авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |

Методы обеспечения совместимости интервалов бурения

-- [ Страница 1 ] --

ООО «ВОЛГОУРАЛНИПИГАЗ»

На правах рукописи

ГОРОНОВИЧ СЕРГЕЙ НИКОЛАЕВИЧ

МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ СОВМЕСТИМОСТИ

ИНТЕРВАЛОВ БУРЕНИЯ

Специальность 25.00.15 «Технология бурения и освоения скважин»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации по монографии на соискание

ученой степени доктора технических наук

Москва 2010

Работа выполнена в институте ООО «ВолгоУралНИПИгаз».

Официальные оппоненты – доктор технических наук

Вячеслав Васильевич Ипполитов,

доктор технических наук, профессор

Георгий Тигранович Вартумян,

доктор технических наук, профессор

Рустэм Адипович Исмаков.

Ведущая организация - ГО УВПО «Тюменский государственный нефтегазовый университет» (ТюмГНГУ)

Защита состоится «22» сентября 2010 года в 10 00 на заседании объединённого диссертационного совета ДМ 002.263.01 при Научном центре нелинейной волновой механики и технологии РАН по адресу: 119334, г. Москва, ул. Бардина, 4.

С диссертацией в виде монографии можно ознакомиться в библиотеке НЦ НВМТ РАН по адресу 119334, г. Москва, ул. Бардина, 4.

Автореферат разослан «20 » августа 2010 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор технических наук А.П. Аверьянов

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Современный этап развития нефтегазодобывающего комплекса России определяется поиском, разведкой, разработкой и освоением уникальных нефтегазоконденсатных месторождений Прикаспийской синеклизы и Восточной Сибири наряду с интенсивной разработкой Ямальской группы гигантских газовых и нефтяных месторождений севера Тюменской области.

Крупные месторождения нефти и газа, расположенные в пределах Прикаспийской синеклизы и Восточной Сибири, характеризуются сложными горно-геологическими условиями, включая глубины залегания, высокие термобарические градиенты, разнонапорность пластовых давлений по разрезу, многокомпонентность пластовых флюидов и т.п.

Рентабельность разработки месторождений в этих условиях определяется технологической возможностью расширения совместимых интервалов бурения для достижения высоких технико-экономических показателей строительства скважин и безопасности ведения буровых работ.

Возможность оптимизации конструкции скважины по основным параметрам, обеспечения надежности и экологической безопасности производства буровых работ определяется литологией геологического разреза, градиентами пластовых и поровых давлений, составами пластовых флюидов, индексами давления поглощений, интервалами их взаимного расположения по вертикали геологического разреза, а также эффективностью разработанных физико-химических методов тампонажа горных пород.

Актуальность достижения высоких технико-экономических показателей строительства скважин возрастает при высокой концентрации возможных осложнений в геологических разрезах, относимых к первой категории сложности.

Успешное строительство скважин в этих условиях определяется оптимальной конструкцией скважин, способами разобщения пластов, технологиями вскрытия терригенно-хемогенного комплекса, в том числе осложненного соляно-купольной тектоникой, зонами тектонических нарушений, качественным вскрытием продуктивных горизонтов и др.

Примером высокой концентрации зон осложнений являются геологические разрезы структурно-формационных районов Оренбургской области, Оренбургского, Карачаганакского, Астраханского и Ковыктинского газоконденсатных месторождений.

Цель работы – повышение эффективности бурения сверхглубоких скважин путем разработки и использования методов расширения совместимых интервалов бурения в геологических разрезах, относящихся к первой категории сложности.

Основные задачи:

1. Обобщение опыта и разработка методов обеспечения совместимости интервалов бурения скважин.

2. Повышение эффективности методов тампонажа горных пород при ликвидации поглощений буровых растворов и рапопроявлений.

3. Разработка методов химической кольматации тампонажа горных пород для устранения несовместимых условий бурения при разнонапорности пластов.

4. Разработка технологии бурения в зонах тектонических нарушений, осложненных «вывалами» крепких пород.

5. Исследование природы термоаномалий при вскрытии надсолевого терригенного комплекса пород и разработка способа предотвращения развития катастрофических обвалов ствола скважины за счет температурных напряжений.

6. Разработка технологических основ профилактики осложнений и аварий при вскрытии хемогенных отложений большой толщины различной природы в широком диапазоне термобарических условий.

Методы решения поставленных задач:

1. Анализ и обобщение промыслового опыта эффективности технологий тампонажа горных пород при ликвидации поглощений буровых растворов и рапопроявлений, систематизация условий для выбора способа борьбы с осложнениями.

2. Разработка технологий тампонажа горных пород при ликвидации поглощений буровых растворов и рапопроявлений.

3. Разработка технологии химической кольматации для тампонажа горных пород и устранения несовместимости условий бурения при наличии разнонапорных пластов.

4. Разработка технологии химической кольматации для тампонажа горных пород при бурении в зонах тектонических нарушений и технологии купирования коллекторов, определяющих повышение температуры в стволе скважины и развитие катастрофических обвалов ствола скважины за счет температурных напряжений.

5. Исследование взаимосвязи физико-химических свойств солей и осложнений при строительстве скважин, разработка методов профилактики осложнений и аварий при вскрытии хемогенных отложений большой толщины различной природы и в широком диапазоне термобарических условий.

Научная новизна

1. Предложена научно обоснованная методика исследований и расчета параметров зон поглощений и рапопроявления без использования статистических данных для определения основного параметра – «скважности» горных пород в зоне осложнения.

2. Обоснована возможность использования задачи Ляме расчета толстой оболочки для определения радиуса изоляционного экрана буферных тампонов в целях создания квазистационарных условий формирования цементного камня при тампонаже горных пород в зонах поглощения и рапопроявления.

3. Научно обоснована гипотеза химической кольматации карбонатных коллекторов для устранения несовместимости условий бурения при наличии разнонапорных пластов.

4. Выявлен механизм повышения температуры в стволе скважины и развития катастрофических обвалов ствола скважины за счет температурных напряжений, для локализации которых предложена технология химической кольматации терригенных коллекторов.

5. Научно обоснована технология закрепления крепких пород инициированными латексами для температурных условий их залегания и предложен способ гидроочистки ствола скважины для удаления крупных обломков пород.

6. Даны научные обоснования профилактики осложнений и аварий при вскрытии хемогенных отложений большой толщины различной природы.

Практическая ценность

Разработанные технологии тампонажа горных пород с целью ликвидации поглощений буровых растворов, рапопроявлений, устранения несовместимых условий бурения при разнонапорности пластов, купирования термоаномалий, профилактики осложнений и аварий при вскрытии хемогенных отложений большой толщины различной природы и условий залегания позволили:

1. Повысить технико-экономические показатели строительства скважин при высокой концентрации осложнений в геологических разрезах, относимых к первой категории сложности.

2. Исключить бросовые работы, связанные с ликвидацией скважин, минимизировать затраты на ликвидацию осложнений.

3. Расширить совместимые интервалы бурения и снизить материалоемкость строительства скважин при обеспечении оптимального диаметра эксплуатационной колонны.

4. Повысить эксплуатационную надежность скважин как технических сооружений.

5. Способствовать достижению рентабельности разработки месторождений.

Реализация результатов работ в промышленности

Разработанные автором технологии обеспечения совместимости интервалов бурения широко использованы при реализации масштабных проектов развития нефтегазовой индустрии при освоении Оренбургского и Карачаганакского нефтегазовых месторождений с высокой концентрацией осложнений в геологических разрезах, относимых к первой категории сложности.

Разработанные автором технологические основы профилактики осложнений и аварий при вскрытии хемогенных отложений большой толщины различной природы позволили определить взаимосвязь осложнений и аварий с минералогическим составом хемогенных пород, определить концепцию и методики нормирования плотностей буровых растворов для исключения проявления горного давления, связанного с течением солей. При этом обоснованы дополнительные требования к геолого-геофизическому обеспечению буровых работ и химико-аналитическим исследованиям отобранного при бурении шлама, что позволило снизить затраты на строительство скважин, связанных с использованием буровых растворов завышенной плотности.

В целях предотвращения аварий с обсадными колоннами, на этапах строительства и эксплуатации скважин рассмотрены условия возникновения односторонней модели нагружения на крепь и предложены способы её исключения.

Апробация работы

Результаты работ докладывались и обсуждались на:

- оперативных совещаниях Мингазпрома, предприятий Мингазпрома, Оренбурггазпрома, Астраханьгазпрома и других организаций нефтяной промышленности ( 1983 – 2009 гг.);

- научно-техническом совете ОАО «Газпром» (г. Оренбург, 04.1997 г.;

г.Ставрополь, 18-20.09.2000г; г.Тюмень, 09. 2001г.; г. Тюмень, 09. 2003 г.; г.Тюмень, 10.2005 г.; г.Сочи, 02-06.10.2006г; г.. Кисловодск, 22-26. 09.2008 г.; г.Москва, 28.09- 01.10. 2009г.);

- Российской конференции по бурению на депрессии (г. Анапа, 28.09- 2.10. 1998 г.);

- научно-технической конференции «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России» (г. Москва, РГУ нефти и газа им. ак. И.М. Губкина, 1999 г.);

- научно-практической конференции Ассоциации буровых подрядчиков на тему «Современная тенденция развития техники и технологии строительства и восстановления нефтегазовых скважин» (г. Москва, ДООО «Бургаз», 1999 г.);

- международном научно-практическом семинаре «Новые технологии строительства скважин», (Германия, ПХГ Reden, Винтерсхал АГ-ОАО «Газпром», 22-5. 06. 1999 г.);

- 3-тьем международном семинаре «Горизонтальные скважины» (г. Москва, РГУ нефти и газа им. ак. И.М. Губкина, 2000 г.);

- 2–ом Международном симпозиуме «Наука и технология углеводородных дисперсных систем» (г. Уфа, УНИ, 2000 г.);

- научно-технической конференции «Техника и технология вскрытия продуктивных пластов при депрессии на пласт» (г. Краснодар, 2000 г.);

- всероссийском совещании «Бурение сверхглубоких и глубоких параметрических скважин» (г. Ярославль, 2001г.);

- юбилейной (25 лет) научно-практической конференции «Достижения, проблемы, перспективы» (г. Оренбург, 2002г.)

- межотраслевой научно-практической конференции «Разведочное бурение на суше и континентальном шельфе России) (г. Анапа, 30.05-03.06. и 03.-07.10. 2005г.);

- 12-ой и 13-ой Международных научно-практических конференциях «Эфиры целлюлозы и крахмала. Опыт и особенности применения на предприятиях нефтегазового комплекса» (г. Владимир, 03-06.06. 2008 г. и г. Суздаль 02-05.06. 2009 г.);

Публикации.

Положения диссертационной работы изложены в 152 печатных работах, в том числе в 1монографии, 10 брошюрах и 44 изобретениях, из них 28 работ опубликованы в изданиях, соответствующих перечню ВАК.

Диссертация в виде монографии состоит из предисловия, пяти глав, включающих 229 формул, 135 таблиц и 51 рисунок, общим объемом 32,0 уч. – изд. листа.

Глава I посвящена оценке горно-геологической природы аномальных условий строительства нефтяных и газовых скважин.

Разнообразие генезиса осадочных пород, литологической природы горных пород, постседиментационных преобразований, а также гидрогеологических и тектонических процессов в геологическое время их формирования определяет геологические факторы широкого спектра осложнений при бурении глубоких скважин различного назначения.

Осложнения при бурении обусловлены несоответствием технологических факторов строительства скважин горно-геологическим условиям геологического разреза.

Основными видами осложнений при бурении и их физико-химическая природа по выделяемым комплексам осадочных пород являются следующие (таблица 1) [1,5,16,23,25,26,27,28,29,30]:

Таблица 1 - Основные виды осложнений при бурении и их физико-химическая природа

Комплекс пород Виды осложнений Горно-геологические факторы Технологические факторы
Терригенный Обвалы и осыпи глинистых пород; течение пород. Минералогический состав горных пород; метаморфизация пород; поровые давления. Природа среды и параметры бурового раствора; гидродинамические нагрузки в стволе скважины.
Поглощения буровых растворов; Трещинные коллек-тора; низкие индексы давления раскрытия трещин; АНПД. Репрессия на коллектора; гидродинамические нагрузки; гидроразрыв пород.
Образование желобов; Низкая прочность пород. Несоответствие профиля скважины; объем работы бурильного инструмента; несоответствие компоновок режимам бурения.
Диффренциаль-ные прихваты; Гидравлическая связь ствола с проницаемыми породами. Репрессия на коллектора; состав и параметры бурового раствора.
Флюидопроявле-ния Гидравлическая связь ствола с проницаемыми породами; АВПД; вскрытие зон поглощений. Депрессия на пласт; параметры бурового раствора; гидродинамические нагрузки; снижение уровня бурового раствора в стволе.
Соли Кавернообразо-вание; обвалы и осыпи; Растворение пород; Состав среды и параметры бурового раствора, гидродинамические нагрузки;
Течение пород; Физико-механические свойства; термобарические условия залегания Плотность бурового раствора; гидродинамические нагрузки;
Нарушение обсадных труб. Прочность труб; Односторонняя модель нагружения после цементажа.
Рапопроявления АВПД -
Карбонатный Обрушение пород Тектонические нарушения; Гидродинамические нагрузки;
Высокие поровые давления. Плотность бурового раствора; Гидродинамические нагрузки.
Поглощения буровых растворов; Аналог терригенному комплексу Аналог терригенному комплексу
Диффренциальные прихваты; Аналог терригенному комплексу Аналог терригенному комплексу
Флюидопроявления Аналог терригенному комплексу Аналог терригенному комплексу


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.