Проектирование конструкции скважины.

При проектировании конструкции скважин предъявляется множество различных требований: конструкция её должна быть прочной, обеспечивать герметичное разобщение всех проницаемых пород, вскрытых при бурении, безусловная возможность достижение проектной глубины при любых возможных отложениях, сведенных к минимуму, возможность осуществление запроектированных режимов бурения, соблюдение требований законов об охране недр и защите окружающей среды от загрязнения.

Для проектирования конструкции скважины необходимо выделить зоны с несовместимыми условиями бурения, т. е. интервалы, в которых невозможно вести бурение на растворе с одинаковой плотностью. С целью предотвращения осложнения верхняя зона изолируется и бурение продолжается на новом растворе.

Для выяснения зон с несовместимыми условиями бурения необходимо построить совмещенный график индексов давлений пластовых, поглощений или гидроразрыва пласта (ГРП).

Коэффициенты аномальности и поглощения находятся соответственно:

, ,

где Р_пл – пластовое давление; Р_пл = град Р_пл ·Z;

град Р_пл=0,01;

Z – глубина;

r_в – плотность воды;

H_i – текущая глубина скважины;

Р_погл – давление поглощения;

Р_погл=0,0083L+0,66Р_пл;

L – текущая глубина;

К_а – коэффицент аномальности

К_п – коэффицент поглощения

К_а=1,6·10⁶/1000·9,81·160=1,0;

Р_погл=0,0083·160 +0,66·1,6=2,38 МПа;

К_п= 2,38·10⁶/1000·9,81·160=1,01;

Р_пл = 0,01·160 = 1,6 МПа.

Коэффициенты пластового давления и давления поглощения приведены в таблице

Интервал, м	Давление, МПа	Ка	Кп
От	До	Рпл	Рпогл
		1,6 11,0 32,8	2,38 16,4 48,8	1,0 1,01 1,01	1,51 1,50 1,51

С учетом геологического разреза Южно-Тарасовского нефтяного месторождения и накопленного опыта строительства скважин предлагается следующая конструкция:

Направление диаметром 324 мм спускают на глубину 160 м и цементируют до устья скважины во избежание размыва устья и связанных с ним осложнений в многолетнемерзлых породах (ММП).

Удлиненный кондуктор диаметром 245 мм спускают на глубину по вертикали 1100 м (1160 м по стволу), и цементируют до устья с целью избежания осложнений в неустойчивых горных породах. На удлиненный 245-мм кондуктор устанавливают ПВО.

Эксплуатационная колонна в скважине №4120/бис. Æ 146 мм длиной 3282 м спускается в продуктивный пласт БП₉, расположенный на глубине (по вертикали) 2574 м. Нижняя часть колонны – горизонтальный участок скважины (ГУС) оборудуется фильтром типа ЗСМФЭ-146 длиной 290 м (уточняется по данным ГИС).

Совмещенный график давлений

Существует ряд методик для определения глубины спуска колонн, оборудованных противовыбросовым оборудованием. Наиболее приемлемой для практических расчетов считается формула (2.2). В отличие от других формул, в том числе формулы АзНИПИнефти, исходная информация для расчетов по формуле (2.2) является наиболее простой и достоверной:

, (2.2)

- ожидаемое максимальное давление на устье во время нефтепроявления и закрытия устья, МПа;

- пластовое давление проявляющего горизонта, МПа;

- глубина кровли (по вертикали) проявляющего горизонта, м;

- градиент гидроразрыва пород в зоне башмака кондуктора. (= 0,2 на 1 м)

Для проектирования и расчета диаметров обсадных колонн берется диаметр эксплуатационной колонны, которая задается заказчиком в зависимости от назначения дебита скважины.

Определяем диаметр долота для бурения под эксплуатационную колонну:

,

где - диаметр колонны по муфте;

D_к – зазор между муфтой трубы и стенкой;

выбираем из[9] и подставляем в формулу:

=146+2×20=206 мм; по ГОСТ 20692-80 подбираем =215,9 мм, Определяем внутренний диаметр кондуктора:

,

где – внутренний диаметр кондуктора;

d – зазор между долотом и стенкой трубы;

=215,9+2×5=225,9 мм; по ГОСТ 632-80 =244,5 мм;

=270+2×12=294 мм; по ГОСТ 20692-80 =393,7мм.

Определяем внутренний диаметр направления:

,принимаем из данных проекта Южно – Тарасовское

D = 324 мм

=351+2×15=381 мм; по ГОСТ 20692-80 =490 мм.

Интервал установки по стволу, м	Наименование обсадной колонны	Диаметр колонны, мм	Диаметр долота, мм
0–160	Направление
160 - 1100	Кондуктор	244,5	393,7
1110 - 3282	Эксплуатационная		215,9

Конструкция скважины

160 м

1110 м

146 мм

215,9 мм

244,5 мм

393,7 мм

324 мм

490 мм