Ксплуатация скважин погружными электроцентробежными насосами
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 1
1. Физико-механические свойства горных пород.
2. Дисперсные системы. Типы. Определения.
3. Сплошность горных пород.
1)
1. Пористость – совокупность пустот (пор, трещин, каверн), служащих вместилищем для нефти, газа и воды.
2. Проницаемость - способность горных пород пропускать при перепаде давления жидкость и газ. Бывают породы хорошо проницаемые породы (пески, рыхлые песчаники, трещиноватые известняки) и плохо проницаемые (глины, гипсы, сланцы, глинистые известняки).
3. Твердость - способность горных пород сопротивляться вдавливанию в них более твердого тела.
Твердость пород существенно влияет на скорость разбуривания. По возрастанию твердости осадочные породы располагаются в следующем порядке (песчаник, известняк, доломит, кварцевый песчаник).
По мере увеличения глубины залегания осадочных пород возрастает их плотность и твердость, уменьшается пористость и проницаемость.
2) Диспе́рсная систе́ма — это система, образованная из двух или более фаз (тел), которые совершенно или практически не смешиваются и не реагируют друг с другом химически. Первое из веществ (дисперсная фаза) мелко распределено во втором (дисперсионная среда). Если фаз несколько, их можно отделить друг от друга физическим способом (центрифугировать, сепарировать и т. д.).
Истинные растворы Это одно фазная система в которой отсутствуют взаимодействия между веществом и средой Истинный раствор используют для приготовления буровых растворов
Коллойдные растворы высокодисперсные двух фазные системы состоящие из дисперсной фазы и дисперсной среды Примерные размеры частиц колеблются от 1-100 Коллойдные растворы-полимры,КМС. Коллойдны раствор используется для стабилизации буравого р-ра Суспензии дисперсная система в которой дисперсной фазой твердое вещество среда-жидкость Эмульсии-жидкости взаимно не взаимодействующие
3) Сплошность горной породы косвенно характеризует ее пористость и проницаемость по способности стенок скважины пропускать через себя буровые растворы.
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.
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 2
1. Породоразрушающие инструменты, классификация.
2.Фонтанная эксплуатация скважин..
3. Закон Дарси. Абсолютная и фазовая газопроницаемость горных пород.
1)
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 (Рис. 4.7), 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.
2) 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.
На глубине, соответствующей давлению насыщения нефти газом, последний начинает выделяться из нефти в виде мельчайших пузырьков. По мере продвижения вверх по скважине пузырьки газа испытывают все меньшее давление, в результате чего объем пузырьков газа увеличивается и плотность смеси жидкости и газа становится все меньше и меньше. Общее давление столба газожидкостной смеси на забой скважины становится меньше пластового, что вызывает самоизлив нефти, т.е. фонтанирование скважины.
3)
Закон Дарси (Анри Дарси, 1856) — закон фильтрации жидкостей и газов в пористой среде. Исторически закон был получен А.Дарси экспериментально[1], но может быть получен с помощью осреднения уравнений Навье – Стокса, описывающих течение в масштабе пор[2] (в настоящее время имеются доказательства для пористых сред с периодической[3][4] и случайной[5] микроструктурой). Выражает зависимость скорости фильтрации флюида от градиента напора:
где: 
— скорость фильтрации, 
— коэффициент фильтрации, 
— градиент напора[6
ГАЗОПРОНИЦАЕМОСТЬ горных пород свойство горной породы пропускать газы при наличии перепада давления за счёт сообщаемости пустот (пор, каналов, трещин).
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.
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 3
1. Способы бурения скважин. Цикл строительства скважины.
2. Виды пластовых давлений.
3. Удельная плотность горных пород.
1)
В настоящее время применяют в основном вращательный способ бурения, который имеет следующие разновидности:
1. Роторный способ. Ротор, расположенный на поверхности, на подвышечном основании буровой установки вращает колонну бурильных труб, которая может иметь длину до нескольких километров, и таким образом вращает долото, закреплённое на нижнем конце колонны бурильных труб. Конструкции ротора и бурильной колонны будут рассмотрены ниже.
2. Турбинный способ. Вращение долоту передается валом гидравлического двигателя, называемым турбобуром. Он устанавливается в призабойной зоне скважины над долотом. Турбобур приводится в действие потоком промывочной жидкости, закачиваемой буровыми насосами в бурильную колонну с земной поверхности. При этом корпус турбобура и бурильная колонна не вращаются.
3. Бурение скважины винтовым забойным двигателем. Этот способ аналогичен турбинному.
Полный цикл строительства скважин состоит из следующих этапов:
Демонтаж буровой установки, транспортировка ее с пробуренной скважины на новую точку бурения и монтаж установки. Этот вид работ выполняет комплексная вышкомонтажная бригада.
Бурение и крепление скважины. Эту работу проводит буровая бригада.
Испытание скважины на приток нефти газа, освоение и сдача скважины в эксплуатацию. Этот вид работы осуществляется бригадой по испытанию и освоению скважины.
2)
ПЛАСТОВОЕ ДАВЛЕНИЕ (а. reservoir pressure; н. Lagerdruck; ф. pression de соuche; и. presion de capa, presion de roca, presion de yacimiento) — давление, которое пластовые флюиды оказывают на вмещающие их породы.
Пластовое давление — важнейший параметр, характеризующий энергию нефтегазоносных и водоносных пластов (см. Пластовая энергия). В формировании пластового давления участвуют гидростатическое давление, избыточное давление залежей нефти или газа (архимедова сила), давление, возникающее в результате изменения объёма резервуара (порового или трещинного пространства), а также за счёт расширения (или сжатия) флюидов и изменения их массы. Различают начальное (до вскрытия подземного резервуара или не нарушенное техногенными процессами) и текущее (динамическое) пластовое давление. В сравнении с условным гидростатическим давлением (давление столба пресной воды высотой от дневной поверхности до точки замера) пластовое давление разделяют на нормальное и аномальное. Первое находится в прямой зависимости от глубины залегания пласта, увеличивается через каждые 10 м примерно на 0,1 МПа. Пластовое давление, значительно отличающееся от гидростатического, называетсяаномальным пластовым давлением.
3)
ПЛОТНОСТЬ ГОРНЫХ ПОРОД (а. rock density; н. Gesteinsdichte; ф. densite des roches; и. densidad de rocas) — 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 пород. Различают минералогическую плотность горных пород (отношение массы высушенных и измельчённых до исчезновения пор твёрдых частиц породы к объёму, ими занимаемому), плотность абсолютно сухой породы и плотность породы, заполненной флюидами (отношение массы твёрдой, жидкой и газообразной фаз горной породы к объёму, занимаемому этими фазами). Измерение плотности горных пород на образцах ведётся главным образом гидростатическим способом, реже гамма-гамма методами. В естественном залегании плотность горных пород определяют по данным плотностного гамма-гамма-каротажа либо (что менее точно) оценивают по данным гравиметрических исследований в горных выработках или путём расчётов по гравиметрическим съёмкам.
Наиболее часто встречаемая плотность горных пород 1200-4700 кг/м3.
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 4
1. Физико-механические свойства горных пород.
2 Конструкция бурильной колонны.
3.Способы транспортирования углеводородов.
1)
1. Пористость – совокупность пустот (пор, трещин, каверн), служащих вместилищем для нефти, газа и воды.
2. Проницаемость - способность горных пород пропускать при перепаде давления жидкость и газ. Бывают породы хорошо проницаемые породы (пески, рыхлые песчаники, трещиноватые известняки) и плохо проницаемые (глины, гипсы, сланцы, глинистые известняки).
3. Твердость - способность горных пород сопротивляться вдавливанию в них более твердого тела.
Твердость пород существенно влияет на скорость разбуривания. По возрастанию твердости осадочные породы располагаются в следующем порядке (песчаник, известняк, доломит, кварцевый песчаник).
По мере увеличения глубины залегания осадочных пород возрастает их плотность и твердость, уменьшается пористость и проницаемость.
2)
Бурильная колонна предназначена для передачи вращения долоту при роторном бурении и подвода промывочной жидкости к турбобуру (при турбинном бурении); создания нагрузки на долото; подъёма и спуска долота, турбобура; проведения вспомогательных работ (проработка, расширение и промывка скважины, испытание пластов, ловильные работы и т.д.).
Утяжеленные бурильные трубы (УБТ) (Рис. 4.20, 4.21) устанавливаются над долотом или забойным двигателем в целях увеличения жесткости нижней части бурильной колонны и создания нагрузки на долото силой собственного веса. Для придания этим трубам наибольшей жесткости и наибольшего веса трубы изготавливаются с наибольшим, возможным по условиям скважины, диаметром и толщиной стенки. Масса одного метра таких труб доходит до 200 кг.
Бурильные трубы, соединяясь (свинчиваясь) создают бурильную колонну, которая нижним концом присоединяется к УБТ, а верхним к ведущей бурильной трубе, взаимодействующей с ротором буровой установки. Длина колонны бурильных труб может достигать нескольких километров.
Ведущая бурильная труба(ВБТ) предназначена для передачи вращения бурильной колонне через буровой ротор. Для этого используются квадратные вкладыши, вставляемые в ротор, позволяющие одновременно передавать ВБТ вращающий момент и свободно скользить вдоль оси ротора (скважины). ВБТ является связывающим элементом между вертлюгом и бурильной колонной. ВБТ выпускаются сборной и цельной конструкцией со стороной квадрата 76, 89, 108, 133 и 152 мм, длиной от 11,5 до 17 м. На Рис. 4.23 показана ведущая труба цельной конструкции квадратного сечения.
3)
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 5
1. Конструкция скважины.
2. Пластичность горных пород.
3. Поверхностное натяжение. Способ определения. Единицы измерения.
1) 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)
ПЛАСТИЧНОСТЬ горной породы — свойство горных пород необратимо деформироваться без микроскопических нарушений сплошности под действием механической нагрузки. Пластичность увеличивается с ростом температуры и давления. Наиболее пластичные горные породы — глины, графит, каменная соль и некоторые др. Под давлением 0,98-1,96 МПа гранит и диабаз становятся пластичными.
Предполагают, чтопластичность горных пород ( например, песчаников, конгломератов и др.) часто обусловлена наличием многочисленных микротрещин, что позволяет частицам породы перемещаться вдоль их. Таким образом происходят медленные плавные изменения формы пластов, в результате чего возникают изгибы и деформации.
3)
.Результирующие силы, действующие на поверхности жидкости, обусловливают свойство, называемое ПОВЕРХНОСТНЫМНАТЯЖЕНИЕМ. Поверхностное натяжение s является количественной мерой энергии, необходимой для образования 1 см2 новой поверхности. Поверхностное натяжение имеет размерность энергия/площадь = сила×длина/длина2 = сила/длина и обозначается в системе СИ в Н/м,
Поверхностное натяжение можно определить еще и как силу, действующую вдоль поверхности и приходящуюся на единицу длины края жидкости.
растворенные вещества называют поверхностно-активными и поверхностно-неактивными. В случае поверхности раздела водный раствор - воздух поверхностно-неактивными являются неорганические электролиты, соли органических кислот и оснований с низким молекулярным весом. Поверхностно-активными считаются органические кислоты, спирты, простые и сложные эфиры и т.д.
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 6
1. Шарошечные долота.
2. Газлифтная эксплуатация скважин.
3. Пористость и проницаемость кернов. Взаимосвязь.
1)
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. На Рис. 4.8 изображено секционное гидромониторное долото, изготавливаемое путем сварки трех кованых секций 3.
На цапфах 5 вращаются на подшипниках 6 и 7 шарошки 4, оснащенные породоразрушающими элементами – зубцами. На верхнем конце долота после сварки секций нарезается наружная присоединительная резьба 1. Для подачи циркулирующего агента на забой в корпусе предусмотрены промывочные насадки 2.
Долото нагужается усилием в несколько тонн. При этом зубья шарошек примерно на две трети своей высоты вдавливаются в породу. При вращении долота, шарошки перекатываются по забою, дробят и скалывают породу.
По мере увеличения крепости пород размеры зубцов уменьшаются, а количество их увеличивается.
2)Компрессорным называется способ эксплуатации нефтяных скважин, при котором подъем жидкости из пласта на поверхность осуществляется сжатым газом, нагнетаемым в колонну подъемных труб.
Устройство скважины для компрессорной добычи нефти показано на рис. 6.6. В скважину опускают две соосные трубы. Внутреннюю 2, по которой смесь извлекается наверх, называют подъемной, а наружную 3, по затрубному пространству между которой и трубой 2 в скважину под давлением подается газ, — воздушной. Подъемная труба короче воздушной.
Механизм компрессорной добычи нефти следующий (рис. 6.7). При закачке газа в скважину нефть сначала полностью вытесняется в подъемную трубу. После этого в подъемную трубу проникает закачиваемый газ. Он смешивается с нефтью, в результате чего плотность смеси в подъемной трубе становится значительно меньше плотности нефти. Вследствие этого, чтобы уравновесить давление, создаваемое столбом нефти между трубами 1 и 3, столб смеси в подъемной трубе 2 (рис. 6.6) удлиняется, достигает поверхности земли и поступает в выкидную линию скважины.
В зависимости от того, какой газ под давлением закачивается в скважину, различают два способа компрессорной добычи нефти: газлифт (рабочий агент — природный газ) и эрлифт (рабочий агент — воздух)
. Применение эрлифта менее распространено, т. к. при контакте с воздухом нефть окисляется.
Для закачки газа в скважину сооружают специальные газлифтные компрессорные станции.
Достоинствами компрессорного способа эксплуатации нефтяных скважин являются:
отсутствие подвижных и быстроизнашивающихся деталей (что позволяет эксплуатировать скважины с высоким содержанием песка);
доступность оборудования для обслуживания и ремонта (поскольку все оно размещается на поверхности земли);
простота регулирования дебита скважин.
Однако у способа имеются и недостатки: высокие капитальные вложения в строительство мощных компрессорных станций и разветвленной сети газопроводов; низкий КПД газлифтного подъемника и системы «компрессор-скважина».
Для уменьшения капиталовложений там, где возможно, в нефтяную скважину подают под давлением без дополнительной компрессии газ из газовых пластов. Такой способ называют бескомпрессорным лифтом.
3)
1. Пористость – совокупность пустот (пор, трещин, каверн), служащих вместилищем для нефти, газа и воды.
2. Проницаемость - способность горных пород пропускать при перепаде давления жидкость и газ. Бывают породы хорошо проницаемые породы (пески, рыхлые песчаники, трещиноватые известняки) и плохо проницаемые (глины, гипсы, сланцы, глинистые известняки).
).
По мере увеличения глубины залегания осадочных пород уменьшается пористость и проницаемость.
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 7
1. Алмазные долота.
2. Эксплуатация скважин электроцентробежными насосами.
3. Линейная деформация горной породы. Единицы измерений.
.
1) 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.
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.
2)
ксплуатация скважин погружными электроцентробежными насосами
Установка электроцентробежного насоса УЭЦН является высокоэффективным видом оборудования. Установка экономична, обладает большой полезной мощностью, проста в обслуживании. Производительность УЭЦН колеблется в широких пределах от 40 до 700 м3/сут.
Установка электроцентробежного насоса состоит из насосного агрегата, спущенного в скважину под уровень жидкости на насосно-компрессорных трубах, кабеля, планшайбы, на которой подвешены трубы, кабельного барабана, станции управления, автотрансформатора.
Погружнóй насосный агрегат в собранном виде, спускаемый в скважину на подъёмных трубах, состоит из центробежного многоступенчатого насоса с обратным клапаном, погружнóго электродвигателя и протектор. Все узлы соединены между собой фланцами. Валы двигателя, протектора и насоса соединяются шлицевыми муфтами. Насос снабжён фильтром-сеткой.
Работа установки осуществляется следующим образом. Электрический ток из промысловой сети через автотрансформатор поступает по кабелю к электродвигателю, который вращает вал насоса. Жидкость, проходя через фильтр, нагнетается по насосным трубам и через устьевую арматуру отводится в выкидную линию.
Погружнóй центробежный насос представляет собой набор лопаток в виде колес-турбинок, составляющих ротор насоса и направляющих аппаратов, являющихся статором. При вращении колеса жидкость за счёт центробежных сил перемещается по наклонным лопаткам от центра к периферии, приобретая за счёт большой скорости кинетическую энергию движения. Таким образом, создаётся напор жидкости в 3,5÷5,5 м.
3) ДЕФОРМАЦИЯ горных пород изменение относительного положения частиц пород, вызывающее изменение размеров, объёма, формы отдельностей или участков массивов горных пород. Выделяют 2 простейших вида деформации — линейную и сдвиговую. Линейные деформации оцениваются показателем относительной линейной деформации, равным отношению приращения линейного размера образца к исходному. Сдвиговая деформация определяется величиной угла сдвига грани образца.
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 8
1. Твердосплавные долота.
2. Эксплуатация скважин с помощью ШГН установок..
3. Размокаемость горной породы.
1) 1. Долота режуще-скалывающие или лопастные долота (Рис. 4.7), предназначенные для разбуривания вязких и пластичных пород небольшой твердости (вязких глин, малопрочных глинистых сланцев и др.) и малой абразивности.
В лопастных долотах под влиянием осевой нагрузки на забой их лопасти врезаются в породу, а под влиянием вращающего момента – скалывают ее. Для увеличения износостойкости лопасти армируются твердыми сплавами. Наиболее сильно армируются периферийные участки и боковые поверхности лопастей, так как они выполняют наибольший объем работы по разрушению породы.
Долота имеют специальные отверстия, через которые промывочная жидкость из бурильной колонны направляется к забою скважины. Для эффективного разрушения породы и очистки забоя от выбуренных частиц породы скорость истечения жидкости из промывочных отверстий составляет 80÷120 м/с.
2) Штанговая глубинная насосная установка ШГНУ – наиболее распространенное насосное оборудование для добычи нефти. Установка проста, удобна и применяется при эксплуатации мало- и среднедебитных скважин. Производительность ШГНУ от 10 до 100 м3/сутки.
Штанговый глубинный насос ШГН представляет собой плунжерный насос специальной конструкции, спускаемый в скважину под динамический уровень нефти. Привод насоса осуществляется с поверхности земли через колонну штанг.
3) Размокаемость грунтов так же является диформационной характеристикой не устойчивых горных пород К ним относятся глины, хемогенные породы П=(Г-Р).г*100
П-распад грунта проценты
Г начальная отметка
Р Отметка в процессе размокания
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 9
1. Долота для бурения с отбором керна.
2. Винтовые насосные установки.
3. Прочностные свойства породы.
1)
Колонковые долота (бурильные головки) применяются для отбора керна. Шарошки в бурильной головке смонтированы так, чтобы порода в центре забоя скважины при бурении не разрушалась, что создаёт возможность образования керна.
Образующаяся колонка породы поступает при углублении скважины в колонковый набор, состоящий из корпуса и колонковой трубы (грунтоноски). Корпус колонкового набора служит для соединения бурильной головки с бурильной колонной, размещения грунтоноски и защиты ее от механических повреждений, а также для пропуска промывочной жидкости между ним и грунтоноской. Грунтоноска предназначена для приёма керна, сохранения его во время бурения и при подъеме на поверхность.
2)винтовыми электронасосами
Установка винтового насоса состоит из тех же узлов, что и установка погружного центробежного насоса, т.е. из погружного агрегата (двигателя, гидрозащиты, насоса), кабеля, оборудования устья, автотрансформатора и станции управления. Вместо центробежного насоса в подземном агрегате используется винтовой насос. В установках погружных винтовых электронасосов (УЭВН) применяют четырёхполюсные погружные синхронные электродвигатели с частотой вращения вала 1500 об/мин.
Приём жидкости из скважины ведётся через две фильтровые сетки. Нагнетаемая жидкость поступает в полость между винтами и за обоймой 6 проходит к предохранительному клапану 8 и далее в подъёмные трубы.
3)
Под прочностью понимается способность пород противостоять разрушению от действия внешних нагрузок. При этом породы находятся в напряженном состоянии, которое может быть одно-, двух- и трехосным (или объемным).
Количественно напряженное состояние оценивается напряжением — нагрузкой, приходящейся на единицу площади сечения. Критическим или предельным напряжением считается такое, при котором происходит разрушение образца породы. Оно носит название предела прочности.
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 10
1. Свойства пород-коллекторов.
2. Состав бурильной колонны.
3. Ползучесть. Прибор для определения, единицы измерения.
1)
Фильтрационные и коллекторские свойства пород нефтяного и газового пласта характеризуются основными показателями:
гранулометрическим (механическим) составом пород;
пористостью;
совокупность всех пор
проницаемостью;
способность горных пород пропускать сквозь себя жидкость или газ
капиллярными свойствами;
удельной поверхностью;
механическими свойствами (упругостью, пластичностью, сопротивлением разрыву, сжатию и другим видам деформации);
насыщенностью пород водой, нефтью и газом.
2)
Бурильная колонна предназначена для передачи вращения долоту при роторном бурении и подвода промывочной жидкости к турбобуру (при турбинном бурении); создания нагрузки на долото; подъёма и спуска долота, турбобура; проведения вспомогательных работ (проработка, расширение и промывка скважины, испытание пластов, ловильные работы и т.д.).
Утяжеленные бурильные трубы (УБТ) (Рис. 4.20, 4.21) устанавливаются над долотом или забойным двигателем в целях увеличения жесткости нижней части бурильной колонны и создания нагрузки на долото силой собственного веса. Для придания этим трубам наибольшей жесткости и наибольшего веса трубы изготавливаются с наибольшим, возможным по условиям скважины, диаметром и толщиной стенки. Масса одного метра таких труб доходит до 200 кг.
Бурильные трубы, соединяясь (свинчиваясь) создают бурильную колонну, которая нижним концом присоединяется к УБТ, а верхним к ведущей бурильной трубе, взаимодействующей с ротором буровой установки. Длина колонны бурильных труб может достигать нескольких километров.
Ведущая бурильная труба(ВБТ) предназначена для передачи вращения бурильной колонне через буровой ротор. Для этого используются квадратные вкладыши, вставляемые в ротор, позволяющие одновременно передавать ВБТ вращающий момент и свободно скользить вдоль оси ротора (скважины). ВБТ является связывающим элементом между вертлюгом и бурильной колонной. ВБТ выпускаются сборной и цельной конструкцией со стороной квадрата 76, 89, 108, 133 и 152 мм, длиной от 11,5 до 17 м. На Рис. 4.23 показана ведущая труба цельной конструкции квадратного сечения.
3)
ПОЛЗУЧЕСТЬ горных пород медленная непрерывная пластическая деформация горных пород под воздействием постоянной нагрузки или механических напряжений. Ползучесть в той или иной мере присуща всем твёрдым телам, как кристаллическим, так и аморфным, подвергнутым любому виду нагружений.
Ползучесть имеет место при температурах от криогенных до близких к температуре плавления. Деформация и скорость ползучести при постоянной нагрузке увеличивается с ростом температуры. Ползучесть горных пород описывается кривой ползучести (рис.), которая представляет собой зависимость деформации от времени при постоянных температуре и нагрузке
Ползучесть имеет место при температурах от криогенных до близких к температуре плавления. Деформация и скорость ползучести при постоянной нагрузке увеличивается с ростом температуры. Ползучесть горных пород описывается кривой ползучести (рис.), которая представляет собой зависимость деформации от времени при постоянных температуре и нагрузке
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 11
1. Упругие свойства горных пород.
2. Режимы работы нефтегазоносных пластов.
3. Лопастные долота.
.
1) Упругие свойства горных пород - Свойства, характеризующиеся модулем продольного растяжения (Ε), модулем поперечного сжатия (δ) или другими упругими константами (модулем всестороннего сжатия, коэффициентами Ламэ, скоростями распространения упругих волн). В сейсмологии и сейсморазведке изучаются в основном скорости распространении упругих волн (в сейсморазведке - продольных, в сейсмологии - продольных и поперечных). Значения скоростей продольных и поперечных волн для идеально упругих изотропных тел (и в первом приближении для горных пород) определенным образом связаны с другими упругими константами и плотностью. Упругие свойства для пород одного состава могут изменяться в довольно широких пределах, главным образом в зависимости от степени метаморфизма, выветрелости, трещиноватости, водонасыщенности.
2) Установление технологических режимов эксплуатации добывающих скважин сводится к планированию темпов отбора нефти (газа, конденсата). Режимы работы скважин изменяются во времени в зависимости от состояния разработки залежей (положения контура газо - или нефтеносности, обводненности скважин, технического состояния эксплуатационной колонны, способа эксплуатации скважин и др.).
3) Рекомендации по регулированию баланса пластовой энергии в залежах должны содержать сведения о способах поддержания пластового давления (заводнением или закачкой газа в пласт) и об объемах закачки рабочих агентов.
4) Выбранная система разработки должна обеспечивать наибольшие коэффициенты нефте -, газо-, конденсатоотдачи, охрану недр и окружающей среды при минимальных приведенных затратах.
3) 1. Долота режуще-скалывающие или лопастные долота (Рис. 4.7), предназначенные для разбуривания вязких и пластичных пород небольшой твердости (вязких глин, малопрочных глинистых сланцев и др.) и малой абразивности.
В лопастных долотах под влиянием осевой нагрузки на забой их лопасти врезаются в породу, а под влиянием вращающего момента – скалывают ее. Для увеличения износостойкости лопасти армируются твердыми сплавами. Наиболее сильно армируются периферийные участки и боковые поверхности лопастей, так как они выполняют наибольший объем работы по разрушению породы.
Долота имеют специальные отверстия, через которые промывочная жидкость из бурильной колонны направляется к забою скважины. Для эффективного разрушения породы и очистки забоя от выбуренных частиц породы скорость истечения жидкости из промывочных отверстий составляет 80÷120 м/с.
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 12
1.. Классификация скважин. Принципиальное отличие технологии бурения от других технологий.
2.Рациональная система разработки месторождений.
3. Определение размокаемости горных пород.
1)Опорные скважины — бурят для изучения геологического строения и гидрогеологических условий залегания осадочной толщи пород и выявления закономерностей распространения комплексов отложений, благоприятных для нефтегазонакопления
Параметрические скважины — предназначены для более детального изучения геологического строения разреза, особенно на больших глубинах, и для выявления наиболее перспективных площадей с точки зрения проведения на них геолого-поисковых работ
Структурные скважины — служат для тщательного изучения структур, выявленных при бурении опорных и параметрических скважин, и для подготовки проекта поисково-разведочного бурения на эти структуры
Поисковые скважины — сооружают на подготовленных предыдущим бурением и геолого-физическими исследованиями площадях с целью открытия новых месторождений нефти и газа
Разведочные скважины
Эксплуатационные скважины
Специальные скважины — бурят для взрывных работ при сейсмических методах поисков и разведки месторождения, сброса промысловых вод в непродуктивные поглощающие пласты, разведки и добычи воды, подготовки структур для подземных газохранилищ и закачки в них газа, ликвидации открытых фонтанов нефти и газа.
2)
Выборрациональной системы разработки месторождения тесно связан с решением общих народнохозяйственных задач и может производиться на основе экономического районирования добычи нефти. Заданный объем добычи нефти при возможно большей экономии народнохозяйственных издержек распределяется по зонам и районам страны, а внутри зоны - по месторождениям, по пластам или отдельным площадям.
3)
Размокаемость грунтов так же является диформационной характеристикой не устойчивых горных пород К ним относятся глины, хемогенные породы П=(Г-Р).г*100
П-распад грунта проценты
Г начальная отметка
Р Отметка в процессе размокания
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 15
1. Способы бурения.
2. Водонапорный режим работы залежи.
3. Твердость горных пород. Шкала Шрейнера.
1)4.5. Способы бурения
В настоящее время применяют в основном вращательный способ бурения, который имеет следующие разновидности:
1. Роторный способ. Ротор, расположенный на поверхности, на подвышечном основании буровой установки вращает колонну бурильных труб, которая может иметь длину до нескольких километров, и таким образом вращает долото, закреплённое на нижнем конце колонны бурильных труб. Конструкции ротора и бурильной колонны будут рассмотрены ниже.
2. Турбинный способ. Вращение долоту передается валом гидравлического двигателя, называемым турбобуром. Он устанавливается в призабойной зоне скважины над долотом. Турбобур приводится в действие потоком промывочной жидкости, закачиваемой буровыми насосами в бурильную колонну с земной поверхности. При этом корпус турбобура и бурильная колонна не вращаются.
3. Бурение скважины винтовым забойным двигателем. Этот способ аналогичен турбинному.
2)