пластов.
Лекция №3. Гидродинамическое совершенство вскрытия. Опробования
пластов в открытом стволе.
Продуктивный пласт может быть вскрыт бурением полностью или частично. В свою
очередь, пласт может быть вскрыт полностью при первичном вскрытии и частично –
привторичном. На приток жидкости к скважине существенно влияет проницаемость
призабойной зоны во время вскрытия пласта. В некоторых случаях может проявлять себя
неоднородность вскрытого пласта. Указанные факторы определяют гидродинамическое
несовершенство скважины, от которого зависит ее продуктивность. Виды несовершенства
скважины. Сущность опробования скважин.Аппараты для опробования.
Лекция № 4. Принципы обработки результатов опробования.
Технология работ по испытанию перспективных объектов испытателями пластов,
спускаемыми на трубах. Технико-экономические показатели испытания перспективных
объектов в открытом стволе бурящихся скважин во многом зависит от степени
совершенства технологии проведения работ с применением испытателей пластов,
спускаемыми на трубах. Выбор интервала установки пакера. Интерпретация результатов
опробования.
Лекция № 5. Неудачи при опробовании их причины.
Неудачи при опробовании и их причины. Причинами осложнений при опробовании
скважин могут быть как геолого-технические условия проводки скважины, так и техникотехнологические условия. Требования к конструкции скважин.
Лекция № 6. Принципы проектирования конструкции скважины.
Выбор конструкции скважины является основным этапом ее проектирования и
должен обеспечить высокое качество строительства скважины как долговременного
эксплуатируемого сложного нефтепромыслового объекта
предотвращение аварий и
осложнений в процессе бурения и создания условий для снижения затрат времени и
материально-технических средств на бурение. Выбор диаметров обсадных колонн и
долот. Эксплуатационная колонна. Выбор интервалов цементирования. Анализ выбора
конструкции скважины.
Лекция № 7. Конструкция обсадных труб и их соединений.
Сварные соединения обсадных труб.
Лекция №8. Методика проектирования и расчета обсадных колонн.
Определение наружных давлений. Определение внутренних давлений.
Определение избыточных давлений, действующих на обсадную колонну.
Проектирование обсадной колонны.
Лекция № 9. Организация и режим спуска обсадной колонны в скважину.
Оборудование низа обсадной колонны. Пакеры, устанавливаемые на обсадной колонне.
Оборудование верхней части обсадной колонны.
Лекция № 10. Цели и способ разобщения пластов.
Подготовка обсадных труб. Подготовка скважины к спуску обсадной колонны. Спуск
7
обсадной колонны в скважину.
Лекция № 11. Технология цементирования скважины. Технологические
жидкости при цементировании
Технология цементирования скважины. Одноступенчатое цементирование скважин
(одноцикловый способ) — наиболее распространенный вид цементирования.
Двухступенчатое цементирование скважин.
Лекция № 12. Цементировочное оборудование.
Оборудование для цементирования скважин. Организация и контроль процесса
цементирования.
Лекция № 13. Вторичное вскрытие продуктивного пласта.
Технология вторичного вскрытия. Расчет параметров процесса
газогидропескоструйной перфорации.
Лекция № 14. Организация и технология освоения скважины.
Испытание продуктивных пластов. Технология освоения скважин азотом.
Лекция № 15. Ремонтно-изоляционные работы в скважине. Заключение.
Основные причины поглощения бурового раствора. Исследования зон поглощений.
Методы предупреждения и ликвидации поглощений.
3.3 Название, содержание и количество часов практических занятий.
Задание 1. Расчеты при первичном вскрытии продуктивного горизонта.
Методические рекомендации: Гравийный фильтр применяется для оборудования
призабойной
зоны
скважины
с
целью
предотвращения
от
разрушения
несцементированных и слабосцементированных песчаных коллекторов и выноса песка в
скважину. Основные требования к гравийным фильтрам:

Структура порового пространства фильтра должна быть такой, чтобы даже тонкие
частицы песка не могли проходить сквозь него;

Проницаемость фильтра для пластовой жидкости должна быть значительно выше
проницаемости продуктивного пласта.
Основная литература: осн. 1[115 - 225]
Контрольные вопросы:
1 От чего зависит эффективность гравийного фильтра ?
2 Когда считают коллектор устойчивым?
3 По степени неоднородности пески можно подразделить на?
4 Как найти необходимое число щелей в корпусе фильтра?
5 По какой формуле определяется необходимый объем гравия в насыпном виде?
Задание 2. Расчеты при опробовании продуктивного горизонта в открытом
стволе.
Методические рекомендации: При опробовании перспективных горизонтов в
открытом стволе производится расчет критической длины хвостовика и проверка ее на
8
смятие бурильной колонны.
Основная литература: осн. 1 [115 - 225]
Контрольные вопросы:
1 По какой формуле определяется критическая длина хвостовика I порядка?
2 Проверка на смятие бурильной колонны?
3 По какой формуле определяется ударная гидродинамическая нагрузка?
4 По какой формуле определяется нагрузка на пакер?
5 По какой формуле определяется фактическая нагрузка на хвостовик ?
Задание 3. Гидравлический расчет промывки скважины при первичном
вскрытии.
Методические рекомендации: При гидравлическом расчете решаются следующие
задачи:
1. Выбор плотности промывочной жидкости, при которой репрессия на продуктивной
пласт минимальна и соблюдается условие k а   0  k n
2. Определение величины подачи буровых насосов, необходимой для транспортировки
бурового шлама разбуренной породы из наддолотной зоны на дневную поверхность,
а в случае бурения гидравлическими забойными двигателями – также для
обеспечения их нормальной работы при заданных параметрах режима бурения.
3. Оценка гидравлической мощности, необходимой для удовлетворительной очистки
забоя при бурении гидромониторными долотами, а также, при необходимости, для
кольматации стенок скважины в продуктивном пласте, сложенном достаточно
твердыми породами, в процессе его первичного вскрытия.
4. Выбор числа и диаметра гидромониторных насадок в долотах (и в специальном
наддолотном переводнике – в случае струйной кольматации стенок скважины).
5. Оценка гидравлических потерь в циркуляционной системе скважины и необходимой
гидравлической мощности буровых насосов.
Основная литература: осн. 1[115 - 225]
Контрольные вопросы:
1 По какой формуле определяется необходимая подача буровых насосов при роторном
бурении?
2 По какой формуле определяется гидравлическая мощность на насадках долота?
3 По какой формуле определяется полная репрессия на продуктивной пласт ?
4 Подача насосов, при которой турбина турбобура сможет развивать необходимый
вращающий момент М зд ?
Задание 4. Интерпретация диаграмм результатов опробования.
Методические рекомендации: При работе с пластоиспытателем для обработки
результатов используется метод Хорнера. Кривую восстановления давления разбивают на
равные участки. Количество участков должно быть не менее 10. По графику определяют
время притока, с; время восстановления забойного давления, с; забойное давления, МПа.
Основная литература: осн.1 [426-448]
9
Контрольные вопросы:
1 В круглой щели необходимо определить потери давления жидкости
2 Какова структура турбулентного потока жидкости?
3 В тампонажном цементном растворе при ламинарном движении как определить потери
давления?
4 Каковы понятия о ньтоновской жидкости?
5 Что можно рассказать о Бингхэмовской жидкости?
Задание 5. Принципы проектирования конструкции скважины.
Методические рекомендации: Выбор конструкции скважины является основным
этапом ее проектирования и должен обеспечить высокое качество строительства
скважины как долговременного эксплуатируемого сложного нефтепромыслового объекта
предотвращение аварий и осложнений в процессе бурения и создания условий для
снижения затрат времени и материально-технических средств на бурение. Перед тем как
бурить скважину необходимо заранее установить ее конструкцию т.е. определить: сколько
необходимо спустить в скважину обсадных колонн, их диаметры, диаметры долот,
которыми будет буриться скважина, высоты подъема цемента в затрубном пространстве с
учетом разобщения пройденных водонефтегазоносных пластов.
Основная литература: осн.1[149-224]
Контрольные вопросы:
1 Под коэффициентом аномальности подразумевается ?
2 Конструкция скважины должна обеспечивать?
3 Под индексом давления поглощения понимается ?
4 В конструкции скважины используют следующие типы обсадных колонн ?
Задание 6. Методика проектирования и расчета обсадных колонн.
Методические рекомендации: Определяются величины наружных и внутренних
избыточных давлений, действующих на колонну обсадных труб, величину критического
давления, действующего на колонну в зоне продуктивного пласта, строится эпюры
наружных и внутренних давлений и с учетом указанных параметров подбираются
обсадные трубы для колонны.
Основная литература: осн.1[149-224]
Контрольные вопросы:
1 Определение наружных давлений?
2 Определение внутренних давлений?
3 Расчет на растяжение?
Задание 7. Расчет цементирования обсадной колонны.
Методические рекомендации: Расчет заключается в определении необходимого
10
объема цементного раствора, количества цемента и воды для его приготовления,
определении необходимого объема продавочной жидкости, максимального давления в
конце цементирования и выборе цементировочного агрегата.
Основная литература: осн1[446-541]
Контрольные вопросы:
1 Какие оптимальные параметры имеются при цементировании основной колонны?
2 Как определяются виды тампонажных растворов и их свойства?
3 Как определяется критическая подача всего раствора в колонне и кольцевом
пространстве?
4 Как определяется продавливание объема бурового раствора при цементировании?
5 Как рассчитывается количество цементировочных агрегатов?
Задание 8. Принцип выбора вида тампонажного раствора.
Методические рекомендации: Изучается виды тампонажных материалов и условия
их выбора.
Основная литература: осн.1[577- 625]
Контрольные вопросы:
1 Портландцемент тампонажный низкогигроскопичный?
2 Цемент термосолестойкий ?
3 Тампонажные утяжеленные шлаковые цементы ?
4 Тампонажные шлакопесчаные цементы ?
5 Цемент тампонажный облегченный для «горячих» скважин ?
3.4 Название, содержание и количество часов лабораторных
занятий - нет
3.5 Тематика курсовой работы (проекта) - нет
3.6 Порядок выполнения и требования к выполнению курсовой
работы (проекта) - нет
3.7 Название темы и количество часов СРМ (СРС, СРД).
Таблица 5
№
1.
2.
3.
4.
Задания
Цель и способы цементирования скважин.
Обсадные трубы и их соединения.
Подготовка обсадных труб к спуску в скважину.
Прочностные характеристики обсадных труб.
5.
Технологическая оснастка обсадных колонн.
6.
Обсадные трубы, выпускаемые по АНИ.
7.
Ремонтно-изоляционные работы в скважине.
8.
Оборудование для цементирования скважины.
9.
Технические средства опробования скважин.
11
Кол-во часов
2
2
2
2
2
2
2
2
2
10.
Химические
реагенты
для
регулирования
свойств
2
тампонажного раствора.
11.
Специфические особенности цементирования наклонных
скважин.
12.
Конструкция фильтров. Установка гравийных фильтров.
13.
Конструкция обратных клапанов.
14.
Заключительные работы после цементирования.
15
Технология установки цементных мостов.
2
2
2
2
2
3.8 Название темы и количество часов СРМП (СРСП, СРДП)
Таблица 6
№
Задания
1
Фильтры. Методика расчета по выбору различных
Определение гидродинамических параметров пласта.
2
2
2
2
2
2
2
Гидродинамические давления, возникающие при
перемещении колонны труб.
2
Проектирование конструкций скважин при различных
геолого-технических условий.
2
фильтров.
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Кол-во часов
Расчет количества буферной жидкости.
Принцип выбора противовыбросового оборудования.
Принцип выбора вида тампонажного раствора.
Подготовительные работы к спуску обсадных колонн.
Интерпретация диаграмм давлений при опробовании.
Технология цементирования скважины. Технологические
жидкости при цементировании.
Принципы выбора способа первичного вскрытия.
Принципы расчета обсадных колонн на прочность.
Изучить технологию двухступенчатого цементирования.
Организация и технология освоения скважины. Испытание
продуктивных пластов.
Испытание продуктивных пластов.
12
2
2
2
2
2
2
Таблица 7
Таблица проведения занятий
№
День
Время
Наименование темы
I
II
III
IV
Лекции
1
2
Научные основы заканчивания скважин.
3
Гидродинамическое совершенство вскрытия. Опробования
пластов в открытом стволе.
Первичное вскрытие продуктивного пласта.
4
5
6
7
8
9
10
11
Принципы обработки результатов опробования.
12
13
14
15
Цементировочное оборудование.
Неудачи при опробовании их причины.
Принципы проектирования конструкции скважины.
Конструкция обсадных труб и их соединений.
Методика проектирования и расчета обсадных колонн.
Организация и режим спуска обсадной колонны в скважину.
Цели и способ разобщения пластов.
Технология цементирования скважины. Технологические
жидкости при цементировании.
Вторичное вскрытие продуктивного пласта.
Организация и технология освоения скважины.
Ремонтно-изоляционные работы в скважине. Заключение.
Практические занятия
1
2
Расчеты при первичном вскрытии продуктивного горизонта.
3
Гидравлический расчет промывки скважины при первичном
вскрытии.
4
5
6
7
8
Интерпретация диаграмм результатов опробования.
Расчеты при опробовании
открытом стволе.
продуктивного
горизонта
Принципы проектирования конструкции скважины.
Методика проектирования и расчета обсадных колонн.
Расчет цементирования обсадной колонны.
Принцип выбора вида тампонажного раствора.
Лабораторные занятия
13
в
1
2
3
…
15
4 Учебно-методические материалы по дисциплине
4.1 Основная литература
1. Басарыгин Ю.М., Булатов А.И., Проселков Ю.М. Заканчивание скважин.
Учебник.-М:Недра, 2000
2. Соловьев Е.М. Заканчивание скважин. Учебник.-М:Недра, 1979
3. Мусанов А. Заканчивание скважин. Методические указания. Алматы,2009
4.2. Дополнительная литература
4. Соловьев Е.М. Задачник по заканчиванию скважин. Учебное пособие.М:Недра, 1989
5. Подгорнов В.М., Ведищев И.А. Практикум по заканчиванию скважин М:Недра, 1985
6. Р.А. Ганджумян, А.Г. Калинин, Б.А. Никитин. Инженерные расчеты при
бурении глубоких скважин. Справочное пособие. – М.: ОАО Издательство
«Недра», 2000
7. Справочник по креплению нефтяных и газовых скважин. Под редакцией проф.
А.И. Булатова - М:Недра, 1987
8. Минеев В.П., Сидоров Н.А. Практическое руководство по испытанию скважин М:Недра, 1981
9. Ясашин А.М. Вскрытие, опробование и испытание скважин - М:Недра, 1979
10. Басарыгин Ю.М., Будников В.Ф., Булатов А.И., Проселков Ю.М.
Технологические основы освоения и глушения нефтяных и газовых скважин. М:Недра, 2001
11. Исмаилов А.А., Аманкул А.С. Опробование скважин. Учебное пособие –
Алматы, 2003
14
Содержание
1. Цель и задачи дисциплины………………………………………….3
2. Система оценки знаний студентов………………………………….3
3 Содержание дисциплины………………………………………….....5
3.1 Тематический план курса…………………………………………..5
3.2 Название и содержание лекционных занятий …………………. ..6
3.3 Название, содержание и количество часов практических
занятий……………………………………………………………....11
3.4 Название, содержание и количество часов лабораторных
занятий – нет………………………………………………………..11
3.5 Тематика курсовой работы (проекта) – нет………………………11
3.6 Порядок выполнения и требования к выполнению
курсовой работы (проекта) – нет…………………………………..11
3.7 Название темы и количество часов СРМ (СРС, СРД)……………11
3.8 Название темы и количество часов СРМП (СРСП, СРДП)……...12
4. Учебно-методические материалы по дисциплине……………....14
15