Овчинников в. П. Заканчивание скважин. Конспект лекций

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

по дисциплине "Заканчивание скважин" для студентов специальности 0908 "Бурение нефтяных и газовых скважин" дневной и заочной форм обучения

Составитель: В. П. Овчинников, профессор

доктор технических наук

Тюмень 1995

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. ЗАДАЧИ ПРЕДМЕТА 5

Лекция 1. Элементы физики нефтегазового пласта 8

1.1. Гранулометрический состав пород 9

1.2. Пористость и удельная поверхность 10

1.3. Проницаемость горных пород 11

1.4. Неоднородность коллекторских свойств 12

1.5. Состав и физическое состояние нефти и газа 13

в условиях продуктивного пласта 13

1.6. Некоторые свойства газов и нефтей 14

1.7. Пластовые воды 15

1.8. Молекулярно-поверхностные свойства воды, 16

система "жидкость - пористая среда" 16

1.9. Понятие о коэффициенте аномальности, 20

индексе давления поглощения и поровом давлении. 20

ЛЕКЦИЯ 2. ПОНЯТИЕ О КОНСТРУКЦИИ СКВАЖИНЫ 21

2.1. Виды обсадных колонн 21

2.2. Требования к конструкции скважин 23

2.3. Основные факторы, влияющие на проектирование 24

конструкции скважины 24

2.4. Особенности проектирования конструкций газовых и 29

газоконденсатных скважин 29

2.5. Особенности проектирования конструкции скважин в районах многолетней мерзлоты. 29

2.6. Проектирование конструкции скважин 30

ЛЕКЦИЯ 3. ОБСАДНЫЕ ТРУБЫ. 36

3.1. Конструкция обсадных труб 36

3.2 Сварные соединения обсадных труб 40

ЛЕКЦИЯ 4. ВСКРЫТИЕ ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ 41

4.1. Влияние промывочной жидкости на качество 42

вскрытия продуктивного пласта 42

4.2. Зона проникновения. 43

4.3. Влияние вторичного вскрытия на продуктивность пластов 44

ЛЕКЦИЯ 5. Прочность обсадных труб и их соединений при осевом растяжении. 48

5.1. По телу трубы 48

5.2. По сварному соединению 48

5.3. В муфтовом соединении треугольного профиля 48

5.4. В соединении с трапециевидной резьбой 55

5.5. Сопротивляемость обсадных труб избыточному гидравлическому давлению 56

5.6. Прочность обсадных труб при совместном действии осевой силы и равномерного бокового давления 57

5.7. Расчет эксплуатационной колонны на смятие. Методы расчета 58

5.8. Расчет эксплуатационной колонны на внутренней давление (разрыв) 61

5.9. Расчет колонны на страгивание 62

ЛЕКЦИЯ 6. Расчетные формулы для определения прочности колонн, к различным видам нагрузок 64

6.1. Условия работы обсадных колонн 64

6.2. Расчетные формулы для определения прочности колонн, 66

к различным видам нагрузок 66

6.3. Расчет равнопрочной обсадной колонны 72

6.4. Внутреннее давление 73

6.5. Наружное давление. 75

6.6. Избыточное наружное давление в нефтяных скважинах 77

6.6.1. Избыточное наружное давление в газовых скважинах 78

6.7. Избыточное внутреннее давление в нефтяных скважинах 79

6.7.1. Избыточное внутреннее давление в газовых скважинах 81

ЛЕКЦИЯ 7. ПОРЯДОК ВЫБОРА КОНСТРУКЦИИ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ КОЛОННЫ. 82

ЛЕКЦИЯ 8. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ОБСАДНЫХ КОЛОНН ДЛЯ НАКЛОННО-НАПРАВЛЕННЫХ CKBAЖИН 86

8.1. Наружное и внутреннее давление. 86

8.2. Нагрузки от собственного веса и изгиба 87

8.3. Порядок расчета и выбора конструкций обсадных колонн 89

для наклонно направленных скважин 89

ЛЕКЦИЯ 9. РАСЧЕТ УСИЛИЯ НАТЯГА 91

ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ КОЛОННЫ 91

ЛЕКЦИЯ 10. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ПРОМЕЖУТОЧНЫХ КОЛОНН ДЛЯ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН 97

10.1. Особенности расчета промежуточных колонн для нефтяных скважин 97

10.1.1 .Внутреннее давление 97

10.1.2. Наружное давление 98

10.1.3. Избыточное наружное давление. 99

10.1.4. Избыточное внутреннее давление. 100

10.1.5. Осевая нагрузка от собственного веса. 100

10.2. Особенности расчета промежуточных обсадных колонн для газовых скважин 100

10.2.1. Внутреннее, давление 100

10.2.2. Наружное давление. 102

10.2.3. Избыточное наружное давление. 103

10.2.4. Избыточное внутреннее давление. 103

10.2.5. Устойчивость кондуктора 104

ЛЕКЦИЯ 11. Технологическая оснастка обсадных колонн 106

11.1. Подготовительные работы к спуску обсадных труб 111

11.2. Спуск обсадных колонн 115

11.3. Спуск хвостовика 118

11.4. Скорость спуска обсадных колонн 118

ЛЕКЦИЯ 12. Расчет потайных колонн и колонн, спускаемых частями 121

12.1. Промежуточные потайные колонны 121

12.2. Промежуточные колонны, опускаемые частями 123

12.3. Эксплуатационные потайные колонны 124

12.4. Рекомендации по расчету импортных обсадных труб 124

12.5. Допустимое внутреннее давление в обсадной колонне 125

12.6. Особенности расчета обсадных колонн при бурении с плавучих средств 126

ЛЕКЦИЯ 13. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ ТИПОВ. РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ И ГРУПП ПРОЧНОСТИ (МАРОК) ОБСАДНЫХ ТРУБ 129

13.1. Методика выбора обсадных труб и резьбовых соединений 129

13.2. Выбор обсадных труб по условиям прочности 130

13.3. Выбор резьбовых соединений и герметизирующих средств 131

по условиям герметичности (плотности) 131

ЛЕКЦИЯ 14. Технология разобщения вскрытых бурением пластов 133

14.1. Технология разобщения пластов в скважине 134

14.1.2. Требования к качеству, разобщения 134

14.2. Способы первичного цементирования 135

14.3. Цементирование с созданием в процессе ОЗЦ в заколонном пространстве избыточного давления 138

14.4. Обоснование способа цементирования. Расчет технико-технологических параметров процесса цементирования. 139

14.5. Обоснование потребного объема материалов для приготовления тампонажного раствора 140

14.6. Определение времени цементирования 145

14.7. Подготовительные работы к цементированию 146

14.8. Заключительные работы после цементирования 153

14.9. Оценка качества цементирования скважин 154

Лекция 15. Испытание перспективных горизонтов. Задачи и сущность опробывания 158

15.1. Технология процесса опробывания 163

15.1.1. Подготовительные работы 163

15.1.2. Выбор места установки и размера пакера 165

15.1.3. Обоснование величины депрессии и диаметра штуцера 167

15.1.4. Оборудование устья скважины 169

15.1.5. Процесс спуска пластоиспытателя и опробывание пласта 170

15.2. Интерпретация результатов опробывания 175

15.3. Осложнения и аварии 182

15.4. Испытатели пластов, спускаемых на трубах без опоры на забой 186

15.5. Опробыватели пластов, спускаемые на кабеле 187

15.6. Опробывание пластов в процессе бурения 188

Лекция 16. Освоение и испытание скважин 189

16.1. Освоение скважин 190

Лекция 17. Ремонтно-изоляционные работы в скважине 194

17.1. Способы ремонтного цементирования 194

17.2. Методы выявления дефектов в скважине 195

17.3. Цементирование без пакера 198

17.4. Цементирование с извлекаемым пакером 199

17.5. Цементирование с неизвлекаемым пакером 199

17.6. Способы повторного цементирования 200

17.7. Цементирование под давлением 202

17.8. Изоляция зон поглощений 203

17.9. Установка цементных мостов 204

17.10. Ликвидация и консервация скважины 207

Лекция 18. Техника и технология морского бурения 209

18.1 Техника и технология морского бурения 210

18.2. Типы МБК 217