Курсовая с практикой на тему Оценка качественных характеристик цементирования скважины

Содержание:

Введение 2

1. Основы цементирования скважин. Актуальность 3

1.1 Требования к цементированию скважин 3

1.2. Конструктивная схема цементирования скважин 7

2. Использование качественных методов исследования скважин 13

3. Анализ качественных характеристик оборудования для цементирования скважин 13

3.1. Анализ и сравнение отечественных и зарубежных аналогов оборудования. Эксплуатационные, конструкционные особенности 16

3.2. Анализ нормативно — технической документации (НТД) 20

3.2.1. Отечественная НТД (Федеральные законы, технические регламенты, ГОСТы, ОСТы, ТУ, СТО, ТЗ, РД и др.) 20

3.2.2. Зарубежные НТД (API, ISO, TUV и др.) 21

3.2.3. Сопоставимый анализ отечественной и зарубежной НТД 22

4. Определение качества цементирования скважин 24

Заключение 26

Список литературы 27

Введение:

Добыча нефти и газа — ведущего углеводородного сырья — невозможна без процесса бурения скважин, одно из центральных мест в котором занимает операция цементирования. Качество цементирования скважин обеспечивается, прежде всего, качеством оборудования и тампонажного раствора. В работе рассматриваются основные характеристики оборудования, используемого в процессе цементирования скважины: насос цементировочной установки, коллектор, трубы обсадной колонны и тампонажный раствор. Представленный анализ отечественной и зарубежной нормативно-технической документации позволяет сделать выводы о конкурентоспособности качества цементирования скважин в России по сравнению с зарубежными аналогами.

Некоторые публикации иллюстрируют технологические пробелы в отрасли, а также необходимость дальнейшего развития процессов квалификации, связанных с целостностью скважин [8] [9] [10]. Одним из таких недостатков является отсутствие количественной оценки цементирования и целостности скважины, особенно когда суммарная длина цемента, зафиксированная в скважине, ниже заявленных требований.

Однако совершенствование технологии цементирования, а также внедрение количественных методов оценки качества скважины, позволит проводить восстановление скважины, поскольку средний возраст месторождения увеличивается, и в будущем большое количество скважин может быть заброшено.

В работе в разделе 1 представлены требования к цементированию скважин и цементного барьера. Раздел 3 посвящен анализу нормативно-технической документации и применяемому оборудованию. В разделе 4 рассматриваются вопросы и определение качества цеменирования с учетом оценки качества оператором.

Заключение:

Оценка качества цементирования скважины по количественным показателям является реальной проблемой для оператора, особенно когда совокупная учтенная длина цемента ниже требований проекта цементирования. Эта специальная методология и связанные с ней результаты являются дополнительным преимуществом для оператора с более полными результатами и соответствующими показателями для поддержки принятия оперативных решений при цементировании скважины с возможностью долгосрочного управления показателями целостности скважины и обеспечения экономии средств за счет использования меньшего количества дней работы буровой установки и связанных с этим затрат.

Совершенствование технологии цементирования с точки зрения испытаний, особенно на стороне каротажа обсаженных скважин, может открыть возможности для дальнейшего развития метода с точки зрения:

• Интеграции дефектов (дымоход, грязевой канал, микротрубчатое пространство;

• Корреляции между данными журнала и транспортными свойствами цемента;

• Наличия «плохой цементной» длины (высокопроницаемого цемента) в затрубном пространстве, что влияет на оценки расхода, однако, на сегодняшний день игнорируется (до тех пор, пока технология каротажа не позволит количественно определить дефекты цемента);

• Учета неопределенностей с помощью вероятностного подхода.

Фрагмент текста работы:

1. Основы цементирования скважин. Актуальность

1.1 Требования к цементированию скважин

Требования к высоте цемента для первичных цементных работ, или затрубного цемента, указаны в абсолютных значениях в разных частях мира. Например, стандарт «Целостность скважины при бурении и эксплуатации скважин» гласит, что один цементный барьер составляет либо 50 метров при проверке с помощью расчетов смещения, либо 30 метров при проверке с помощью скрепляющих бревен. В требованиях не проводится различия между резервуарами с высоким давлением/температурой и резервуарами с типичными условиями низкого давления/температуры. Время проведения анализа также было проблемой, требующей решения, поскольку запуск существующих в отрасли инструментов (FEM-анализ и т.д.) может занять довольно много времени. Кроме того, также возможно выполнить предварительный анализ операций, и различные заранее определенные интервалы длины цемента могут быть сопоставлены с требованиями или другими верхними допустимыми случаями.

Наряду с поддержанием обсадной колонны в стволе скважины, цемент предназначен для изоляции зон, что означает, что он предотвращает сообщение каждой из зон проникновения и их жидкостей с другими зонами. Чтобы сохранить изолированность зон, важно учитывать ствол скважины и его свойства при проектировании цементных работ.

Глубина

Глубина скважины влияет на состав цементного раствора, поскольку она влияет на следующие факторы: количество задействованных скважинных жидкостей, объем скважинных жидкостей, давление трения, гидростатическое давление, температура.

Глубина скважины также определяет размер скважины и размер обсадной колонны. Чрезвычайно глубокие скважины имеют свои особые проблемы проектирования из-за: высоких температур, высоких давлений, агрессивных жидкостей, геометрии ствола скважины.

Геометрия ствола скважины важна для определения количества цемента, необходимого для операции цементирования. Размеры отверстий могут быть измерены с использованием различных методов, в том числе: акустические суппорты, штангенциркули с электроприводом, гидравлические суппорты.

Геометрия открытой скважины может указывать на неблагоприятные (нежелательные) условия, такие как размывы. геометрия ствола скважины и размеры обсадной колонны определяют кольцевой объем и необходимое количество жидкости.

Форма отверстия также определяет зазор между обсадной колонной и стволом скважины. Это кольцевое пространство влияет на эффективность вытеснения бурового раствора. Минимальное кольцевое пространство от 0,75 до 1,5 дюйма. (рекомендуется использовать диаметр отверстия на 2-3 дюйма больше диаметра корпуса). Меньшие кольцевые зазоры ограничивают характеристики потока и, как правило, затрудняют вытеснение жидкостей.

Другим аспектом геометрии отверстия является угол отклонения. Угол отклонения влияет на истинную вертикальную глубину и температуру. Сильно отклоненные стволы скважин могут быть сложными, поскольку обсадная колонна с меньшей вероятностью будет центрирована в стволе скважины, и вытеснение жидкости становится затруднительным.

Проблемы, возникающие из-за изменений геометрии, можно преодолеть, добавив в корпус центраторы. Центраторы помогают центрировать обсадную колонну внутри отверстия, оставляя равное кольцевое пространство вокруг обсадной колонны.

Температура

Температура в стволе скважины имеет решающее значение при проектировании цементных работ. В основном необходимо учитывать три разные температуры:

— температура циркуляции в забое скважины (англ. BHCT);

— забойная статическая температура (англ. BHST);

— перепад температур (разница температур между верхней и нижней частями цементного раствора).

BHCT — это температура, при которой цемент будет подвергаться воздействию, когда он циркулирует мимо нижней части обсадной колонны. BHCT контролирует время, необходимое для схватывания цемента (время загустения). BHCT можно измерить с помощью датчиков температуры, которые циркулируют вместе с буровым раствором. Если фактическую температуру в стволе скважины определить невозможно, BHCT можно оценить, используя температурные графики American Petroleum Inst. (API) RP10B.1 BH ST рассматривает неподвижное состояние, при котором жидкости не циркулируют и не охлаждают ствол скважины. BH ST играет жизненно важную роль в повышении прочности отвержденного цемента.

Разница температур становится существенным фактором, когда цемент укладывается через большой промежуток времени, и между верхним и нижним расположением цемента существуют значительные перепады температур. Из-за различных температур обычно могут быть разработаны два разных цементных раствора, чтобы лучше приспособиться к разнице температур.

Температура циркуляции в забое скважины влияет на следующее: время загустения раствора, реология, потеря жидкости, стабильность (осадка), время установки.

BH ST влияет на повышение прочности при сжатии и целостность цемента в течение срока службы скважины. Знание фактической температуры, с которой столкнется цемент во время укладки, позволяет операторам оптимизировать конструкцию раствора. Тенденция переоценивать количество материалов, необходимых для поддержания цемента в жидком состоянии для перекачки, и количество времени перекачки, необходимого для выполнения работы, часто приводит к ненужным затратам и проблемам с управлением скважиной. Большинство работ по цементированию выполняются менее чем за 90 минут.

Для оптимизации затрат и эффективности перемещения рекомендуется использовать рекомендации, рассмотренные ниже.

Проектирование работ на основе фактических температур циркуляции в скважине.

Субрегистратор температуры в скважине может использоваться для измерения температуры циркуляции в скважине. Вспомогательный регистратор представляет собой запоминающее устройство, которое можно либо опускать по проводу, либо опускать в бурильную трубу и измерять температуру в скважине во время циркуляции перед цементированием. Затем регистратор памяти извлекается из бурильной трубы и измеряется BHCT. Это позволяет точно определять внутрискважинную температуру.

Если определение фактической температуры циркуляции в скважине невозможно, нужно использовать API RP10B для оценки BHCT [1].

Не “дополняйте” фактические измеренные температуры в скважине и не превышайте количество диспергаторов, замедлителей и т. Д. рекомендуется для температуры ствола скважины. При определении количества замедлителя, необходимого для конкретного применения, учитывайте скорость, с которой будет нагреваться суспензия.

Пластовые давления

При бурении скважины нарушается естественное состояние пластов. Ствол скважины создает возмущение там, где раньше существовали только пласты и их естественные силы. На этапах планирования цементных работ необходимо знать определенную информацию о пороговом давлении, давлением разрыва, характеристик породы.

Как правило, эти факторы будут определены во время бурения. Плотность буровых растворов при правильно сбалансированном бурении может быть хорошим показателем ограничений ствола скважины.