Дипломная работа по Нефтегазовое дело - технологические решения для строительства разведочной вертикальной скважины глубиной 2890 метров на нефтегазов

Более подробно рассмотреноприменение циркуляционных переводников при строительстве нефтяных и газовых скважин. Анализ сортамента разных производителей позволил выявить их положительные и отрицательные стороны, а также выделить наиболее эффективные модификации.

Работа выполнена с учетом действующихПравил безопасности в нефтяной и газовой промышленности, инструкций и регламентов вобласти строительства скважин. В работе приняты современные технологические решения,позволяющие достигнуть оптимальных технико-экономических показателей при строительстве скважины, с учетом промышленной и экологической безопасности.

Оглавление

Введение. 14

1 Горно-геологические условия бурения скважины.. 14

1.1 Геологическая характеристика разреза скважины.. 15

1.2 Характеристика нефтегазоводоносности месторождения (площади) 15

1.3 Зоны возможных осложнений. 15

2 Технологическая часть проекта. 18

2.1 Проектирование конструкции скважины.. 18

2.1.1 Обоснование конструкции эксплуатационного забоя. 18

2.1.2 Построение совмещенного графика давлений. 18

2.1.3 Определение числа обсадных колонн и глубины их спуска. 19

2.1.4 Выбор интервалов цементирования. 20

2.1.5 Расчет диаметров скважины и обсадных колонн. 20

2.1.6 Проектирование обвязки обсадных колонн. 21

2.2 Проектирование процессов углубления скважины.. 23

2.2.1 Выбор способа бурения. 23

2.2.2 Выбор породоразрушающего инструмента. 23

2.2.3 Расчет осевой нагрузки на долото. 24

2.2.4 Расчет частоты вращения долота. 25

2.2.5 Расчёт необходимого расхода бурового раствора. 25

2.2.6 Выбор и обоснование типа забойного двигателя. 27

2.2.7 Проектирование и расчет компоновок бурильной колонны.. 28

2.2.8 Обоснование типов и компонентного состава буровых растворов. 30

2.2.9 Разработка гидравлической программы промывки скважины.. 37

2.2.10 Технические средства и режимы бурения при отборе керна. 40

2.3 Проектирование процессов заканчивания скважин. 40

2.3.1 Расчет обсадных колонн на прочность. 40

2.3.2 Выбор технологической оснастки обсадных колонн. 45

2.3.3 Расчет и обоснование параметров цементирования скважины.. 46

2.3.4 Проектирование процессов испытания и освоения скважины.. 48

2.4 Выбор буровой установки. 52

3 Применение циркуляционных переводников при строительстве нефтяных и газовых скважин. 53

4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение. 63

4.1 Расчет нормативной продолжительности строительства скважин. 63

4.1.1 Расчет нормативного времени на механическое бурение. 63

4.1.2 Расчет нормативного времени на спускоподъемные операции. 65

4.1.3 Расчет нормативного времени на установку центрирующих фонарей. 66

4.1.4 Расчет нормативного времени ожидания затвердевания цемента. 66

4.1.5 Расчет нормативного времени на разбуривание цементной пробки. 66

4.1.6 Расчет нормативного времени на геофизические работы.. 69

4.1.7 Расчет затрат на прочие вспомогательные работы, не учтенные укрупненными нормами. 69

4.1.8 Расчет нормативных затрат времени на проведение ремонтных работ. 69

4.2 Линейный календарный график выполнения работ. 70

4.3 Корректировка сметной стоимости строительства скважины.. 71

4.3.1 Определение проектной продолжительности бурения и крепления скважины.. 71

4.3.2 Расчет технико-экономических показателей. 72

5 Социальная ответственность. 74

5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности. 74

5.2 Анализ вредных производственных факторов (мероприятий по устранению) при бурении скважины на нефтегазовом месторождении (Томская область) 75

5.2.1 Отклонение показателей климата на открытом воздухе. 75

5.2.2 Недостаточная освещенность. 76

5.2.3 Превышение уровней шума. 76

5.2.4 Превышение уровней вибрации. 77

5.2.5 Повышенная запыленность и загазованность рабочей зоны.. 77

5.3 Анализ опасных производственных факторов (мероприятий по устранению) при бурении скважины на нефтегазовом месторождении (Томская область) 79

5.3.1 Движущиеся машины и механизмы; подвижные части производственного оборудования. 79

5.3.2 Поражение электрическим током. 79

5.3.3 Пожаровзрывобезопасность. 80

5.4 Экологическая безопасность (анализ воздействие и мероприятие) 80

5.4.1 Фон загрязнения объектов природной среды.. 80

5.4.2 Водопотребление и водоотведение. 82

5.4.3 Методы и системы очистки, обезвреживания и утилизации отходов бурения. 82

5.4.4 Организационные мероприятия по предупреждению загрязнения объектов природной среды.. 83

5.4.5 Охрана почв и водных объектов при подготовительных, строительно-монтажных работах и в процессе бурения скважин. 83

5.4.6 Материалы и технические средства, используемые при вывозе, утилизации и обезвреживании отработанного бурового раствора и бурового шлама. 84

5.4.7 Охрана атмосферного воздуха от загрязнения. 84

5.4.8 Контроль за состоянием и охраной окружающей природной среды.. 85

5.4.9 Охрана животного мира. 85

5.4.10 Охрана недр при строительстве скважин. 86

5.5 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. 87

Заключение. 88

Список использованных источников. 90

Приложение А.. 94

Приложение Б. 102

Приложение В.. 111

Приложение Г. 118

Описание
При выполнении данной выпускной квалификационной работы были разработаны оптимальные технологические решения для строительства вертикальной разведочной скважины глубиной 2890 м на месторождении Томской области. Спроектированные технологические решения отвечают требованиям производственной и экологической безопасности.

Анализ горно-геологических условий бурения позволил спроектировать конструкцию скважины, состоящую из направления, кондуктора, технической и эксплуатационной колонн. В связи с высокими пластовыми давлениями проектируется спуск технической колонны. При этом была выбрана колонная головка клиньевого типа.

Для эффективного строительства скважины данной конструкции были спроектированы способы, параметры режима бурения, подобраны и рассчитаны на прочность компоновки бурильной колонны. Исходя из опыта строительства скважин в данном регионе, а также из крепости пород, для бурения под направление и кондуктор выбраны шарошечные долота.Для бурения под техническую и эксплуатационную колонны выбраны PDC долота. Сохранность вертикальности ствола скважины обеспечивается наличием УБТ.

Разработка гидравлической программы промывки позволила подобрать оптимальные режимы работы буровых насосов, типы, компонентный состав и параметры бурового раствора. Следует отметить, что в связи с возможными осложнениями при бурении под данные интервалы был спроектирован полимер-глинистый буровой раствор. При бурении под эксплуатационную колонну был спроектирован биополимерный буровой раствор, который в связи с отсутствием в нем глинистой составляющей эффективно применяется при вскрытии продуктивного пласта, сохраняя при правильном применении естественную проницаемость выше 85 %.

Задача увеличения выноса керна решалась за счет применения бурильной головки PDC и сборки трех секций керноотборного снаряда для отбора керна за один рейс.

Расчет обсадных колонн на прочность позволил подобрать оптимальные характеристики обсадных колонн. Причем чтобы обеспечить прочность на смятие или на критические давления эксплуатационная колонна спроектирована двухсекционной с группой прочности Е. В силу требуемого увеличения герметичности были выбраны трубы ОТТГ.

Для повышения качества крепления скважины была спроектирована оптимальная технологическая оснастка обсадных колонн. Для цементирования эксплуатационной колонны был выбран одноступенчатый способ. Подобраны рецептуры жидкостей цементирования. Следует отметить, что в качестве буферной жидкости используются два состава для улучшения смыва глинистой корки. В связи с уменьшением стоимости проекта для цементирования скважины был выбран отечественный флот.

Вторичное вскрытие осуществляется с помощью кумулятивной перфорации. Для проведения испытания скважины спроектирован пластоиспытатель, спускаемый на трубах КИИ-95/146.

Для строительства и эксплуатации скважины, исходя из пластовых давлений, было выбрано следующее устьевое оборудование: ОКК2-35-178х245х324 К1 ХЛ, ОП5-350/80х35, АФ2-80/65х35.

Для проведения работ выбрана буровая установка БУ - 3000 ЭУК-1М, соответствующаядопустимой максимальной грузоподъёмности.

Список использованных источников
1. М.А. Самохвалов, А.В. Ковалев, А.В. Епихин. Заканчивание скважин. Методические указанияквыполнениюкурсовогопроектадлястудентовнаправления21.03.01«Нефтегазовое дело» (профиль «Бурение нефтяных и газовых скважин»). Томский политехнический университет. Томск, 2016. – 92с.

2. А.В. Епихин, А.В. Ковалев. Технология бурения нефтяных и газовых скважин. Методическиеуказанияквыполнениюкурсовогопроектадлястудентовнаправления21.03.01 «Нефтегазовое дело» (профиль «Бурение нефтяных и газовых скважин»). Томский политехнический университет. Томск, 2016. – 152 с.

3. Ковалев, А.В. Проектирование конструкций скважины: методическоеуказание/ А.В. Ковалев. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2018. – 16 с.

4. Э.Б. Кренни, Н.Р. ХуббитдиновDSI (ASchoeller-BleckmannCompany) «Приминение Циркуляционного ПереводникаPBL При Бурении».

5. Инженерный отчет по результатам выполнения опытно-промышленных испытаний «ОПИ устройства обводной промывки MOC производства компании «NOV». // ПАО «Оренбургнефть», 2015 г.

6. БрошюраJetStream® RFID Drilling Circulation Sub

7. http://www.findpatent.ru/patent/265/2658851.html

8. Единыенормывременинабурениескважиннанефть,газидругиеполезныеископаемые [Электронный ресурс]:http://www.libussr.ru/doc_ussr/usr_13204.htm.

9. Единыенормывременинамонтажидемонтажвышекиоборудованиядлябурения–М.: ОАО "ВНИИОЭНГ", 2001. – 183с.

10. Единые нормы времени на испытание разведочных и эксплуатационных скважин [Электронный ресурс]:http://lawru.info/dok/1986/03/07/n117807.html.

11. СНиП IV-5-82 Сборник 49. Скважины на нефть игаз.

12. Письмо Координационного центра по ценообразованию и сметному нормированию в строительстве от 14 декабря 2018 г. № КЦ/2018-04ти "Об индексах изменения сметной стоимости строительства по Федеральным округам и регионам Российской Федерации на декабрь 2018года.

13. МР 2.2.7.2129-06 Режимы труда и отдыха работающих в холодное время на открытой территории или в неотапливаемых помещениях.

14. ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

15. СНиП 2.04.05-91 Отопление, вентиляция и кондиционирование.

16. ГОСТ 12.4.041-2001 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Средства индивидуальной защиты органов дыхания фильтрующие. Общие технические требования.

17. ГОСТ 12.1.003-83 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Шум. Общие требования безопасности.

18. ГОСТ 12.4.275-2014 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Средства индивидуальной защиты органа слуха. Общие технические требования.

19. ГОСТ 12.1.029-80 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Средства и методы защиты от шума. Классификация.

20. ГОСТ 12.1.012-2004 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Вибрационная безопасность. Общие требования.

21. «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности» (Зарегистрировано в Минюсте России 19.04.2013 N 28222) (с изм. и доп., вступ. в силу с 01.01.2017).

22. Р 3.5.2.2487-09 Руководство по медицинской дезинсекции.

23. РД 10-525-03 Рекомендации по проведению испытаний грузоподъемных машин.

24. ГОСТ 12.4.011-89 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Средства защиты работающих. Общие требования и классификация.

25. ГОСТ Р 12.1.019-2009 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты.

26. Приказ Минэнерго России №204 от 08.07.2002 об утверждении «Правил устройства электроустановок» (ПУЭ).

27. Приказ Минтруда и социальной защиты России №328н от 24.07.2013 об утверждении «Правил по охране труда при эксплуатации электроустановок».

28. РД 34.21.122-87 Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений.

29. Постановление Правительства РФ от 21.03.2017 N 316 «О внесении изменения в пункт 218 Правил противопожарного режима в Российской Федерации».

30. ГОСТ 12.1.044-89 (ИСО 4589-84) Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения.

31. РД 51-1-96 Инструкция по охране окружающей среды при строительстве скважин на суше на месторождениях углеводородов поликомпонентного состава, в том числе сероводородсодержащих.

32. Постановление Правительства РФ от 10.07.2018 N 800 (ред. от 07.03.2019) «О проведении рекультивации и консервации земель».

33. ВРД 39-1.13-057-2002 Регламент организации работ по охране окружающей среды при стротельстве скважин.

34. РД 08-254-98 Инструкция по предупреждению газонефтеводопроявлений и открытых фонтанов при строительстве и ремонте скважин в нефтяной и газовой промышленности.

35. Постановление Правительства РФ от 25 февраля 2000 г. N 162 «Об утверждении перечня тяжелых работ и работ с вредными или опасными условиями труда, при выполнении которых запрещается применение труда женщин».

36. ГОСТ 12.2.032-78 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования.

37. «Трудовой кодекс Российской Федерации» от 30.12.2001 N 197-ФЗ (ред. от 01.04.2019).

38. Федеральный закон от 28.12.2013 N 400-ФЗ (ред. от 06.03.2019) «О страховых пенсиях».

39. СНиП 4557-88 Санитарные нормы ультрафиолетового излучения в производственных помещениях.

40. ГОСТ 13862-90 Оборудование противовыбросовое. Типовые схемы, основные параметры и технические требования к конструкции.

41. РД 39-00147001-767-2000 Инструкция по креплению нефтяных и газовых скважин.

42. СНиП 52.13330.2011 Естественное и искусственное освещение.

43. ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда (ССБТ) «Вредные вещества, классификация и общие требования безопасности»