Онтанная эксплуатация скважин

Способ эксплуатации скважин, при котором подъем нефти или смеси нефти с газом от забоя на поверхность осуществляется за счет природной энергии, называется фонтанным.

Если давление столба жидкости, заполняющей скважину, меньше пластового давления при условии сообщения забоя скважины с продуктивным пластом, то жидкость будет переливаться через устье скважины, т.е. скважина будет фонтанировать.

В большинстве случаев главную роль в фонтанировании скважин играет газ, содержащийся вместе с нефтью в пласте. Это справедливо даже для месторождений с явно выраженным водонапорным режимом, когда газ в пластовых условиях полностью растворен в нефти и в пласте движется однородная жидкость.

3) ТВЁРДОСТЬ горных пород — свойство горных пород оказывать сопротивление внедрению в них других тел при сосредоточенном контактном силовом воздействии. Шкала Шрейнера - способ классификации горных пород в соответствии с их пластичностью.
По пластичности горные породы Л.А. Шрейнер разделил на шесть категорий. К первой относятся упругохрупкие; ко второй, третьей, четвертой и пятой - упругопластичные и к шестой - не дающие хрупкого разрушения и упругопластичные породы с коэффициентом пластичности кп > 6, так как они по своему поведению при разрушении близки к породам, не дающим хрупкого разрушения.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 17

1. Конструкция скважины

2. Сплошность горной породы.

3. Определение рН дисперсионных сред

1)

Верхняя часть скважины называется устьем, дно — забоем, боковая поверхность — стенкой, а пространство, ограниченное стенкой, — стволом скважины. Длина скважины — это расстояние от устья до забоя по оси ствола, а глубина— проекция длины на вертикальную ось. Длина и глубина численно равны только для вертикальных скважин. Однако они не совпадают у наклонных и искривленных скважин.

Рис. 4.1. Конструкция скважины:

1—обсадные трубы; 2—цементный камень; 3—пласт; 4—перфорация в обсадной трубе и цементном камне; I—направление; II—кондуктор; III—промежуточная колонна; IV—эксплуатационная колонна

2)

Сплошность горной породы характеризует весь комплекс нарушений в зоне, примыкающей к забою, в виде системы пор, трещин, каверн. Значение этой характеристики для оценки буримо-сти обусловлено также влиянием дифференциального давления на эффективность процесса отделения частиц горной породы от поверхности забоя.

3) Для характеристики щелочности или кислотности дисперсионной среды пользуются водородным показателем (рН).

По определению отрицательный логарифм концентрации ионов водорода (4) представляет собой величину рН, называемую водородным показателем.

. ( 4 )

Соответствующее выражение для концентрации гидроксильных ионов (5) вводится аналогичным образом:

. ( 5 )

Поскольку ионное произведение воды при комнатной температуре равно 1×10 ^-7, рН чистой воды равен 7, так как

1× 10^-7 и ^. ( 6 )

Поскольку рН + рОН = 14, в тех случаях, когда рН меньше 7 раствор считается кислым, а если рН больше 7, раствор считается щелочным.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 18

1. Удельная плотность, объемная масса горной породы.

2. Система сбора углеводородного сырья.

3. Понятие о скважине. Основные элементы скважины.

1) ПЛОТНОСТЬ ГОРНЫХ ПОРОД— определяется отношением массы горных пород к её объёму.

Плотность горных пород зависит от их минерального состава, структурно-текстурных особенностей, пористости, вида вещества, заполняющего поры и пустоты (газ, нефть, вода), а также от условий образования изалегания горных породНаиболее часто встречаемая плотность горных пород 1200-4700 кг/м³.

Объемная масса (объемный вес) – это масса единицы объема высушенного камня с порами в природном состоянии. Выражается объемная масса в граммах на кубический сантиметр (г/см³), или в килограммах на кубический метр и вычисляется до формуле

Объемная масса горной породы численно всегда меньше плотности, так как масса данного материала в природном состоянии (с порами) занимает больший объем, чем такая же масса без пор

2)

Единой универсальной схемы промыслового сбора, транспорта и обработки нефти и газа не существует. Все имеющиеся схемы видоизменяются в зависимости от местных условий: географического расположения промысла, расстояния между скважинами, объёма добычи, способа эксплуатации скважин, качества добываемой нефти, её обводнённости и т.п.

Тем не менее, современные схемы сбора, транспорта и обработки нефти и газа должны отвечать общему основному принципу – предупреждение потерь лёгких фракций, недопущению контакта нефти с атмосферой и обеспечению наиболее полного отделения от нефти газа, воды и механических примесей.

Этим принципам наиболее полно отвечают герметизированные напорные системы с централизованной многоступенчатой сепарацией на нефтесборных пунктах, рассчитанных на обслуживание нефтяных скважин одного или нескольких месторождений нефтяного района. На устьях добывающих скважин при таких системах поддерживается избыточное давление порядка 1,5 МПа, обеспечивающее транспортирование нефти, газа и воды до первой ступени сепарации.

3)

Бурение — это процесс сооружения скважины путем разрушения горных пород. Скважиной называют горную выработку круглого сечения, сооружаемую без доступа в нее людей, у которой длина во много раз больше диаметра.

Верхняя часть скважины называется устьем, дно — забоем, боковая поверхность — стенкой, а пространство, ограниченное стенкой, — стволом скважины. Длина скважины — это расстояние от устья до забоя по оси ствола, а глубина— проекция длины на вертикальную ось. Длина и глубина численно равны только для вертикальных скважин. Однако они не совпадают у наклонных и искривленных скважиню.

Рис. 4.1. Конструкция скважины:

1—обсадные трубы; 2—цементный камень; 3—пласт; 4—перфорация в обсадной трубе и цементном камне; I—направление; II—кондуктор; III—промежуточная колонна; IV—эксплуатационная колонна

Составил ______________

«_4___»_июня______2013г. Утверждаю: Зав.кафедрой ___________

ам ГТУ ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 19

Кафедра «БНиГС» по дисциплине: «Основы нефтегазового дела»

факультет: Нефтетехнологический

1. Определение плотности дисперсионных сред.

2. Классификация скважин по профилю оси.

3. Пористость горной породы.

Составил ______________

«__4__»_июня___2013г. Утверждаю: Зав.кафедрой ___________

1)

Плотность испытуемой жидкости r определяется с помощью пикнометра следующим образом:

сухой и чистый пикнометр объемом 100 мл взвешивается на аналитических весах. Вес пикнометра фиксируется в табл. 3. Затем в пикнометр до риски по нижнему мениску наливается испытуемая жидкость, пикнометр с жидкостью также взвешивается на аналитических весах и результат заносится в табл. 3. Подсчитывают плотность испытуемой жидкости d₁ по формуле

2)

Вертикальная наклонная искривленная

3)

Под пористостью горных пород понимается наличие в ней пор, каверн, трещин и других полостей, содержащих нефть, газ и воду. Различают полную и открытую пористость. Полная - определяется объемом всех пор в породе, открытая – сообщающихся между собой. В нефтепромысловой практике в основном используется открытая пористость, так как она способствует извлечению нефти из недр. Она определяется как отношение объема открытых (сообщающихся) пор к объему образца породы – коэффициент пористости (Кп). Он выражается в долях единицы или процентах. Коэффициент пористости характеризует емкостные свойства пород – коллекторов

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 20

1. Классификация скважин по назначению.

2. Упругий и упруговодонапорный режимы работы залежей.

3. Установка ГК-5. Принцип действия. Снимаемые параметры.

1)

По назначению скважины подразделяются на добывающие, нагнетательные, специальные, вспомогательные.

Добывающие скважины предназначены для добычи нефти, газа, попутных компонентов..

Нагнетательные скважины предназначены для нагнетания в пласт различных агентов (вода, пар, газ и др.) с целью обеспечения восполнения пластовой энергии в залежи.

Специальные – предназначены для проведения различного рода исследований как при подготовке залежей к разработке, так и в процессе разработки. Эту группу скважин подразделяют на две подгруппы- оценочные и контрольные.

Оценочные скважины бурят по особой технологии на разных этапах освоения и разработки месторождения с отбором керна из продуктивных пластов и проведением рационального комплекса геофизических исследований для оценки начальной, текущей и остаточной нефтенасыщенности.

Контрольные скважины служат для контроля за процессами протекающими в пласте при разработке залежей нефти и газа. Подразделяются на наблюдательные и пъезометрические.

2) Энергия залежи обусловлена упругими свойствами породы, воды и самого

газа. Для залежей, работающих в условиях этого режима характерны:низкая проницаемость коллектора, слабая гидродинамическая связь залежи с закон-турной областью, значительная удаленность от области питания подземных вод

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 21

1. Основные элементы скважины.

2. Суспензии.

3. Абразивность горных пород.

1) Скважиной называют горную выработку круглого сечения, сооружаемую без доступа в нее людей, у которой длина во много раз больше диаметра.

Верхняя часть скважины называется устьем, дно — забоем, боковая поверхность — стенкой, а пространство, ограниченное стенкой, — стволом скважины. Длина скважины — это расстояние от устья до забоя по оси ствола, а глубина— проекция длины на вертикальную ось. Длина и глубина численно равны только для вертикальных скважин. Однако они не совпадают у наклонных и искривленных скважиню.

2) Суспензии-дисперсный вид растворов в фаза-твердое вещество а среда-жидкость

3) АБРАЗИВНОСТЬ горных пород способность горных пород изнашивать контактирующие с ними твёрдые тела (детали горных машин, инструменты и т.п.).

Обусловлена в основном прочностью, размерами и формой минеральных зёрен, слагающих породу. Абразивность оценивают по степени износа штифтов, стержней, металлических колец, которые трутся о поверхность пород при сверлении или резании, а также по степени истирания пород абразивными материалами.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №

1. Скважины специального назначения..

2. Коллоидные системы.

3. Вязкость дисперсионных сред. Методика определения. Единицы измерения..

1)Скважины спец назначения имеют самый большой диаметр сечения, лежащий в диапазоне от 600 до 2000 мм. Большие размеры позволяют проводить в ней различные опытные работы, а также отбирать монолиты максимальных размеров. Сбор образцов определяется особыми требованиями. Размер сечения даёт возможность спуска человека непосредственно в буровую скважину для проведения различных опытных работ.

К скважинам специального назначения можно также отнести выработки, проведение работ в которых требует внедрения специализированных машин и механизмов или специалдьной методик для их проходки.

2)высоко дисперсные двух фазные системы состоящие из дисперсной фазы и дисперсной среды Причем размеры частиц колеблются в районе 1-100 нм

3) Динамическую вязкость дисперсионной среды можно определять на вискозиметре Гепплера, который представляет собой вискозиметр с падающим шариком. В нем применен метод падающего шарика. При движении тела в вязкой жидкости сопротивление перемещению зависит от ее вязкости. Если сила, создающая движение, постоянна, то вязкость среды определяет скорость перемещения. Поэтому по измерению скорости движе­ния тела можно судить о вязкости жидкости.

Па*С

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 23

1. Долота для сплошного бурения..

2. Эмульсии.

3. Методы поддержания пластового давления в скважине..

1)Современные долота для сплошного бурения различаются по воздей­ствию на забой и по своему конструктивному исполнению. Все долота для сплошного бурения по характеру воздействия разделяются на три основ­ные группы:

1) долота лопастные, режущие и скалывающие породу;

2) долота шарошечные со слабо коническими (почти цилиндрически­
ми) шарошками, одновременно скалывающие и дробящие породу;

3) долота с коническими шарошками, вершины которых лежат у цен­
тра долота или вблизи нее, собираемые на лапах с консольными цапфами,
главным образом дробящие породу;

4) одно-, двух-, трех-, четырехшарошечные.

2)

Эмульсии дисперсная система жидкостей взаимно не смешивающихся

3)

Методы поддержания пластового давления в настоящее время обычно применяются с первого периода разработки залежи.

Процесс нагнетания воды в продуктивный пласт через нагнетательные скважины с целью поддержания пластового давления называется заводнением. Заводнение позволяет резко увеличить нефтеотдачу пласта, в отдельных случаях до 70%. Этот процесс широко применяется на всех крупных месторождениях мира — в России, США, Венесуэле, Ливии, Иране и др. Законтурное и внутриконтурное заводнения являются принципиально различными.

При законтурном заводнении нагнетательные скважины располагаются (в плане) в водоносной части залежи, т. е. за контуром нефтяной залежи. Нагнетаемая вода начинает вытеснять нефть в направлении к эксплуатационным скважинам. Законтурное заводнение, как правило, применяется на малых и средних по размерам нефтяных залежах, преимущественно пластовых сводовых. Внутриконтурное заводнение характеризуется тем, что нагнетательные скважины располагаются не только за контуром нефтяной залежи, но и внутри самого контура. Внутриконтурное заводнение, как правило, применяют на больших залежах нефти, где из-за значительной их протяженности энергии законтурных скважин бывает недостаточно. Очень крупные нефтяные залежи разбиваются рядами нагнетательных скважин на отдельные более мелкие блоки.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 24

1. Гранулометрический состав горных пород. Методы определения..

2. Состояние пластовых жидкостей и газов.

3. Условия притока жидкости и газа в скважину.

1)

ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ СОСТАВ — распределение зёрен (кусков) по крупности в массивах горной породы, горной массы, почве или искусственном продукте, характеризуемое выходом в процентах от массы или количества зёрен.

Методы определения гранулометрического состава грунтов можно разделить на прямые и косвенные.

К прямым относятся методы, основанные на непосредственном (микрометрическом) измерении частиц в поле зрения оптических и электронных микроскопов или с помощью других электронных и электронно-механических устройств. В практике прямые (микрометрические) методы не получили широкого распространения.

К косвенным относятся методы, которые базируются на использовании различных зависимостей между размерами частиц, скоростью осаждения их в жидкой и воздушной средах и свойствами суспензии. Это группа методов, основанных на использовании физических свойств суспензии (ареометрический, оптический и др.) или моделирующих природную седиментацию (пипеточный, отмучивания и др.).

2)

Высокие давления и температуры существенно влияют на свойства, а также и на качественное состояние пластовых жидкостей и газов. В зале­жах, расположенных на большой глубине, с большим пластовым давлением и высокими температурами при наличии достаточного количества газа зна­чительная часть нефти находится в виде газового раствора. Эти месторож­дения называются газоконденсатными.

3)

Каждая нефтяная и газовая залежь обладает запасом естественной пластовой энергии, количество которой определяется величиной пластового давления и общим объемом всей системы, включая нефтяную и водяную зону.

До вскрытия пласта скважинами жидкость и газ находятся в статическом состоянии и располагаются по вертикали соответственно своим плотностям. После начала эксплуатации равновесие в пласте нарушается: жидкости и газ перемещаются к зонам пониженного давления, ближе к забоям скважин. Это движение происходит вследствие разности (перепада) пластового (начального) давления ( ) и давления у забоев скважин

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 25

1. Определение плотности породы.

2. Истинные растворы.

3. Газонапорный режим работы залежи..

2)Это одно фазная система в которой отсутствуют взаимодействия между веществом и средой Истинный раствор используют для приготовления буровых растворов

3)

ГАЗОНАПОРНЫЙ РЕЖИМ режим нефтегазовой залежи, при котором нефтьперемещается к забоям добывающих скважин в основном под действием напора сжатого газа, образующего газовую шапку. В процессе снижения пластового давления происходит выделение газа из нефти и миграция его в свободную часть залежи. Последний увеличивает объём газовой шапки и восполняет в определенной степени потерю давления.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 14

1. Методы увеличения нефтеотдачи пластов.

2. Бурение наклонно - направленных скважин. Виды бурения наклонно направленных скважин. Назначение и область применения.

3. Линейный закон Дарси применительно к газопроницаемости горных пород.

1) 1. Тепловые методы:

• паротепловое воздействие на пласт;

• внутрипластовое горение;

• вытеснение нефти горячей водой;

• пароциклические обработки скважин.

2. Газовые методы:

• закачка воздуха в пласт;

• воздействие на пласт углеводородным газом (в том числе ШФЛУ);

• воздействие на пласт двуокисью углерода;

• воздействие на пласт азотом, дымовыми газами и др.

3. Химические методы:

• вытеснение нефти водными растворами ПАВ (включая пенные системы);

• вытеснение нефти растворами полимеров;

• вытеснение нефти щелочными растворами;

• вытеснение нефти кислотами;

• вытеснение нефти композициями химических реагентов (в том числе мицеллярные растворы и др.);

• микробиологическое воздействие.

2)

Скважины, для которых проектом предусматривается определенное отклонение забоя от вертикали, а ствол проводится по заранее заданной траектории, называются наклонно-направленными

Наклонные скважины бурят, когда продуктивные пласты залегают под акваториями морей, озер, рек, под территориями населенных пунктов, промышленных объектов, в заболоченной местности, а также для удешевления строительства буровых сооружений.

Разработанные в настоящее время виды профилей для наклонно-направленных скважин делятся на две группы: профили обычного типа (представляющие собой кривую линию, лежащую в вертикальной плоскости) и профили пространственного типа (в виде пространственных кривых).

3) В 1856г. французским инженером Дарси был установлен основной закон фильтрации - закон Дарси или линейный закон фильтрации, устанавливающий линейную связь между потерей напора Н1-Н2 и объёмным расходом жидкости Q, текущей в трубке с площадью поперечного сечения F ,заполненной пористой средой

U=KI

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 13

1. Бурение наклонно - направленных скважин. Цели и способы бурения наклонно направленных скважин. Отклонители.

2. Контроль и регулирование эксплуатации залежи..

3. Единицы измерения и отличительные особенности абсолютной и фазовой газопроницаемости.

1) Скважины, для которых проектом предусматривается определенное отклонение забоя от вертикали, а ствол проводится по заранее заданной траектории, называются наклонно-направленными

Наклонные скважины бурят, когда продуктивные пласты залегают под акваториями морей, озер, рек, под территориями населенных пунктов, промышленных объектов, в заболоченной местности, а также для удешевления строительства буровых сооружений.

Разработанные в настоящее время виды профилей для наклонно-направленных скважин делятся на две группы: профили обычного типа (представляющие собой кривую линию, лежащую в вертикальной плоскости) и профили пространственного типа (в виде пространственных кривых).

2) Под регулированием следует понимать проведение комплекса мероприятий, обеспечивающих поддержание определенного, заданного порядка, режима.

При разработке нефтяных месторождений режим проведения процесса, как известно, задается разного рода проектными документами (технологической схемой, проектом разработки и др.).

Впоследствии он корректируется работами, выполняемыми обычно НИИ, по анализу разработки того или иного конкретного месторождения.

Если принять, что в проектах и в работах по анализу режим процесса установлен оптимальным, то тогда на первый взгляд как-будто бы нет особых трудностей с регулированием процесса разработки - нужно лишь, проводя систематически контроль за параметрами процесса, соответствующим образом осуществлять поддержание заданного режима

3)

ГАЗОПРОНИЦАЕМОСТЬ горных пород (а. gas permeability of rocks, rocks' permeability of gas; н. Gasdurchlassigkeit der Gesteine; ф. permйabilite а gaz des roches; и. permeabilidad de las rocas al gas) — свойство горной породы пропускать газы при наличии перепада давления за счёт сообщаемости пустот (пор, каналов, трещин).

Различают абсолютную, фазовую и относительную газопроницаемость. Абсолютная (физическая) газопроницаемость соответствует фильтрации газа через сухую породу (высушенную при 105°С до постоянной массы). Фазовая газопроницаемость — фильтрация газа при определенных соотношениях в поровом пространстве породы других несмешивающихся флюидов (воды, нефти). Фазовая газопроницаемость при остаточной водонасыщенности называется эффективной. Относительная газопроницаемость определяется как отношение фазовой проницаемости к абсолютной. Количественно газопроницаемость оценивается коэффициентом проницаемости К_пр (мД)

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 16

1. Гравитационный режим работы скважины..

2. Породоразрушающие инструменты, классификация. Долота специального назначения.

3. Предел усталости. Прочность горных пород.

1)режим нефтяной залежи, при к-ром нефть перемещается к забоям добывающих скважин под действием собств. силы тяжести. Г. p. развивается при разработке изолированных залежей, лишённых газовой шапки, напора краевых, законтурных вод и содержащих, как правило, дегазированную нефть. B случае Г. p., развивающегося в крутопадающих нефтяных пластах, нефть под действием напора её столба продвигается к забоям добывающих скважин, расположенных ниже по отметке

2) Долото – это инструмент для механического разрушения горных пород на забое скважины в процессе ее проходки.

По характеру воздействия на породу долота классифицируются следующим образом:

1. Долота режуще-скалывающие или лопастные долота предназначенные для разбуривания вязких и пластичных пород небольшой твердости (вязких глин, малопрочных глинистых сланцев и др.) и малой абразивности.

2. Долота дробяще-скалывающего действия или шарошечные долота, предназначенные для разбуривания неабразивных и абразивных пород мягких, средней твёрдости, твердых, крепких и очень крепких.

Интенсификация разрушения забоя долотом особенно в мягких породах может быть повышена за счет эффективного использования энергии струи промывочной жидкости. Для этой цели в корпус долота встраиваются профилированные насадки, при движении через которые поток промывочной жидкости приобретает большую скорость. Чем выше скорость истечения жидкости из насадки, тем больше гидромониторный эффект, скорость бурения и проходка на долото.

3. Долота режуще-истирающего действия или долота с алмазными и твердосплавными породоразрушающими вставками. Предназначены они для бурения в породах средней твердости, а также при чередовании высокопластичных маловязких пород с породами средней твердости и даже малоабразивными твердыми. На рис. 4.15 показана конструкция алмазного долота, представляющая собой цельный стальной корпус 1 с присоединительной конической резьбой, к которому прикрепляется фасонная алмазонесущая головка-матрица 2.

Рабочая поверхность долота оснащается алмазами различной величины: для калибрующей части 0,1÷0,25 карата; для торцовых поверхностей 0,2÷0,34 карата (один карат равен по массе 0,2 г). Количество зерен алмазов, устанавливаемых на поверхности долота диаметром 140 мм, составляет 1000÷1100 шт.; в долотах диаметром 212 мм – до 2000 шт. На одно долото расходуется от 200 до 700 карат алмазов.

3) ПРОЧНОСТЬ ГОРНЫХ ПОРОД

способность пород сопротивляться внешним усилиям. Различают П. г. п. на сжатие, растяжение, изгиб, скалывание и разрушение при ударе (так называемая вязкость пород).