Помощь студентам в учебе
Геолого-техническое обоснование строительства наклонн направленной горизонтальной скважины месторождения Варадеро - Запад
|
АННОТАЦИЯ 2
СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ 5
СПИСОК ТАБЛИЦ
Введение 11
1. Общие сведения о нефтяном месторождении Варадеро-Запад 14
1.1 Географическое расположение и общие характеристики 14
1.2 Климат 16
1.3 Геолого-геофизическое исследование 17
2. Геологическое строение месторождения 19
2.1. Стратиграфия и условия осадконакопления 19
2.2 Тектоника 23
2.3. Геофизические исследования скважин (ГИС) в процессе бурения 25
2.4 Нефтеносность проектного объекта 30
2.4.1 Физико - химические характеристики нефти месторождения Варадеро 30
3. Исходные данные для проектирования 32
3.1 Цель бурения 32
3.2 Характеристики буровой установки ZJ90DBS 33
3.2.1. Основные параметры 33
3.2.2 Система силового привода состоит из 4 основных дизельгенераторов и 1
вспомогательного генератора 34
3.3 Бурение скважины с большим отходом ствола от вертикали 48
3.3.1 Бурение интервала 0 - 320 м, 812 мм. Кондуктор 0660.4мм 48
3.3.2 Этап проводки под первую промежуточную обсадную колонну 0 473мм, с 3201400 м. Долотом 609.6 мм 51
3.3.3 Бурение интервала 1400м-2700 м, 0444.5 мм под вторую промежуточную
обсадную колонну 0339.7 мм 58
3.3.4 Бурение интервала 2700м-6040м, долотом 0311.15 мм под третью
промежуточную обсадную колонну 0244.47мм 65
3.3.5 Бурение интервала под спуск четвертой промежуточной обсадной колонны
(хвостовик 0 177.8 мм) 6040 - 6810 мм, долотом 0215.9мм 70
3.3.6 Бурение интервала 6810-8260 м, долотом 0 152.4 мм 74
4. Технологическая часть 79
4.1 Выбор профиля скважины 79
4.2 Расчёт профиля горизонтальной скважины Варадеро-Запад 82
4.3 Расчётый профили скважины. Вертикальная проекция 87
4.4 Проектирование и внедрение буровых установок для расширенных скважин и
комплексных скважин 89
4.5 Обоснование выбора роторной управляемой системы 90
4.6 Эффективность бурения с гидравлическими забойными двигателями 91
4.7 Ограничения в системах с забойными двигателями 92
4.8 Роторные управляемые системы для направленного бурения 93
4.8.1 Роторные управляемые системы с радиальным смещением долота «Толкание долота» 94
4.8.2 Система «Директ» в сборе 97
4.8.3 Роторные управляемые системы с позиционированием долота «Point the bit» ... 98
4.8.3.1 «Геопилот» - «Сперри-Сан» 98
4.8.4 «Пауэрдрайв» - «Шлюмберже» 100
4.8.5. РоwегDrive vоrtеХ (S^lumberguer) 102
4.8.5.1.Эксплуатационные характеристики, повышающие эффективность бурения 104
4.8.6 Анализ результатов между резервным двигателем и роторной управляемой системой «Пауэрдрайв» на разных этапах бурения скважины (рядом с VDW-1000X)105
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 109
Список использованных источников
СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ 5
СПИСОК ТАБЛИЦ
Введение 11
1. Общие сведения о нефтяном месторождении Варадеро-Запад 14
1.1 Географическое расположение и общие характеристики 14
1.2 Климат 16
1.3 Геолого-геофизическое исследование 17
2. Геологическое строение месторождения 19
2.1. Стратиграфия и условия осадконакопления 19
2.2 Тектоника 23
2.3. Геофизические исследования скважин (ГИС) в процессе бурения 25
2.4 Нефтеносность проектного объекта 30
2.4.1 Физико - химические характеристики нефти месторождения Варадеро 30
3. Исходные данные для проектирования 32
3.1 Цель бурения 32
3.2 Характеристики буровой установки ZJ90DBS 33
3.2.1. Основные параметры 33
3.2.2 Система силового привода состоит из 4 основных дизельгенераторов и 1
вспомогательного генератора 34
3.3 Бурение скважины с большим отходом ствола от вертикали 48
3.3.1 Бурение интервала 0 - 320 м, 812 мм. Кондуктор 0660.4мм 48
3.3.2 Этап проводки под первую промежуточную обсадную колонну 0 473мм, с 3201400 м. Долотом 609.6 мм 51
3.3.3 Бурение интервала 1400м-2700 м, 0444.5 мм под вторую промежуточную
обсадную колонну 0339.7 мм 58
3.3.4 Бурение интервала 2700м-6040м, долотом 0311.15 мм под третью
промежуточную обсадную колонну 0244.47мм 65
3.3.5 Бурение интервала под спуск четвертой промежуточной обсадной колонны
(хвостовик 0 177.8 мм) 6040 - 6810 мм, долотом 0215.9мм 70
3.3.6 Бурение интервала 6810-8260 м, долотом 0 152.4 мм 74
4. Технологическая часть 79
4.1 Выбор профиля скважины 79
4.2 Расчёт профиля горизонтальной скважины Варадеро-Запад 82
4.3 Расчётый профили скважины. Вертикальная проекция 87
4.4 Проектирование и внедрение буровых установок для расширенных скважин и
комплексных скважин 89
4.5 Обоснование выбора роторной управляемой системы 90
4.6 Эффективность бурения с гидравлическими забойными двигателями 91
4.7 Ограничения в системах с забойными двигателями 92
4.8 Роторные управляемые системы для направленного бурения 93
4.8.1 Роторные управляемые системы с радиальным смещением долота «Толкание долота» 94
4.8.2 Система «Директ» в сборе 97
4.8.3 Роторные управляемые системы с позиционированием долота «Point the bit» ... 98
4.8.3.1 «Геопилот» - «Сперри-Сан» 98
4.8.4 «Пауэрдрайв» - «Шлюмберже» 100
4.8.5. РоwегDrive vоrtеХ (S^lumberguer) 102
4.8.5.1.Эксплуатационные характеристики, повышающие эффективность бурения 104
4.8.6 Анализ результатов между резервным двигателем и роторной управляемой системой «Пауэрдрайв» на разных этапах бурения скважины (рядом с VDW-1000X)105
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 109
Список использованных источников
Настоящая работа написана по обобщенным аналитическим материалам собранным на месторождений Варадеро, Куба. Бурение нефтяных скважин - это деятельность, которая практикуется во многих странах мира с древних времен. В эксплуатации нефтяных месторождений бурение всегда было важным элементом. На протяжении всей истории развития нефтяной промышленности техника значительно прогрессировала, увеличивая темпы производства. Важность бурения в нефтяной промышленности заключается в том, что только бурение доказывает определенность существования углеводородов в недрах, в то время как геолого-геофизические исследования указывают только на одну вероятность. Месторождение углеводородов может быть экономически привлекательным с учетом исследований до бурения, однако именно бурение определит наличие и количество углеводородов, присутствующих на месторождении, и насколько велика их экономическая выгода. В настоящее время технологии бурения, достаточно широки, применяемые в различных горно-геологических условиях в регионах мира доказывает, что процесс бурения один из наиболее важных в нефтяной промышленности.
Как вариант используется бурение многоствольных скважин, для выполнения специальных технологических решений проектов разработки, связанных с оптимизацией сетки скважин без увеличения капитальных затрат на бурение полнопрофильных скважин.
Матансас является второй провинцией национальной территории Кубы по ее протяженности в 11 978 км. В Матансасе крупнейшие нефтяные месторождения в стране в районе Варадеро-Карденас разрабатываются на протяжении десятилетий. До открытия основных месторождений прибрежной полосы северной части провинции в нескольких муниципалитетах были пробурены многочисленные поисковые скважины, в том числе и в южной части.
Месторождение Варадеро расположено в удлиненной зоне, которая простирается от прибрежной зоны отеля Oasis-Kawama, в направлении Пунта-Сан-Рамон. Координаты центра месторождения составляют: X: хххххх, Y: уууууу.
В отчете Эчеваррия и сотрудников подчеркивается особенности состава и плотности нефти Варадеро, где указаны плотность, 12° API (0,984 г/см3), вязкость 1312 ВР до 50°C и содержание серы до 7,29%. Обобщенный разрез месторождения Варадеро на тектоническом первом этаже включает сложенные синогенные образования, в которых выделяется формация Вега Альта Палеогено.
Трудноизвлекаемые запасы углеводородов и их добыча привела нефтяную промышленность республики к необходимости поиска новых технологий в бурении и освоении скважин, а также в переработки полученных углеводородов. Предлагалось осуществлять бурение скважин с разной геометрией профиля, отличного от обычного с вертикальной конфигурации. В настоящее время применяются технологии эксплуатации скважин с горизонтальным окончанием и, совсем недавно, скважины с несколькими окончаниями. Все эти новые технологии привели к изменению состояния бурения и добычи скважин, поскольку представляют собой новые технологии в бурении и использования инновационных решений в повышение нефтеотдачи. Геометрия притока с использованием этого типа скважин приводит к получению в качестве основного результата применение новых методов повышения нефтеотдачи как следствия бурения, вскрытия пласта, а также новой оптимизации добычи, исследования, замеряемости и т.д.
В настоящее время буровые работы обеспечили эксплуатационные объекты наклонными скважинами с большим отходом от вертикали в сторону моря для добычи нефти и изучения перспективных структур в разрезе горных пород, что определяется требованиями восполнения запасов нефти для страны. Факт создания проектов строительства горизонтальных скважин большой протяжённости, является сложным по характеру документом, отвечающим определённым стандартом. Операции по бурению, которые направлены к точке, находящейся на значительном горизонтальном расстоянии по отношению к точке на поверхности, требуют прохождение вертикального участка скважины, с дальнейшим переходом к бурению по горизонтали. В зависимости от характеристик геологических формаций, таких как температура, давление и свойства горных пород, специалисты по бурению определяют различные параметры, в том числе, вес, которым нужно утяжелить долото, число оборотов бурильной колонны в минуту, плотность шлама (осадка) и пр. Все эти параметры выбираются с поправкой на планируемую траекторию скважины, увеличение угловой редукции и азимутальные смещения, необходимые для достижения заданной точки входа в продуктивный пласт. Последний фактор в недавнее время приобрел большое значение в проектировании скважин с расширенным радиусом охвата. Технологии направленного бурения и LWD (коротажный прибор для измерения забойных параметров в процессе бурения) позволяют нефтяным компаниям использовать для оптимизации разработки месторождений 3D траектории скважин, уменьшая количество пробуренных скважин, но увеличивая сложность бурения.
В данной работе планируется осуществить геолого-техническое обоснование бурения наклонно-горизонтальной скважины, в котором проектируется основной ствол.
Основная цель: выполнить обоснование по бурению скважины для увеличения объемов добычи нефти из пластов Морена и Mанто 1 месторождения Варадеро-Запад с доказанными запасами, а также для обеспечения более эффективного распределения сетки эксплуатационных скважин и снижения высоких затрат на бурение.
Конкретные цели:
• Разработка конструкции нижней части бурильной колонны КНБК для достижения более низкого сопротивления и сил трения колонны во время спуска и подъёма бурового инструмента и улучшения очистки скважины во время бурения от шламового материала.
• Разработка конструкции скважины и программы, обеспечивающей оптимальные условия для проводки ствола.
•Выполнить сравнительный анализ между различными технологиями (роторные управляемые системы и забойные двигатели)
• Анализ бурения нефтяной скважины с помощью бурового раствора на водной основе и определения идеального бурового раствора для каждого интервала, который подходит для устранения проблем во время бурения.
Как вариант используется бурение многоствольных скважин, для выполнения специальных технологических решений проектов разработки, связанных с оптимизацией сетки скважин без увеличения капитальных затрат на бурение полнопрофильных скважин.
Матансас является второй провинцией национальной территории Кубы по ее протяженности в 11 978 км. В Матансасе крупнейшие нефтяные месторождения в стране в районе Варадеро-Карденас разрабатываются на протяжении десятилетий. До открытия основных месторождений прибрежной полосы северной части провинции в нескольких муниципалитетах были пробурены многочисленные поисковые скважины, в том числе и в южной части.
Месторождение Варадеро расположено в удлиненной зоне, которая простирается от прибрежной зоны отеля Oasis-Kawama, в направлении Пунта-Сан-Рамон. Координаты центра месторождения составляют: X: хххххх, Y: уууууу.
В отчете Эчеваррия и сотрудников подчеркивается особенности состава и плотности нефти Варадеро, где указаны плотность, 12° API (0,984 г/см3), вязкость 1312 ВР до 50°C и содержание серы до 7,29%. Обобщенный разрез месторождения Варадеро на тектоническом первом этаже включает сложенные синогенные образования, в которых выделяется формация Вега Альта Палеогено.
Трудноизвлекаемые запасы углеводородов и их добыча привела нефтяную промышленность республики к необходимости поиска новых технологий в бурении и освоении скважин, а также в переработки полученных углеводородов. Предлагалось осуществлять бурение скважин с разной геометрией профиля, отличного от обычного с вертикальной конфигурации. В настоящее время применяются технологии эксплуатации скважин с горизонтальным окончанием и, совсем недавно, скважины с несколькими окончаниями. Все эти новые технологии привели к изменению состояния бурения и добычи скважин, поскольку представляют собой новые технологии в бурении и использования инновационных решений в повышение нефтеотдачи. Геометрия притока с использованием этого типа скважин приводит к получению в качестве основного результата применение новых методов повышения нефтеотдачи как следствия бурения, вскрытия пласта, а также новой оптимизации добычи, исследования, замеряемости и т.д.
В настоящее время буровые работы обеспечили эксплуатационные объекты наклонными скважинами с большим отходом от вертикали в сторону моря для добычи нефти и изучения перспективных структур в разрезе горных пород, что определяется требованиями восполнения запасов нефти для страны. Факт создания проектов строительства горизонтальных скважин большой протяжённости, является сложным по характеру документом, отвечающим определённым стандартом. Операции по бурению, которые направлены к точке, находящейся на значительном горизонтальном расстоянии по отношению к точке на поверхности, требуют прохождение вертикального участка скважины, с дальнейшим переходом к бурению по горизонтали. В зависимости от характеристик геологических формаций, таких как температура, давление и свойства горных пород, специалисты по бурению определяют различные параметры, в том числе, вес, которым нужно утяжелить долото, число оборотов бурильной колонны в минуту, плотность шлама (осадка) и пр. Все эти параметры выбираются с поправкой на планируемую траекторию скважины, увеличение угловой редукции и азимутальные смещения, необходимые для достижения заданной точки входа в продуктивный пласт. Последний фактор в недавнее время приобрел большое значение в проектировании скважин с расширенным радиусом охвата. Технологии направленного бурения и LWD (коротажный прибор для измерения забойных параметров в процессе бурения) позволяют нефтяным компаниям использовать для оптимизации разработки месторождений 3D траектории скважин, уменьшая количество пробуренных скважин, но увеличивая сложность бурения.
В данной работе планируется осуществить геолого-техническое обоснование бурения наклонно-горизонтальной скважины, в котором проектируется основной ствол.
Основная цель: выполнить обоснование по бурению скважины для увеличения объемов добычи нефти из пластов Морена и Mанто 1 месторождения Варадеро-Запад с доказанными запасами, а также для обеспечения более эффективного распределения сетки эксплуатационных скважин и снижения высоких затрат на бурение.
Конкретные цели:
• Разработка конструкции нижней части бурильной колонны КНБК для достижения более низкого сопротивления и сил трения колонны во время спуска и подъёма бурового инструмента и улучшения очистки скважины во время бурения от шламового материала.
• Разработка конструкции скважины и программы, обеспечивающей оптимальные условия для проводки ствола.
•Выполнить сравнительный анализ между различными технологиями (роторные управляемые системы и забойные двигатели)
• Анализ бурения нефтяной скважины с помощью бурового раствора на водной основе и определения идеального бурового раствора для каждого интервала, который подходит для устранения проблем во время бурения.
• В результате проведения анализа геологических условий строительства скважин на месторождении Варадеро предложено внесение изменений в конструкцию скважин по количеству и глубинам спуска обсадных колонн с сохранением проектной глубины с открытым стволом длиной 1450 м и диаметром 152,4 мм.
• Спроектирован рациональный профиль скважины и обоснован выбор КНБК для его реализации на базе роторно-управляющей системы типа Pоwer Drive vоrteX.
• Предложены рекомендации по технологии строительства скважины с большим отходом от вертикали.
• Буровой раствор, подходящий для бурения образования Вега Альта, присутствующего на нефтяных месторождениях в северной части шельфа ( месторождения Варадеро), представляет собой рецептуру, которая содержит 45 г/л хлорида калия, 35 г/л силиката натрия и 6 мл/л гликоля.
• В исследуемых жидкостях более низкие значения изменения реологических свойств, рН, плотности, фильтрата, содержания твердых веществ и глинистого материала до и после взаимодействия показывают, что самый низкий эффект наблюдается в масляных жидкостях ( дизельное топливо).
• Совместное использование неорганических солей (хлорида калия и силиката натрия) приводит к эффекту, снижающему гидратацию, с большей эффективностью среди оцениваемых продуктов. Увлажняющий эффект проявляется в течение короткого времени (3-5 часов), поэтому жидкость должна иметь соответствующие ингибирующие свойства от начала контакта с образованием глины.
• Из-за технических трудностей строительства скважины было решено использовать буровое оборудование ZJ-90 (675т) для своего технического превосходства над оборудованием ZJ-70 (450т).
• Спроектирован рациональный профиль скважины и обоснован выбор КНБК для его реализации на базе роторно-управляющей системы типа Pоwer Drive vоrteX.
• Предложены рекомендации по технологии строительства скважины с большим отходом от вертикали.
• Буровой раствор, подходящий для бурения образования Вега Альта, присутствующего на нефтяных месторождениях в северной части шельфа ( месторождения Варадеро), представляет собой рецептуру, которая содержит 45 г/л хлорида калия, 35 г/л силиката натрия и 6 мл/л гликоля.
• В исследуемых жидкостях более низкие значения изменения реологических свойств, рН, плотности, фильтрата, содержания твердых веществ и глинистого материала до и после взаимодействия показывают, что самый низкий эффект наблюдается в масляных жидкостях ( дизельное топливо).
• Совместное использование неорганических солей (хлорида калия и силиката натрия) приводит к эффекту, снижающему гидратацию, с большей эффективностью среди оцениваемых продуктов. Увлажняющий эффект проявляется в течение короткого времени (3-5 часов), поэтому жидкость должна иметь соответствующие ингибирующие свойства от начала контакта с образованием глины.
• Из-за технических трудностей строительства скважины было решено использовать буровое оборудование ZJ-90 (675т) для своего технического превосходства над оборудованием ZJ-70 (450т).