- •1.Общие сведения о нефтегазовых операциях.
- •2. Способы бурения скважин.
- •3. Классификация скважин
- •1. Назначение и состав бурильной колонны.
- •2. Цели и способы бурения наклонно-направленных и горизонтальных скважин
- •3. Кустовые размещение скважин.
- •4.Многозабойные и многоярусные скважины.
- •1. Горные породы, слагающие разрез нефтяных и газовых месторождений.
- •2.Механические свойства горных пород.
- •3.Классификация породоразрушающих инструментов.
- •1. Долото для бурения сплошным забоем и с отбором керна
- •Породоразрушающий инструмент для отбора керна
- •2. Снаряды для колонкового бурения.
- •3. Буровые долота специального назначения.
- •1. Буровые установки для глубокого бурения на нефть и газ, основные характеристики и классификация.
- •2. Приводы буровых установок.
- •1. Оборудование для вращательного бурения и спускоподъемных операций.
- •Параметры и комплектность циркуляционных систем
- •3. Противовыбросовое оборудование.
- •1. Особенности разработки морских месторождений нефти и газа.
- •2. Инженерно-геологические изыскания.
- •3. Искусственные острова.
- •1. Функций бурового раствора.
- •2. Требования к буровым растворам.
- •3. Типы и рецептуры буровых растворов.
- •1. Функция и режимы промывки скважин.
- •2. Требования к режиму промывки скважин.
- •3. Расчет режимов промывки скважин.
- •1. Система подготовки бурового раствора.
- •2. Регулирование содержания и состава твердой фазы в буровом растворе.
- •3. Средства контроля и управления процессом промывки скважин.
- •1. Понятие о режимах бурения его параметрах и показателях работ долот.
- •2. Влияния параметров режима бурения на механическую скорость проходка нового долота.
- •1. Влияния параметров режима бурения на износ долота и показатели его работы. Х
- •2. Специфические особенности режимов вращательного бурения. Х
- •3. Рациональная отработка долот.
- •1. Воздействие промывочной жидкости на продуктивный пласт.
- •2. Способы первичного вскрытия продуктивных пластов. Х
- •3. Технология опробования перспективных горизонтов.
- •2. Цели и способы крепления скважин.
- •3.Принципы проектирования конструкции скважины.
- •1. Обсадные трубы и их соединения. Условия работы обсадной колонны в скважине.
- •2. Принципы расчета обсадных колонн.
- •3 Задача и способы цементирования скважин.
- •1. Подготовка скважин к освоению.
- •2. Вторичное вскрытие продуктивного пласта перфорацией.
- •3. Виды перфорации и их эффективность.
- •1. Классификация осложнений.
- •2. Поглощение промывочной жидкости и тампонажного раствора.
- •1. Причины, виды аварий и меры по их предупреждению.
- •2 Ловильный инструмент и работа с ним.
- •1. Информационное обеспечение процесса бурения с применением компьютерной техники и спутниковой связи.
- •1.Приборы и аппаратура для контроля параметров режима бурения.
- •1. Телеметрические системы контроля забойных параметров.
- •1. Физические и тепловые свойства горных пород.
- •Тепловые свойства горных пород
- •Коэффициент линейного расширения пород уменьшается с ростом плотности минералов.
- •2. Состав и физические свойства природных газов и нефти.
- •1. Фазовое состояние углеводородных систем. Х
- •Фазовые переходы в нефти, воде и газе
- •2. Пластовые воды и их физические свойства.
- •3. Молекулярно-поверхностные свойства системы «нефть-газ вода порода».
- •Источники пластовой энергии
- •Силы, действующие в залежи
- •Поверхностные явления при фильтрации пластовых жидкостей и причины нарушения закона дарси
- •Общая схема вытеснения из пласта нефти водой и газом
- •Нефтеотдача пластов при различных условиях дренирования залежи
- •Роль капиллярных процессов при вытеснении нефти водой из пористых сред
- •Зависимость нефтеотдачи от скорости вытеснения нефти водой
- •1. Породы коллекторы, их фильтрационные свойства
- •Линейная фильтрация нефти и газа в пористой среде
- •1.. Нефте-, газо-, водонасыщенность коллекторов.
- •2. Пластовые нефти и газы.
- •1. Газоконденсаты и газогидраты.
- •1. Цели искусственного воздействия на пласт.
- •2. Методы воздействия на пласт с целью интенсификации добычи нефти.
- •1. Классификация способов воздействия на призабойную зону скважин.
- •С карбонатом:
- •Физико-химические методы воздействия на призабойную зону пласта
- •Тепловые методы воздействия на пласт
- •Механические методы воздействия на пласт
- •1. Стадии разработки месторождения.
- •2. Способы эксплуатации скважин.
- •1. Фонтанный способ эксплуатации
- •2. Условия фонтанирования и возможные методы его продления.
- •3. Погружные электроцентробежные насосные установки и их классификация
- •1. Фонтанная арматура.
- •2. Запорные устройства фонтанной арматуры.
- •1. Манифольд фонтанных скважин.
- •2. Состав оборудования при газлифтной эксплуатации скважин.
- •2. Станки качалки.
- •2. Учет продукции скважины
- •1. Промысловые трубопроводы.
- •2. Сепарация нефти.
- •1. Подготовка нефти на месторождениях.
- •2. Нефтяные резервуары.
- •1.Исследование скважин и обоснование технологического режима эксплуатации.
- •1. Сбор и подготовка газа на промысле
- •1. Сезонная и суточная неравномерность потребления газа.
- •2. Цели и преимущества подземного хранения газа.
- •2. Хранение газа в истощенных или частично выработанных газовых и газоконденсатных месторождениях.
- •1. Подземное хранение газа в водоносных структурах.
1. Физические и тепловые свойства горных пород.
Физические свойства горных пород характеризуются следующими основными показателями : (подробно будут рассмотрены в лекциях 25 и 26)
пористость;
проницаемость;
капиллярными свойствами;
удельной поверхностью;
механическими свойствами.
Механические свойства горных пород.
Упругость, прочность на сжатие и разрыв, пластичность – наиболее важные механические свойства горных пород, влияющие на ряд процессов, происходящих в пласте в период разработки и эксплуатации месторождений,
Упругие свойства горных пород и влияют на перераспределение давления в пласте в процессе эксплуатации месторождения. Давление в пласте, благодаря упругим свойствам пород, перераспределяется не мгновенно, а постепенно после изменения режима работы скважины.
Упругость – свойство горных пород сопротивляться изменению их объема и формы под действием приложенных сил. Абсолютно упругое тело восстанавливает первоначальную форму мгновенно после снятия напряжения. Если тело не восстанавливает первоначальную форму или восстанавливает ее в течение длительного времени, то оно называетсяпластичным.
Для характеристики скорости, распространения изменений давления по пласту вводится понятие о коэффициенте пьезопроводности, величина которого выражается формулой
(2.1)
где - коэффициента пьезопроводности.
- вязкость жидкости,.
m– коэффициент пористости, д.ед.
- коэффициент сжимаемости жидкости,;
- коэффициент сжимаемости породы,.
Выражение в скобках можно записать так:
(2.2)
Тогда, получим коэффициент пьзопроводности:
(2.3)
Коэффициент пъезопроводности позволяет количественно оценить процесс перераспределения давления в пласте.
В промысловых условиях величину коэффициента пъезопроводности ориентировочно можно найти, пользуясь формулой :
(2.4)
где R– расстояние от возмущающей до реагирующей скважины (м).
C– функция от,
здесь - вызванное понижение давления на забое реагирующей скважины, Па;
- заданное понижение давления на забое возмущающей скважины, Па.
t– время, в течение которого устанавливается процесс передачи давления от возмущающей скважины к реагирующей, сек.
В процессе разработки месторождения важно знать также и прочность на сжатие и разрыв.
Тепловые свойства горных пород
Тепловые свойства горных пород характеризуются удельной теплоемкостью, коэффициентом температуропроводности и коэффициентом теплопроводности.
Удельная (массовая) теплоемкость характеризуется количеством теплоты, необходимым для нагрева единицы массы породы на 1°С.
В связи с тем, что характер деформации тела связан с направлением напряжения, отношение поперечной деформации сужения или расширения (r) к продольной деформации удлинения или сжатия (e) называется коэффициентом Пуассона ()
(2.5)
Зная модуль Юнга и коэффициент Пуассона, которые определяются опытным путем, можно найти коэффициенты сжимаемости, модуль объемной упругости любого упругого тела, в том числе и горных пород.
Почти все породы при различных нагрузках могут вести себя как хрупкие, так и пластичные тела. У большей части пород необратимые пластические деформации при медленном нагружении появляются при напряжениях составляющих 10-15% от разрушающих. В ряде случаев под влиянием нагрузки некоторые горные породы приобретают реологические свойства, которыми принято называть изменение механических их характеристик под влиянием длительно действующих нагрузок установлено, что многие горные породы подвержены явлению крипа (ползучести), которое характеризуется постепенным нарастанием деформации при постоянном напряжении.
Явления крипа в наибольшей степени свойственны глинам, аргиллитам, глинистым, cланца. Этот вид деформации отличается от пластической тем, что она возникает при длительном воздействии напряжений, превышающих предела упругости породы, в то время как пластическая деформация происходит при возрастающих напряжениях за пределами упругости пород.
Пластические свойства горных пород еще недостаточно изучены. Однако эти свойства важно знать при проектировании искусственного воздействия на призабойную зону скважин, так как эти данные необходимы при изучении процессов искусственного воздействия на породы призабойной зоны скважин (торпедирование, гидроразрыв пласта), применяемых для увеличения притоков нефти.
Породы, залегающих в недрах земли, находятся под влиянием горного давления, которое обусловливается весом пород, тектоническими силами, пластовым давлением и термическими напряжениями, возникающими под влиянием тепла земных недр.
Согласно закону Гука относительная деформация тела () в пределах упругих изменений прямо пропорциональна напряжению () и обратно пропорциональна коэффициенту упругости (E), называемому также модулем Юнга
(2.6)
(2.7)
Этот параметр необходимо учитывать при тепловом воздействии на пласт.
Коэффициент теплопроводности (удельного теплового сопротивления)характеризует количество теплоты dQ,переносимой в породе через единицу площади
S в единицу времени t при градиенте температуры dT/dx:
(2.8)
Коэффициент температуропроводности характеризует скорость прогрева пород (или скорость распространения изотермических границ):
(2.9)]
Коэффициенты линейного(L) иобъемного(v) расширения характеризуют изменение размеров породы при нагревании:
;(2.10)
Теплоемкость пород зависит от минералогического состава пород и не зависит от строения и структуры минералов. Удельная теплоемкость увеличивается при уменьшении плотности породы и растет с увеличением температуры и влажности в пределах 0,4-2 кДж/(кгК).
Теплопроводность и температуропроводность пород очень низки по сравнению с металлами. Поэтому для прогрева призабойных зон требуется очень большая мощность нагревателей. Вдоль напластования теплопроводность выше, чем поперек напластования на 10-15%.
Коэффициенты линейного и объемного расширения изменяются в зависимости от плотности породы аналогично теплоемкости. Наибольшим значением коэффициентов расширения обладает кварцевый песок и другие крупнозернистые породы.