Опорные слайды к

лекции № 8 :

Бурение нефтяных и

газовых скважин

доцент кафедры

МОНГП АМТИ Пахлян И.А.

ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет»

Армавирский механико-технологический институт

Цикл лекций по дисциплине:

«Основы нефтегазопромыслового дела»

для направления 131000 «Нефтегазовое дело»

План лекции

Вводная часть1. Основные понятия

2 Рекомендуемая литература

Основная часть 1 Общие понятия о бурении нефтяных и

газовых скважин

2 Виды и способы бурения

3. Принципиальная схема ударного бурения

4. Принципиальная схема вращательного бурения

Заключение

Введение

.В Древнем Египте вращательное бурение (сверление)

применялось при строительстве пирамид около 6000 лет назад.

Первые сообщения о китайских скважинах для добычи воды

и соляных рассолов содержатся в работах философа

Конфуция, написанных около 600 г. до н. э. Скважины

сооружались методом ударного бурения и достигали глубины

500 м. Это свидетельствует о том, что до этого техника бурения

развивалась в течение, по крайней мере, еще нескольких сот

лет. За 200 лет до нашей эры с помощью бамбуковых труб и

бронзовой «бабы» в Китае проходили скважины глубиной до

1067 м.

Вот уже полтора столетия человечество занимается бурением скважин на

нефть и газ. Была достигнута максимальная глубина скважины – более

12 000 м. Это свидетельствует об огромных технических трудностях, с

которыми приходится сталкиваться по мере углубления в недра Земли.

Задача лекции: ознакомиться с технологией бурения нефтяных и газовых

скважин, изучить классификацию видов и способов бурения,

ознакомиться с технологией ударного и вращательного бурения

. План лекции

Литература

План лекции

1 Коршак А. А., Шаммазов А. М. Основы нефтегазового дела: Учебник для вузов. — 3-е изд., испр. и доп. — Уфа.: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2005. — 528 с.: ил.

2 Кудинов В.И. Основы нефтегазопромыслового дела. –Москва – Ижевск: Институт компьютерных исследований; Удмуртский госуниверситет, 2005.-720 с

1. Общие понятия бурении

нефтяных и газовых скважин

Бурение скважин – сложный технологический процесс

строительства ствола буровых скважин, состоящий из

следующих

основных операций:

· углубление скважин посредством разрушения горных пород

буровым инструментом;

· удаление выбуренной породы из скважины;

· крепление ствола скважины в процессе ее углубления

обсадными колоннами;

· проведение комплекса геолого-геофизических работ по

исследованию горных пород и выявлению продуктивных

горизонтов;

· спуск на проектную глубину и цементирование последней

(эксплуатационной) колонны.

1. Общие понятия бурении

нефтяных и газовых скважин

При бурении на нефть и газ порода разрушается буровыми

долотами, а забой скважин обычно очищается от выбуренной породы

потоками непрерывно циркулирующей промывочной жидкости

(бурового раствора), реже производится продувка забоя

газообразным рабочим агентом.

Скважины бурятся вертикально (отклонение до 2 . 3°). При

необходимости применяют наклонное бурение: наклонно-

направленное, кустовое, много-забойное, двуствольное)

Cкважины углубляют, разрушая забой по всей

площади (без отбора

керна) или периферийной части (с отбором керна).

В последнем случае в центре скважины остается

колонка породы (керн), которую периодически

поднимают на поверхность для изучения

пройденного разреза пород.

Скважины бурят на суше и на море при помощи

буровых установок, которые реализуют обычную

технологию вращательного бурения с

применением бурильных труб, соединяемых при

помощи резьбовых муфтово-замковых

соединений, а также с применением гибких

непрерывных труб, наматываемых на барабан

(до 5 тыс. метров и более) – так называемая

―колтюбинговая технология‖ (установки М20 и др.)

Агрегат для реализации

колтюбинговых технологий

.

1 – автомобиль-буксировщик; 2 – кабина оператора; 3 – барабан с КГТ; 4 –

укладчик КГТ; 5 – колонна гибких труб; 6 – направляющая дуга; 7 –

транспортер; 8 – герметизатор устья; 9 – превентор; 10 – опора транспортера;

11 – оборудование устья скважины; 12 – устье скважины; 13 – насосная

установка; 14 – рама агрегата

План лекции

2. Виды и способы бурения

1 Виды бурения (по глубине, м)

мелкое среднее Глубокое сверхглубокое

До 1500 До 4500 До 6000 Глубже 6000

Примечание: Глубина Кольской скважины 12650 м (прим. Крец., Шадрина)

Способы бурения по характеру разрушения горных пород

механические немеханические

вращательные

способы

ударные способы термические

электрические

взрывные,

гидравлические

электроимпульсное и др.

Примечание.

Пока не нашли широкого

промышленного

применения

роторное, турбинное

реактивно-

турбинное

бурение с

использованием

электробура и

винтовых забойных

двигателей

В настоящее

время при

бурении нефтяных

и газовых скважин

ударное бурение в

нашей стране не

применяют

План лекции

3. Принципиальная

схема ударного бурения

При ударном бурении разрушение

горных пород производится

долотом 1, подвешенным на

канате Буровой инструмент 1

включает также ударную штангу 2

и канатный замок 3. Он

подвешивается на канате 4,

который перекинут через блок 5,

установленный на какой-либо

мачте (условно не показана).

Возвратно-поступательное

движение бурового инструмента

обеспечивает буровой станок 6.

1– долото; 2 – ударная штанга;

3 – канатный замок; 4 – канат;

5 – блок; 6 – буровой станок

По мере углубления скважины канат удлиняют.

Цилиндричность скважины обеспечивается

поворотом долота во время работы.

Для очистки забоя от разрушенной породы буровой инструмент

периодически извлекают из скважины, а в нее опускают

желонку, похожую на длинное ведро с клапаном в дне. При

погружении желонки в смесь из жидкости (пластовой или

наливаемой сверху) и разбуренных частиц породы клапан

открывается и желонка заполняется этой смесью.

При подъеме желонки клапан закрывается и смесь извлекается

наверх. По завершении очистки забоя в скважину вновь

опускается буровой инструмент и бурение продолжается.

Во избежание обрушения стенок скважины в нее спускают

обсадную трубу, длину которой наращивают по мере

углубления забоя.

План лекции

4 Принципиальная схема вращательного бурения

Схема вращательного бурения скважин:

1- талевый канат; 2- талевый блок; 3- вышка; 4-

крюк; 5- буровой шланг; 6- ведущая труба; 7-

желоба; 8- буровой насос; 9- двигатель насоса;

10- обвязка насоса; 11- приемный резервуар;

12- бурильный замок; 13- бурильная труба; 14-

гидравлический забойный двигатель; 15-

долото; 16- ротор; 17- лебедка; 18- двигатели

лебедки и ротора; 19- вертлюг.

Нефтяные и газовые скважины

сооружаются методом

вращательного бурения. При

данном способе породы дробятся

не ударами, а разрушаются

вращающимся долотом, на

которое действует осевая

нагрузка. Крутящий момент

передается на долото или с

поверхности от вращателя

(ротора) через колонну бурильных

труб (роторное бурение)

или от забойного двигателя

(турбобура, электробура,

винтового двигателя),

установленного непосредственно

над долотом.

Турбобур – это гидравлическая турбина, приводимая во

вращение с помощью нагнетаемой в скважину промывочной

жидкости. Электробур представляет собой

электродвигатель, защищенный от проникновения

жидкости, питание к которому подается по кабелю с

поверхности.

Винтовой двигатель – это разновидность забойной

гидравлической машины, в которой для преобразования

энергии потока промывочной жидкости в механическую

энергию вращательного движения использован

винтовой механизм.

План лекции

Заключение

Многие страны связывают рождение своей

нефтяной промышленности с бурением первой

скважины, давшей промышленную нефть. Так, в

Румынии отсчет ведется с 1857 г., в Канаде — с

1858, в Венесуэле — с 1863. В России долгое

время считалось, что первая нефтяная скважина

была пробурена в 1864 г. на Кубани, на берегу р.

Кудако, под руководством полковника А. Н.

Новосильцева. Поэтому в 1964 г. у нас в стране

торжественно отметили 100-летие отечественной

нефтяной промышленности и с тех пор каждый год

отмечают «День работника нефтяной и газовой

промышленности». План лекции