ОРГАНИЗАЦИЯ БУРОВЫХ РАБОТ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН

 

  Главная      Учебники - Разные    

 

поиск по сайту           правообладателям           

 

 

 

 

 

 

 



 

 

 

Тема 12. ОРГАНИЗАЦИЯ БУРОВЫХ РАБОТ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН

 

12.1 СТРУКТУРА БУРОВОГО ПРЕДПРИЯТИЯ

 

Цикл строительства скважины (ЦСС) включает следующие виды работ:       

1.       Подготовительные работы к строительству (строительство подьездных путей, лилий электропередачи, линей связи, трубопроводов, кустового основания, бурение скважин;  на воду  и т.д.).

2.     Строительно-монтажные работы (сборка буровой установки и привышечных-сооружений)

3,     Подготовительные работы к бурению (осмотр и наладка оборудования, оснастка талевой системы,  бурение и крепление шурфа, установки направления и др.).                

4.     Бурение ствола скважины и его крепление.                                               

-         5.     Оборудование устья, испытание скважины на приток, сдача скважины в эксплуатацию.

6. Демонтаж буровой установкой и  превышечных сооружений, транспортировка их на новую точку, нейтрализация отходов, рекультивация земель.                                                                                                                            

Организация цикла строительства скважин в своей основе содержит взаимоотношения между, производственными бригадами, основными производсшвенными фондами (буровыми установками)  и конечной продукцией (скважинами).                                                                                                               

Наиболее распространены специализированная и комплексная формы организацми ЦСС.

При специализированной организации производственного процесса все работы на буровой  ведутся 5-7 бригадами, которые специализируются на выполнении технологически однородных работ. После окончания работ бригады переходят на следующие объекты.

При комплексной организации ЦСС все работы возлагаются на производственные бригады, насчитывающие 30-40 человек, В эти бригады включаются рабочие разных специальностей, которые ведут все работы, начиная с вышкомонтажных и кончая опробованием скважин.

 Строительство   нефтяных   и   газовых   скважин   осуществляется   буровыми   предприятиями, имеющими различную организационно-правовую форму и разную степень автономности в структуре нефтегазодобывающих   компаний.   Примем   традиционное   наименование   бурового   предприятия: «Управление буровых работ» (УБР).


УБР представляет собой сложную технико-экономическую систему и состоит из большого числа элементов (техники, оборудования, технологических процессов и приемов, коллективе в людей, зданий, сооружений и др.), функционирующих в тесном взаимодействии для достижения общей цели при наличии внешних и внутренних случайных возмущений.

Характерными особенностями УБР являются:

     -- наличие целей функционирования, определяющих ее назначение;       

     --  наличие управлении, представляющего собой целенаправленное воздействие на систему;

     -- наличие  иерархической структуры, состоящей  из  нескольких уровней подсистем  в соответствии с их взаимоотношением;

     -- наличие   процесса   функционирования,   заключающегося   в   обмене   материалами   и информационными потоками в подсистемах.

Основной целью функционирования УБР является создание новых основных производственных фондов - скважин,                                      

Строительство нефтяных и газовых скважин - сложный многостадийный процесс, включающий строительство дорог, водоводов, линий электропередач и связи, транспортирование и монтаж бурового оборудования и сооружений, бурение и крепление ствола скважины, испытание продуктивных пластов и т.д. Реализация этих этапов, часто взаимосвязанных осуществляется посредством вспомогательные, обслуживающие и управленческие процессов, которые являются базой для формирования производственной структуры УБР.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 12.1. Организационная структура управления буровых работ         

Организационная структура УБР (рис, 12.1) включает производственные подразделения, участвующие в изготовлении основной продукции - скважин, и органы управления предприятием. В ней также отражены организационные, иерархические и технические особенности предприятия.

Центральная инженерно-технологическая служба (ЦИТС); районные инхенерно-тахнологические службы (РИТС); вышкомонтажный цех (ВМЦ) или контора (ВМК); цех опробования скважин (ЦОС) или контора (КОС) относятся к структурным подразделениям основного производства.                                                                                                          

К структурным подразделениям вспомогательного производства относятся: цех крепления скважин (ЦКС) или тампонажная контора (ТК); база производственного обслуживание. (БПО), состоящая из прокатно ремонтных цехов бурового оборудования (ПРЦБО) электроснабжения (ПРЦЭЭ), турбобуров и труб (ПРЦТТ), цеха пароводоснабжения (ЦПВС) цеха промывочной жидкости (ЦПЖ), цеха автоматизации производства (ЦАП).   

К непромышленным хозяйствам относятся автотранспортная контора (АТК), стротельно-монтажное управление (СМУ) или ремонтно-строительный участок (РСУ), жилищно-коммунальная контора (ЖКК), учебно-курсовой комбинат (УКК) и ряд других подразделений.

Строительство скважин представляет собой совокупность комплексов отдельных процессов, отличающихся друг от друга технологическими особенностями применяемыми техническими средствами и выполняемыми специализированными подразделениями. Каждый комплекс во многом является самостоятельным, состоящим из основных, вспомогательных, обслуживающих и управленческих процессов. Например, в вышкомонтажном комплексе, основной процесс по строительству вышки и монтажу оборудования выполняется вышкомонтажными бригадами, а реализация вспомогательных процессов сосредоточена в цехе металлоконструкций, заготовительном, ремонтно-механическом. Обслуживающие процессы осуществляют управление производственно-технического обслуживания и комплектации оборудования (УПТО и КО), управление технологического транспорта (УТТ), центральные базы производственного обслуживания (ЦБПО), входящие в состав нефтегазодобывающих компаний. Управленческие процессы протекают в аппарате вышкомонтажного цеха, в отделах главного механика, главного энергетика и т.д.

Выполнение основных производственных процессов в строительстве скважин - бурение и крепление ствола скважины, а также иногда опробование эксплуатационных скважин - осуществляет буровая, бригада.

Вспомогательные и обслуживающие процессы сосредоточены в цехах базы производственного обслуживания УБР, ПРЦБО, ПРЦЭЭ, ПРЦТТ, ЦПВС, ЦПЖ и др.

Управление всеми работами по бурению осуществляет аппарат УБР.

Аппарат УБР выполняет планово-организационные и оператнвно-хозяйственные функции, которые делятся в основном на задачи планово-перспективного развития и оперативного управления производством.

В перспективном плане на пять лет и более намечаются основные направления и темпы развития буровых работ, пути совершенствования техники и технологии работ для обеспечения необходимого роста объемов бурения.          

В текущем плане рассматриваются годовые задачи с разбивкой по кварталам с целью выполнения государственного плана по строительству скважин путем эффективного использования наличных ресурсов, внедрения новой техники и технологии, прогрессивных методов организации труда и управления.  

Важная составная часть оперативного управления - оперативное планирование (месячное, декадное суточное). На этапе оперативного планирования составляются детальные графики работ на каждом объекте, планируется подготовка производства, определяется потребность материальных и трудовых ресурсах, устанавливаются задания всем обслуживающим и обеспечивающим подразделениям. Главной задачей оперативного управления, помимо планирования, является контроль за ходом выполнения заданий на всех производственных объектах, регулирование производства при возникновении отклонений фактического состояния от планируемого, оперативный учет количественных и качественных результатов работы.

Оперативные управленческие процессы в УБР возлагаются на районную инженерно -технологическую службу (РИТС). Это орган оперативного контроля, учета и регулирования хода производства. РИТС организует бесперебойную работу буровых бригад, ведет оперативный контроль за выполнением плана-графика строительства скважин, контролирует своевременность обеспечения бригад материально техническими ресурсами оперативно реагирует на заявки, вызванные
аварийными ситуациями. Основным учетным документом в РИТС является «Журнал

контроля за технологией бурения и учета работы бригад бурения и опробования- скважин» РИТС обязан принимать своевременные конкретные меры по ликвидации аварий и осложнений и регулярно информировать центральную инженерно-технологическую службу (ЦИТС) о результатах работы.

 

 

 

 

12.2.

ОСНОВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ, УЧЕТ И КОНТРОЛЬ СТРОИТЕЛЬСТВА НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН

 

Основными документами, на оснавании которых осуществляется строительство скважин, являются технический проект и смета.

Технические проекты разрабатывают  специальные проектные институты (НИПИ) на основании проектных заданий , выдаваемых заказчиком например, НГДУ. Задание содержит сведения об административном расположении площади; номер скважин, которые должны сооружаться по данному проекту; цель бурения, категорию скважин, проектный горизонт и проектную глубину; краткое обоснование заложения скважин; характеристику; геологического строения площади, перспективных на нефть и газ объектов, горно-геологических условий бурения; данные о пластовых давлениях, давлениях гидроразрыва пород, геостатических температурах, об объектах, подлежащих опробованию в процессе бурения и испытанию, об объеме геофизических - лабораторных
и специальных исследований, диаметре эксплуатационной колонны, объеме подготовительных работ к строительству и заключительных после окончания испытания скважины; о строительстве объектов теплофикации, жилищных и культурно-бытовых помещений; название бурового предприятия, которое
должно строить скважины; другую информацию, необходимую для разработки проекта.
Технический проект включает разделы:
                                                          

сводные технико-экономические данные;                                     

основание для проектирования;                                                        

общие сведения;

геологическая часть;                                                                            

конструкция скважины;                                                                     

профиль ствола скважины;

буровые растворы;

углубление скважины;                                                                        

крепление скважины;

испытание скважины;                                                                           

дефектоскопия,                                                                                      

опрессовка оборудования и инструмента;                                       

сводные данные об использовании спецмашин и агрегатов при проводке содажины;

сведения о транспортировке грузов и вахт;

                                 мероприятия и технические средства для охраны окружающей среды;

                                механизация, средства контроля и диспетчеризация на буровой;        

                              техника безопасности,

                                промышленная санитария и противопожарная техника;

строительно-монтажная часть;                                                          

список нормативно-справочных и инструктивно-методических материалов, используемых при принятии проектных решений;                                                                                                                    

приложения.                                                                                           

В приложение к проекту включаются: геолого-технический наряд, обоснование
продолжительности строительства скважины, схема расположения бурового оборудования, схемы обвязки устья скважины при бурении и испытании, нормы расхода долот, инструмента и материалов, профиль наклонной скважины, схему транспортных связей, документы для обоснования дополнительных расходов времени и средств, а также могут включаться расчет обсадных колонн, расчет цементирования, специальные вопросы по предупреждению осложнений, решения по технологии углубления и испытания и т.д.                                                                                                                                          

Смету на строительство скважины составляют к каждому техническому проекту. Она определяет общую стоимость скважины и служит основой для расчета бурового предприятия с заказчиком.                                                                  

Смета состоит из четырех разделов, соответствующих основным этапам строительства скважины:                                                                                                    

Раздел 1. Подготовительные работы к строительству скважины,      

                  Раздел 2. Строительство вышки, привышечных сооружений, зданий котельных, монтаж и демонтаж оборудования.

                     Раздел 3. Бурение и крепление скважин.                                                                

                  Раздел 4. Испытание скважины на реактивность.                                       

В виде отдельных статей (кроме упомянутых разделов) в смету включают затраты на промыслово-геофизические работы, резерв на производство работ в зимнее время, затраты на топографо - геодезические работы, накладные расходы, плановые накопления  (прибыль), дополнительные затраты (надбавка за работу на Севере и приравненных к нему районных и т.д.)

Буровая бригада перед началом строительства скважины получает три основных – документа:  геолого-технический наряд, наряд на производство буровых работ и инструктивно-технологическую карту.

Геолого-технический наряд (ГТН) - это оперативный план работы буровой бригады. Его составляют на основе технического проекта.

Наряд на производство буровых работ состоит из двух частей. В первой части указывают номер и глубину скважины, проектный горизонт, назначение ее и способ бурения, характеристики конструкции скважины, бурового оборудования и бурильной колонны, сроки начала и окончания работ по нормам, затраты времени на бурение и крепление отдельных интервалов и скважины в целом по нормам, плановую и нормативную скорости бурения, а также сумму заработной  платы бригады.

Вторую, основную часть наряда составляет нормативная карта. Эта карта позволяет определить нормативную продолжительность работ от начала бурения до перфорации эксплуатационной  колонны. Для составления карты используют материалы ГТН и отраслевые или утвержденные для данной площади нормы времени на выполнение всех видов работ. Для разработки нормативной и карты скважину разбивают на несколько нормативных пачек. В карте перечисляю, последовательно все виды работ, которые должны быть выполнены при бурении каждой пачки. Указывают затраты времени на каждый вид работ по нормам и рассчитывают затраты времени на бурение и к оплате каждого участка и в целом скважины.

Инструктивно-технологическая карта предназначена для распространения передового опыта работы, накопленного в районе. Она состоит из трех частей: режимно – технологической, инструктивной и оперативного графика строительства. Карту составляют на основе анализа работы буровых бригад и вахт, которые добились наиболее высоких показателей при бурении скважин на данной площади или при выполнении отдельных видов работ (например, по спуску и подъему бурильных колонн и т.п.). В режимно-технологической части помещают рекомендации о типоразмерах долот, забойных двигателей, параметрах режима бурения и свойствах промывочных жидкостей, при использовании которых могут быть достигнуты наиболее высокие показатели бурения.

В инструктивной части освещают новые или более совершенные способы выполнения отдельных, прежде всего, наиболее трудоемких видов работ, приводят рекомендации о более рациональной организации производственного процесса с учетом особенностей конкретного участка площади.

Третья часть содержит баланс времени бурения и крепления с учетом рекомедаций, сделанных в первых двух частях, и оперативный график бурения скважины в координатах «Глубпна (м) -Продолжительность (сут)». На график нанесены две кривые: одна характерезует процесс углубления скважины по нормам, указанным в нормативной карте; вторая - процесс с учетом реализации рекомендаций инструктивно-технологической карты. Во время бурения буровой мастер на этот же график наносит третью кривую, показывающую фактические затраты времени на бурение и крепление. Сопоставляя фактическую кривую с двумя первыми, буровая бригада имеет возможность контролировать выполнение нормативных показателей углубления скважины и сопоставить свою работу с лучшими достижениями на площади.

Фактическая картина строительства скважин создается на основании оперативного и статистического учета результатов буровых работ.

Оперативный   и   статистический  учет  результатов   буровых   работ осуществляется   путем заполнения и утверждения определенного числа документов, охватывающих    все основное этапы-строительства скважины.

Документы делятся на первичные (исходные) и итоговые (обобщающие).

К первичным относятся суточный рапорт бурового мастера, акты результатов крепления, суточный рапорт по заканчивайте, освоению и испытанию скважины и др. К итоговым – все формы отраслевой статистической отчетности.

Значительное усложнение условий бурения, связанное с ростом глубин скважин, возможность больших технико-экономических потерь вследствие принятия несвоевременных  неквалифицированных решений по управлению процессами строительства, скважин к необходимости создания и использования в бурении систем телеконтроля. Эти системы служат для передачи на диспетчерский пункт информации о важнейших параметрах технологических процессов с  целью последующего принятия высококвалифицированным специалистом, эффективныхуправляющих решений

В   состав   систем   телеконтроля   (например,   КУБ-01) входят  датчик

расположенные на буровой установке и в бурильной колонне, каналы связи приемная аппаратура и вторичные приборы на диспетчерском пункте. Основная функция подобных систем - воспроизведение режиме, реального времени вторичными приборами на диспетчерском пункте информации,
фиксируемой датчиками на буровой.  

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                                  

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ: БУРЕНИЕ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН

 

 Тема 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О БУРЕНИИ  НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ   СКВАЖИН .…………………………………………………………………………………..1

1.1.        Основные термины и определения

1.2.        Способы бурения скважин ……....................................................................................12                                               
1.2.1. Ударное бурение……………….......................................................................................12

1.2.2. Вращательное бурение скважин………………………………………………...13

1.3.  Краткая история бурения нефтяных и газовых скважин……………….........16

Тема 2. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД И ПРОЦЕСС   ИХ   РАЗРУШЕНИЯ  ПРИ  БУРЕНИИ…………………………………………………..17

2.1. Общие сведения о горных породах…………………………………………………..17 2.2. Основные физико-механические свойства горных пород, влияющие на  процесс  бурения……………………………………………………………………………………...18

2.3. Основные закономерности разрушения горных пород при бурении …................19     Тема 3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ  ………………………………………….21                                                         3.1. Породоразрушающий  инструмент……………………………………………….21

3.1.1.    Буровые долота……………………………………………………………………..24

3.1.2.    Лопастные долота…………………………………………………………………28

3.1.3.    Алмазные долота…………...........................................................................................29
3 1.4. Долота ИСМ……………………………………………………………………………..29

3.1.5. Долота специального назначения.. ………............................................................30            3.1.6 Инструмент дли отбора керна…………………………………………………….30           3.2. Бурильная колонна…………………………………………………………………..32                             3.2.1. Ведущие бурильные трубы………………………………………………………..33

3.2.2.    Стальные бурильные трубы……………………………………………………...33

3.2.3.    Легко сплавные бурильные трубы………………………………………………..34

3.2.4.    Утяжеленные бурильные трубы…………………………………………………35

3.2.5.    Переводники…………………………………………………………………………36

3.2.6. Специальные элементы бурильной колонны…………………………………...37

3.3 Условия работы бурильной колонны, работа бурильной колонны……….........37

3.4. Забойные двигатели…………………………………………………………….........38

3.4.1. Турбобуры……………………………………………………………………………..38

3.4.2. Винтовой забойный двигатель……………………………………………….........40

Тема 4. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ БУРЕНИЯ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН………………………………………………………………………………...41

4.1.    Кустовые основания………………………………………………………………....42

4.2.    Спуско-подьемный комплекс буровой установки………………………………..46

4.3.    Комплекс для вращения бурильной колонны………………………………........46

5.1.1.    Насосно-циркуляционный комплекс буровой установки…………………………………………………………………………………..47
Тема 5. РЕЖИМНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И ПОКАЗАТЕЛИ БУРЕНИЯ……………………..48

5.1.2.    Влияние частоты вращения долота…………………………………………...48

5.1.3.    Влияние расхода бурового раствора……………………………………………...48

5.1.4.    Влияние свойств бурового раствора……………………………………………..48

5.2. Особенности режимов вращательного бурения…………………………………..48
Тема 6. БУРОВЫЕ ПРОМЫВОЧНЫЕ ЖИДКОСТИ……………………………………...52

6.1.   Условия бурения с применением буровых промывочных жидкостей…….........52

6.2.   Способы  промывки……………………………………………………………………....54

6.3.   Функции бурового раствора…………………………………………………………54

6.4.   Классификация буровых растворов………………………………………….........59

6.5.   Параметры буровых растворов и методы их измерения………………….........59

6.6.   Отбор пробы бурового раствора и подготовка ее к измерению………………...61

6.7.   Промысловые испытания бурового раствора…………………………………61                  

6.7.1. Удельный вес и плотность бурового раствора…………………………........61

6.7.2. Устойчивость и суточный отстой…………………………………………...62

6.7.3.    Реологические свойства бурового раствора……………………………………..63

6.7.4.    Фильтрационные и коркообразующие свойства…………………………........65

6.7.5.    Определение липкости фильтрационной корки………………………….........67

6.7.6.    Определение содержания песка……………………………………………………68

6.7.7.    Содержание газа……………………………………………………………………..68

6.7.8.    Водородный показатель (рН)………………………………………………….........69

6.7.9.    Структурно-механические свойства буровых растворов и коагуляции........70

6.7.10. Приборно-методический комплекс для проектирования промывочных жидкостей применительно к сложным геолого-техническим условиям бурения……………………………………………………………………………………71

 

6.7.11. Прочие свойства промывочных жидкостей…………...74

6.8. Способы приготовления дисперсных систем………………….75

6.9. Оборудование для приготовления и очистки буровых растворов………………………………………………………………...................76 Тема 7. НАПРАВЛЕННОЕ БУРЕНИЕ СКВАЖИН………………………………...78

7.1.   Общие закономерности искривления скважин…………………………...81

7.2.   Измерение искривления скважин…………………………………………...81

7.3.   Типы профилей и рекомендации по их выбору…………………………….82

7.4.   Технические средства направленного бурения………………………85

7.5.   Бурение скважин с кустовых площадок…………………………………..89

7.5.1. Особенности проектирования и бурения скважин с  кустовых площадок……………………………………………….........................................89

Тема 8. ОСЛОЖНЕНИЯ И АВАРИИ В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ…………...........90

8.1.   Осложнения, вызывающие нарушение целостности стенок скважины…………………………………………………………………………90

8.2.   Предупреждение и борьба с поглощениями бурового раствора………...92

8.3.   Предупреждение газовых, нефтяных и водяных проявлений и борьба с ними………………………………………………………………………………...94

8.4.   Аварии в бурении, их предупреждение и методы ликвидации…….........98

8.4.1.   Виды аварий, их причины и меры предупреждения……………………98

8.4.2.   Ликвидация прихватов…………………………………………………...100

8.4.3.    Ловильный инструмент и работ с ним……………………………..101

8.4.4.   Ликвидация аварий………………………………………………………..102

8.4.5.   Организация работ при аварии……………………………………………………………………………...104
Тема 9. КРЕПЛЕНИЕ СКВАЖИН………………………………………………….105

9.1.   Общие сведения………………………………………………………………105

9.2.   Разработка конструкции скважины……………………………………106

9.3.   Компоновка обсадной колонны…………………………………………………………………………….106

9.4.   Подготовительные мероприятия   к   спуску   обсадной   колонны. Спуск обсадной колонны………………………………………………………………….108 

9.5.   Общие сведения о цементировании скважин………………………........111

9.6.   Осложнения при креплении скважин…………………………………….112

9.7.   Факторы, влияющие на качество крепления скважин…………….113

9.8.   Технология цементирования………………………………………………...117      Особенности крепления горизонтальных скважин……………………...121   

 

9.9.        Тампонажные материалы и оборудование для цементирования скважин………………………….........................122

9.10.   Оборудование для цементирования скважин……………123

9.11.   Заключительные работы и проверка результатов цементирования……………………………………………………………..123

Тема10.ВСКРЫТИЕ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА……………………………125

10.1.   Обеспечение высокого качества открытого ствола скважины.............................................................................................................125

10.2.   Вскрытие продуктивного пласта бурением……………………............126

10.3.   Цементирование эксплуатационной колонны…………………………127

10.4.   Вторичное вскрытие продуктивного пласта………………………….127

10.5.   Увеличение проницаемости около скважинной  зоны………………..128

10.6.   Методы вскрытия продуктивных горизонтов (пластов)……………128

10.7. Химический метод борьбы с ухудшением проницаемости призабойной зоны…………………………………………………………………………………….130

Тема 11. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ БУРЕНИЯ СКВАЖИН………….130

Тема 12. ОРГАНИЗАЦИЯ БУРОВЫХ РАБОТ………………………………………..136

12.1. Структура бурового предприятия……………………………………....136

12.2. Основные документы, учет и контроль строительства скважин…138

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

////////////////////////////