Sillabus

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
Казахский национальный технический университет имени К.И.Сатпаева
Институт геологии и нефтегазового дела
Кафедра «Технология и техника бурения скважин»
«Утверждаю»
Директор института
_______________Бесимбаев Е.Т.
«________»___________2014г.
ПРОГРАММА КУРСА (S Y L L A B U S)» по
дисциплине «Управление процессом искривления скважин»
для специальности 6М070800 «Бурение нефтяных и газовых
скважин»
Всего – 3 кредита
Курс – 1
Семестр – 2
Лекций – 30 часов
Лабораторные работы – 15 часов
Рубежный контроль – 2 раза
СРС – 45 часов
СРСП – 45 часов
Всего аудиторных часов – 60
Всего внеаудиторных часов – 75
Трудоемкость – 135 часов
Экзамен – 2 семестр
АЛМАТЫ 2014
Программа курса (Syllabus) по дисциплине «Управление процессом
искривления скважин» для специальности 6М070800 «Бурение нефтяных и
газовых скважин» составлена на основании типовых программ «Буровые
растворы», индекс СД 03.02 и «Тампонажные материалы», индеек СД 04.20,
утвержденные 17.02.2003 г.
Программа обсуждена на заседании кафедры «Технология и техника
бурения скважин» от «___»________2014 года, протокол №
Зав Кафедрой д.т.н.профессор
Б.Т.Ратов
Одобрена научно – методическим советом института
нефтегазового дела от «___»________2014 года, протокол №
Председатель НМС д.т.н., проф.
Геологии и
Бесимбаев Е.Т.
Составитель – профессор кафедры Т и ТБС, к.т.н. Касенов А.К.
Сведения о преподавателе:
Касенов А.К. родился 22 января 1949 года в с.Тастак Каскеленского
района Алматинской области (ныне г.Алматы).
В 1966 году поступил в Казахский политехнический институт и в 1971
году окончил по специальности «Технология и техника разведки
месторождений полезных ископаемых».
С 1971 года работал в научно-исследовательском секторе КазПТИ на
должностях инженера, старшего инженера, старшего научного сотрудника. С
1979 года перешел на педагогическую работу, до 1986 года на должности
преподавателя кафедры и с 1986 года старшего преподавателя кафедры.
В 1990 году защитил кандидатскую диссертацию в Ленинградском
горном институте им.Г.В.Плеханова и с 1991 года работал на должности
доцента.
С 2002 года по август 2014года являлся заведующим кафедрой
«Технология и техника бурения скважин».
В 2010году ему присвоено академическое звание профессор КазНТУ
им. К.И.Сатпаева.
Является автором более 80 научных трудов, в том числе: 1 монографии,
6 учебных пособий, 5 авторских свидетельств СССР, 15 предварительных
патентов РК.
За время работы в КазНТУ им.К.И.Сатпаева награжден нагрудными знаками
«Ветеран КазНТУ», «Отличник разведки недр РК», медалями «Айрықша
еңбегі үшін», «60 лет АО «Волковгеология»», «Почетный разведчик недр
РК», «Участник студенческих отрядов» и Почетными грамотами и
благодарностями
1. Цель и задачи дисциплины.
1. 1. Цель дисциплины: получение углубленных знаний в области
строительства нефтяных и газовых скважин, включающих различные этапы
проектирования технологии строительства скважин.
1.2. Задачи дисциплины. В результате освоения дисциплины
докторанты приобретают следующие основные умения и навыки,
обеспечивающие их профессиональную подготовку.
Изучение геолого-технических условий, обоснование выбора
рационального способа бурения, проектирование конструкции скважины,
определение параметров режима бурения различных интервалов скважины,
выбор вида промывочных жидкостей, выбор бурового оборудования и
инструмента, крепления стенок скважин, расчет цементации, заканчивание
скважин, мероприятия по предупреждению различных видов осложнений и
т.п.
1. 3. Пререквизиты: химия, гидравлика, математика, разработка рецептур
промывочных жидкостей, крепление и цементирование скважин, методы
научных
исследований
при
бурении
скважин.
1.4. Постреквизиты: бурение нефтяных и газовых скважин, осложнения и
аварии при бурении нефтегазовых скважин, заканчивание скважин, бурение
наклонных, горизонтальных и многозабойных скважи.
2. Система оценки знаний специалистов.
Рейтинг каждой дисциплины оценивается в 100 баллов. Для каждой
дисциплины устанавливается следующие виды контроля: текущий контроль,
рубежный контроль и итоговый контроль (таблица 1).
Видами текущего контроля являются контрольные работы, рефераты,
семестровые задания, коллоквиумы, выполнение лабораторных работ и др. К
итоговому контролю относятся курсовой проект или курсовая работа и
экзамен.
Таблица 1
Распределение рейтинговых баллов по видам контроля
№
Вид итогового контроля
Виды контроля
1
2
3
Экзамен
Экзамен
Рубежный контроль
Текущий контроль
Балл
%
100
100
100
Сроки сдачи результатов текущего контроля определяются календарным
графиком учебного процесса по дисциплине (таблица 2).
Таблица 2
Календарный график сдачи всех видов контроля
Недели
Виды
контроля
1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11 12 13
П П П П П П Л Л Л Л Л Л Л
С С С С С С С С С С С С С
РК
2 2 2 2 3 3
2 2 3 2 2 2
3
14 15
П П
С С
РК
2 3
Кол-во
контроля
Виды контроля: П – практическая работа; С – самостоятельная работа
Р – реферат;
РК – рубежный контроль.
Специалист допускается к сдаче итогового контроля при наличии
суммарного рейтингового балла ≥ 30. Итоговый контроль считается сданным
в случае набора ≥ 20 баллов. Итоговая оценка по дисциплине определяется
по шкале (таблица 3).
Таблица 3
Оценка знаний специалиста
Оценка
Буквенный
эквивалент
А
АВ+
В
ВС+
С
СD+
D
Отлично
Хорошо
Удовлетворительно
Неудовлетворительно
Ғ
Рейтинговый балл
в%
95 – 100
90 – 94
85 – 89
80 – 84
75 – 79
70 – 74
65 – 69
60 – 64
55 – 59
50 – 54
0 – 49
Балл
4
3.67
3.33
3.0
2.67
2.33
2.0
1.67
1.33
1.0
0
3. Содержание дисциплины.
Таблица 4.
3. 1. Распределение часов по видам занятий.
Лек
ции
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Наименование
содержание
тем
и
краткое
Вводная лекция. Искривление
скважин: самопроизвольное,
искусственное. Понятие
направленного бурения. Область
применения направленного бурения.
Цели и задачи направленного
бурения.
Выбор конфигурации (трассы)
направленной скважины.
Обоснование проекций ствола
направленной скважины.
Выбор элементов конструкции
направленной скважины.
Технология бурения. Определение
параметров
режима
бурения
различных интервалов. Оптимизация
параметров
режима
бурения
математическими методами (метод
Бокса-Уилсона).
Промывка
скважин.
Виды
промывочных жидкостей. Реагенты
для
обработки
промывочных
жидкостей.
Расчеты
при
приготовлении и регулировании
свойств буровых растворов. Расчет
производительности и давления
бурового насоса на компьютере.
Заканчивание скважин. Методика
выбора способа вхождения в
продуктивную толщу и методы
вхождения. Требования к составу и
свойствам промывочной жидкости
для
вскрытия
продуктивного
горизонта.
Способы
освоения
скважин.
Осложнения и меры
по их
предупреждению.
Общие
положения. Поглощение буровых и
тампонажных
материалов.
Газонефтеводопроявления. Грифоны
и заколонные проявления. Потери
Количество
часов
Лекция ПР
академических
СРСП
СРС
2
-
3
3
2
-
3
3
2
2
3
3
2
4
3
3
2
-
3
3
2
2
3
3
2
2
3
3
2
2
3
3
2
-
3
3
10
11
12
13
14
15
устойчивости
стенок
скважин.
Затяжки, посадки, заклинивания и
прихваты.
Аварии,
предупреждение
и
ликвидация аварий. Виды аварий.
Аварии
с
породоразрушающим
инструментом. Аварии с колонной
бурильных труб. Аварии с обсадной
колонной
и
т.п.
Аварийный
инструмент.
Естественное и искусственное
искривление скважин. Общие
положения. Причины и меры
предупреждения
искривления
скважин. Проектирование наклоннонаправленного и горизонтального
бурения.
Составление геолого-технического
наряда
(ГТН)
и
режимнотехнологической карты.
Организация
и
техникоэкономические
показатели
буровых работ. Организация работ
в бурении. Технико-экономические
показатели
Тампонажные смеси для борьбы с
поглощениями
при
бурении
скважин. БСС. Контроль качества
ТМ. Способы и средства доставки
ТМ.
Тампонажные
снаряды.
Сухогрузные тампонажные снаряды.
Охрана
окружающей
среды.
Предупредительные мероприятия по
уменьшению загрязнения ОС при
приготовлении и использовании БР и
ТР,
содержащих
вредные
компоненты. Методы нейтрализации
их.
Всего
2
-
3
3
2
2
3
3
2
-
3
3
2
2
3
3
2
-
3
3
2
1
1
1
30
15
45
45
3. 2. Практические занятия – 15 часов.
1. Измерение технологических параметров буровых растворов – 2 часа.
2. Приборы для определение параметров глинистых растворов – плотности,
вязкости, СНС, водоотдачи и толщины глинистой корки, содержания
песка, стабильности и суточного отстоя бурового раствора – 2 часа.
3. Химическая обработка глинистых растворов. Влияние электролитов и
защитных коллоидов на свойства различных глинистых растворов – 2
часа.
4. Изучение влияния ВМС (КМЦ, ПАА, крахмала) на свойства различных
глинистых
растворов – 2 часа.
5. Приборы для измерения свойств тампонажных смесей, игла Вика, конус
АЗНИИ– 2 часа.
6. Измерение технологических и механических свойств ТР – 2 часа.
7. Измерение свойств тампонажного камня – 2 часа.
8. Приготовление ТР заданного состава – 1 час.
9. Способы доставки тампонажных материалов.
10. Тампонажные снаряды, сухогрузные тампонажные снаряды.
3. 3. Самостоятельная работа специалистов под руководством
преподавателя (СРСП) – 45 часов.
1. Значение буровых растворов при бурении скважин. Виды буровых
растворов, применяемых при бурении нефтегазовых скважин – 3 часа.
2. Значение тампонажных растворов при бурении скважин – 3часа
3. Научно-исследовательские и учебные институты, выдающиеся ученые,
внесшие вклад в развитие науки о технологии бурения и буровых
растворах – 3 часа.
4. Оценка качества глин, применяемых в СНГ, химический и
минералогический состав основных материалов для приготовления
глинистых растворов. – 3 часа.
5. Выбор химических реагентов для определения параметров буровых
растворов. – 3 часа.
6. Применение реагентов УЩР, кальцинированной соды и КССБ в составе
бурового раствора и определение его параметров. – 3 часа.
7. Условия применения реагентов Антизоль, модифицированного крахмала,
сополимеров ПАА и влияние их на свойства буровых растворов – 3 часа.
8.
Подбор рецептуры бурового раствора с применением доступных
реагентов – 3 часа.
9. Виды и назначение тампонирования в различных условиях – 3 часа.
10. Химические реакции взаимодействия ПЦ с водой и химический состав
ТК – 3 часа.
11. Химико-минералогический состав шлаков различных металлургических
процессов и
предприятий – 3 часа.
12. ТЦ и ТР для низких положительных и отрицательных температур – 3
часа.
13. Рекомендуемые области применения и дозировки некоторых химических
реагентов – 3
часа.
14. Изучение способов доставки ТР с помощью тампонажных снарядов – 3
часа.
15. Производство и стандартизация ТМ – 3 часа.
3. 4. Самостоятельная работа специалистов – 45 часов.
1. Краткая история развития бурения скважин – 3 часа.
2. История развития использования воды и воздуха как промывочных
агентов при бурении скважин –3 часа.
3. Виды глин, применяемых при приготовлении буровых глинистых
растворов. История развития применения бентонитов как материала для
глинистых растворов – 3 часа.
4. Основные физико-химические процессы, протекающие в скважине – 3
часа.
5. Расчеты при приготовлении БР для различных условий – 3 часа.
6. Физико – химические основы действия реагентов – регуляторов – 3 часа.
7.
Растворы на нефтяной основе, применяемые на месторождениях
Казахстана – 3 часа.
8. Адсорбция полимеров на поверхности глин – 3 часа.
9. Электрохимическая природа прихватов при бурении скважин – 3 часа.
10. Электрохимическое крепление скважин – 3 часа.
11. Установка цементных мостов в скважинах – 3 часа.
12. Цементирование обсадных колонн – 3 часа.
13. Технологическая обвязка цементировочного оборудования – 3 часа.
14. Буферные жидкости – 3 часа.
15. Опыт и перспективы применения органических и органоминеральных
материалов при
цементировании скважин.– 3 часа.
Таблица 5
3. 5. График проведения занятий
№
День
Время
1
2
3
1
Наименование тем
4
Лекции
Вводная лекция. Способы крепления стенок скважин
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
БР как дисперсные системы (ДС).
Растворы на водной основе.
Физико-химические процессы в глинистых растворах.
Разновидности ГР и условия их применения.
Приготовление и обработка БР.
Очистка БР.
Общая характеристика применения ТР.
Разновидности ПЦ.
Основные свойства тампонажного порошка, ТР и ТК.
Специальные тампонажные цементы.
Разновидности ТМ.
ТМ на различных основах. ТМ для соляных пород.
Тампонажные смеси для борьбы с поглощениями при
бурении скважин. Способы доставки ТМ. Тампонажные
снаряды.
Охрана окружающей среды.
Практические занятия
Приборы и устройства для измерения технологических
параметров буровых растворов
Определение параметров бурового глинистого раствора
– плотности, вязкости, СНС, водоотдачи и толщины
глинистой корки, коллоидальности, содержания песка,
стабильности и суточного отстоя бурового раствора
Изучение
влияния
химических
реагентов
–
электролитов и защитных коллоидов на свойства
различных ГР
Изучение влияния ВМС (КМЦ, ПАА, крахмала) на
свойства различных глинистых растворов
Приборы для измерения свойств тампонажных смесей и
ТК
Измерение технологических и механических свойств ТР
Измерение свойств тампонажного камня
Изучение конструкции тампонажных снарядов
Приготовление ТР заданного состава
4. Учебно – методические материалы по дисциплине.
4. 1. Основная литература:
1. Ивачев Л.М. Промывочные жидкости и тампонажные смеси. Учебник. –
М.: Недра 1987.
2. Паус К.Ф. Буровые растворы. – М.: Недра, 1973.
3. Булатов А.И., Проселков Ю.М., Рябченко В.И. Технология промывки
скважин. – М.: Недра, 1981.
4. Кистер Э.Р. Химическая обработка буровых растворов. – М.:Недра, 1972
5. Кудайкулова Г.А. Буровые глинистые растворы. Алматы, КазНТУ, 2003.
6. Булатов А.И., Данюшевский В.С. Тампонажные материалы. Учебник. М.:
Недра, 1987.
7. Данюшевский В.С., Алиев Р.М., Толстых И.Ф. Справочное руководство по
тампонажным материалам. М.: Недра, 1987.
4. 2. Дополнительная литература:
1. Резниченко И.Н. Приготовление, обработка и очистка буровых растворов.
М.: Недра, 1982.
2. Булатов А.И., Макаренко П.П., Проселков Ю.М. Буровые промывочные
и тампонажные растворы. – М.: Недра, 1999.
3. Рязанов Я.А. Справочник по буровым растворам. – М.: Недра, 1979
4. Рязанов Я.А. Энциклопедия по буровым растворам. – Изд-во «Летопись»,
Оренбург, 2005.
5. Кудайкулова Г.А. Теоретические основы физико – химии буровых
растворов. М., РГГУ,
2005.
6. Грей Д.Р., Дарли Г.С. Состав и свойства буровых агентов. Пер.с анг. – М.:
Недра, 1985.
7. Кудайкулова Г.А. Промывочные жидкости. Метод.указ. по выполн. лаб.
работ. Алматы, КазНТУ, 2005.
8. Жуховицкий С.Ю. Промывочные жидкости в бурении. М.: Недра, 1976.
9. Танатаров Т. и др. Буровые растворы. Лабораторный практикум. Часть 1Алматы:
КазНТУ, 1997, 40 с.
10. Ахмадеев Р.Г., Данюшевский В.С. Химия промывочных и тампонажных
смесей. – М.: Недра, 1981.
11. Булатов А.И., Новохатский Д.Ф. Тампонажные шлаковые цементы и
растворы для цементирования глубоких скважин. М.: Недра, 1975.
12. Булатов А.И. Управление физико-химическими свойствами тампонажных
систем. М.:Недра, 1976
13. Ивачев Л.М. Промывка и тампонирование геологоразведочных скважин.
Спр. пособие,
М.: Недра, 1989.
14. Липатов Ю.С., Сергеева Л.М. Адсорбция полимеров. Киев, Наукова
думка, 1972.
15.
Калинин А.Г., Ошкордин О.В., Питерский В.М., Соловьев Н.В.
Разведочное бурение. М.:
Недра, 2000.
16.
Раскопин М.К., Михайлов О.Е. Тампонирование скважин
электрохимическим способом.
Л. (Отд.научн.-техн.информации ВИТРа), 1971 г.
17. Обзор ВИЭМС. Серяков А.С. Электрическая природа прихватов и борьба
с ними при
бурении скважин. М.: ВИЭМС, 1984.
18. Опыт применения специальных видов промывочных жидкостей при
бурении скважин на
Тенгизском месторождении. Материалы ТШО.
19. В.Л. Пит Харт. Обзор по использованию раствора на водной основе в
ТШО.
20. Producrs pour forages “Promafor”, Drilling products and material., France.
21. Танатаров Т.Т. Способы и технические средства доставки тампонажных
материалов.
Алма-Ата, КазПТИ, 1989.
22. Охрана окружающей природной среды при бурении скважин на твердые
полезные
ископаемые и воду. Уч. пос. Спб., ВИТР, 2000.
23. Мусанов А. и др. Тампонажный снаряд ТС-1. Авторское свид.№371339.
Бюллетень №12,1973.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Цель и задачи дисциплины -----------------------------------------------------3
1. 1. Цель дисциплины ----------------------------------------------------------1. 2. Задачи дисциплины --------------------------------------------------------1. 3. Пререквизиты ---------------------------------------------------------------1. 4. Постреквизиты -------------------------------------------------------------2. Система оценки знаний специалистов -------------------------------------------3. Содержание дисциплины -------------------------------------------------------4
3. 1. Распределение часов по видам занятий -------------------------------3. 2. Лабораторные работы -----------------------------------------------------6
3. 3. Самостоятельная работа специалистов под руководством
преподавателя (СРСП) ----------------------------------------------------3. 4. Самостоятельная работа специалистов (СРС) ---------------------------3. 5. График проведения занятий ----------------------------------------------7
4. Учебно – методические материалы по дисциплине -----------------------8