Автор: Пользователь скрыл имя, 07 Ноября 2012 в 06:01, курсовая работа
Целью данного курсового проекта является проектирование рецептур буровых растворов по интервалам бурения для Лугинецкого месторождения. А также определения потребного количества химреагентов по интервалам бурения. Кроме того, необходимо усвоить управление свойствами буровых растворов в процессе бурения.
Введение.…………………………………………………………………….….4
1. Исходные данные для выполнения курсовой работы. ..……………………..5
1.1 Литолого-стратиграфическая характеристика разреза…………….… 5
1.2 Нефтегазоводоносность………………………………………………....6
1.3 Осложнения. ………………………………………………….………….8
1.4 Конструкция скважины. ………………………………………...……..10
1.5 Применяемые промывочные жидкости и их параметры по интервалам бурения………………….………………………………………….11
1.6 Состав и свойства промывочных жидкостей по интервалам бурения. …………………………………………………………………………...12
1.7 Применяемое оборудование в циркуляционной системе………..…..14
1.8 Нормы расхода буровых растворов по интервалам бурения (расчетные). ………………………………………………………………..…...14
2. Выбор растворов по интервалам бурения скважин………………………... 14
2.1 Анализ используемых в УБР буровых растворов…………………....14
2.2 Обоснование выбора типа растворов по интервалам бурения……...16
2.3 Обоснование параметров бурового раствора……………………..….17
2.4 Обоснование рецептур буровых растворов…………………….…….18
3. Уточнение рецептур буровых растворов…………..……………………...…19
3.1. Постановка задачи. ……………………………………………..…...…19
3.2. Разработка матрицы планированного эксперимента………………...20
3.3. Результаты опытов и их обработка. Заключение…………..………....22
3.4. Определение оптимальной концентрации реагентов…..…………… 26
4. Определение потребного количества растворов, расхода компонентов по интервалам бурения……………………………………………..……….……27
5. Приготовление буровых растворов…………………..………………..……..30
5.1 Технология приготовления буровых растворов………………..….…30
5.2 Выбор оборудования для приготовления буровых растворов………30
6. Управление свойствами растворов в процессе бурения скважин………….32
6.1 Контроль параметров буровых растворов…………………..…….…..31
6.2 Технология и средства очистки буровых растворов………………....33
6.3 Управление свойствами буровых растворов………………….……...34
7. Мероприятия по экологической безопасности применения буровых раство-ров……………………………………………………………………….……...35
7.1 Охрана окружающей среды и недр……………………………………36
7.2 Охрана тру-да……………………………………………………………39
Библиографический список ………..……………………......……………….41
Для бурения нижележащего интервала следует перейти на ингибированный раствор, так как в интервале 1515-2500 м предположительно может наблюдаться сужение ствола скважины вследствие разбухания глин. На этом интервале не стоит использовать РУО, так как их применение может оказаться не целесообразным. А осложнения, связанные с литологией, легко ликвидировать, придерживаясь технологии бурения и обработки бурового раствора.
Данные растворы грамотно подобраны и оправдывают себя, ввиду того что затраты на химреагенты минимальны, не нужны дополнительные емкости (исходный раствор – основа, при бурении нижележащих интервалов добавляются только различные присадки).
2.3. Обоснование параметров буровых растворов
В связи с опасностью проявления, строго нормируется плотность бурового раствора, остальные параметры проектируются, исходя из имеющихся научных знаний и опыта промыслового бурения.
Интервалы 1,2,3 совместимы по условиям бурения.
где PПЛ – пластовое давление, Па,
KП – коэффициент превышения гидростатического давления бурового раствора над пластовым давлением, при H=1200-2500 м KП=1,05-1,1,
g – ускорение свободного падения, g=9,81 м/с2,
H – глубина залегания кровли горизонта с максимальным градиентом пластового давления, м;
Таблица 13
Предварительные значения параметров буровых растворов
Условия бурения |
Значения параметров | |||||||||
r,кг/м3 |
ПФ, см3/30 мин |
P1, Па |
УВ, с |
h, мПа×с |
t0, Па |
СП, % |
jk |
pH |
Dr, кг/м3 | |
|
Нормальные |
1208 |
5-6 |
15-20 |
60-80 |
6 |
7 |
1,5 |
£ 0,2 |
8 |
20 |
Осложненные |
1082 |
5 |
5 |
25-30 |
35 |
15 |
1,0 |
£0,3 |
9 |
60 |
В интервалах бурения 1,2,3,4 необходимо предварительно заменить реагент Celpol –RX (SL) на аналогичный по свойствам отечественный – гивпан. А при вскрытии продуктивного пласта вместо двух реагентов – понизителей вязкости использовать один экспериментальный реагент: ЛСТП – лигносульфанат технический порошковый. Это сэкономит средства на строительство скважины.
Таблица 14
Технологическая карта поинтервальной
обработки растворов при
Интервал бурения, м |
Наименование компонента раствора |
Цель его применения |
Норма расхода, % |
1 |
2 |
3 |
4 |
0-30 |
глинопорошок кальцинированная сода хлористый кальций (CaCl2) гивпан |
плотность, структура повышение устойчивости стенок скважины регулирование СНС
понизитель водоотдачи |
25
3
10 5 |
30-524 |
–––––«»–––«»–––– графит |
–––––––«»––––––––«»––––– смазочная добавка |
––«»–– 10 |
524-1515 |
–––––«»–––«»–––– |
–––––––«»––––––––«»––––– |
––«»–– |
1 |
2 |
3 |
4 |
1515-2500 |
глинопорошок кальцинированная сода Т-66, Т-80
гивпан KCl
ЛСТП |
плотность, структура повышение устойчивости стенок скважины стабилизатор, пеногаситель, поглотитель H2S понизитель водоотдачи ингибитор диспергации глины понизитель вязкости |
25
3
1-1,5 2
70 1-2 |
Примечание: остальное – вода.
3. Уточнение рецептур буровых растворов
3.1. Постановка задачи
Объектом исследования является интервал бурения на хлоркалиевом растворе (1515-2500 м). Исходный буровой раствор представлен в таблице 15.
Таблица 15
Исходный буровой раствор
Название (тип) раствора |
Название компонента в порядке ввода |
r, г/см3 |
rБР, г/см3 |
УВ, с |
ПФ, см3/30мин |
СНС, мгс/см2 через, мин |
pH | |
1 |
10 | |||||||
Гл. раствор |
куганакский глинопорошок кальцинированная сода CaCl2 гивпан |
2,4
2,5 1,28 1,1 |
1,2 |
60-80 |
5-6 |
15 |
25 |
8-8,5 |
Параметры бурового раствора после химической обработки приведены в таблице 16.
Таблица 16
Необходимый буровой раствор
Название (тип) раствора |
Название компонента в порядке ввода |
r, г/см3 |
rБР, г/см3 |
УВ, с |
ПФ, см3/30мин |
СНС, мгс/см2 через, мин |
pH | |
1 |
10 | |||||||
Хлоркалиевый раствор |
глинопорошок KCl Т-66, ЛСТП Ca сода CaCl2 гивпан |
2,4 1,99 1,2 – 2,5 1,28 1,1 |
1,082 |
25-30 |
5 |
5 |
10 |
9 |
Средствами регулирования
Планирование и реализация эксперимента включает следующие основные этапы:
3.2. Разработка матрицы планированного эксперимента
Выбираем факторы и уровни их варьирования. Факторами являются химреагенты, а уровнями варьирования – их концентрации.
Применение плана типа 2K рассмотрим на примере исследования влияния трех химических реагентов: гипан, Т-66, ЛСТП, на показатель фильтрации буровых растворов.
Гипан: 3-6%; Т-66: 1-1,5%; ЛСТП: 2-5%.
По формуле (2) рассчитывается основной уровень, где i – номер фактора.
По формуле (3) рассчитывается интервал варьирования.
Для математического описания влияния трех химических реагентов на свойства бурового раствора используемая модель первого порядка имеет вид:
(4)
Рассчитанные значения выбранных уровней (нижний и верхний уровни концентрации реагентов в растворе) варьируемых факторов (трех химических реагентов) заносятся в таблицу 17.
Таблица 17
Значения варьируемых факторов
Уровни варьируемых факторов |
Кодовое обозначение |
Гипан, % |
ЛСТП, % |
Т-66, % |
X1 |
X2 |
X3 | ||
|
Основной уровень |
0 |
4,5 |
3,5 |
1,25 |
Интервал варьирования |
DXi |
1,5 |
1,5 |
0,25 |
Верхний уровень |
+1 |
6 |
4 |
3 |
Нижний уровень |
-1 |
3 |
1 |
2,5 |
Матрица планирования эксперимента с расчетными столбцами взаимодействия факторов представлена в таблице 18.
Таблица 18
Матрица планированного эксперимента
Номер опыта |
X0 |
X1 |
X2 |
X3 |
X1X2 |
X1X3 |
X2X3 |
X1X2X3 |
|
1 |
+1 |
-1 |
-1 |
-1 |
+1 |
+1 |
+1 |
-1 |
2 |
+1 |
+1 |
-1 |
-1 |
-1 |
-1 |
+1 |
+1 |
3 |
+1 |
-1 |
+1 |
-1 |
-1 |
+1 |
-1 |
+1 |
4 |
+1 |
+1 |
+1 |
-1 |
+1 |
-1 |
-1 |
-1 |
5 |
+1 |
-1 |
-1 |
+1 |
+1 |
-1 |
-1 |
+1 |
6 |
+1 |
+1 |
-1 |
+1 |
-1 |
+1 |
-1 |
-1 |
7 |
+1 |
-1 |
+1 |
+1 |
-1 |
-1 |
+1 |
-1 |
8 |
+1 |
+1 |
+1 |
+1 |
+1 |
+1 |
+1 |
+1 |
Результаты восьми опытов вносим в таблицу 19.
Проверка однородности дисперсий проводится с целью принятия решения о возможности их использования для регрессионного анализа путем сравнения значений расчетного (Gp) и табличного (GT) критериев Кохрена. Если GT >GP, то гипотеза об однородности дисперсии принимается.
Расчетное значение критерия Кохрена определяется по формуле:
где Su2 –дисперсия параллельных опытов,
N – количество опытов,
u – порядковый номер опыта.
Дисперсию параллельных опытов определяем по формуле:
где r – число параллельных опытов,
v – порядковый номер повторного опыта,
yuv – значения параметров оптимизации в повторных опытах,
`yu – среднеарифметическое значение параметров оптимизации.
Определим расчетное и табличное значение критерия Кохрена.
GT выбираем из таблицы 7 [1] при числе степеней свободы f1=r-1 и f2=N, т.е. f1=3-1 и f2=8, и заданном уровне значимости p=0,05.
В нашем случае GT=0,51. Так как GT >GP, гипотеза об однородности дисперсии принимается.
Таблица 19
Результаты испытаний и
Номер опыта |
Показатель фильтрации, см3/30 мин |
`Yuv–Yu |
(`Yuv–Yu )2 |
Su2 | |||||||
|
Yu1 |
Yu2 |
Yu3 |
`Yu |
Yu1–`Yu |
Yu2–`Yu |
Yu3–`Yu |
(Yu1–`Yu)2 |
(Yu2–`Yu)2 |
(Yu3–`Yu)2 | ||
|
1 |
15 |
17 |
18 |
16,7 |
-1,7 |
+0,3 |
+1,3 |
2,89 |
0,09 |
1,69 |
2,34 |
2 |
10 |
12 |
11 |
11 |
-1 |
+1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
3 |
12 |
11 |
13 |
12 |
0 |
-1 |
+1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
4 |
10 |
12 |
9 |
10,3 |
-0,3 |
+1,7 |
-1,3 |
0,09 |
2,89 |
1,69 |
2,34 |
5 |
10 |
9 |
11 |
10 |
0 |
-1 |
+1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
6 |
8 |
9 |
11 |
9,3 |
-1,3 |
-0,3 |
+1,7 |
1,69 |
0,09 |
2,89 |
2,34 |
7 |
7 |
9 |
10 |
8,7 |
-1,7 |
+0,3 |
+1,3 |
2,89 |
0,09 |
1,69 |
2,34 |
8 |
5 |
8 |
6 |
6,3 |
-1,3 |
+1,7 |
-0,3 |
1,69 |
2,89 |
0,09 |
2,34 |
å |
84,3 |
14,7 | |||||||||