Басарыгин Ю.М., Булатов А.И., Проселков Ю.М. Бурение нефтяных и газовых скважин

Бурение нефтяных и газовых скважин

 Басарыгин Ю.М., Булатов А.И., Проселков Ю.М.

Год выпуска: 2002
Издательство: ООО "Недра-Бизнесцентр"
ISBN: 5-8365-0128-9
Формат: PDF
Качество: eBook (изначально компьютерное)
Количество страниц: 632
Описание: Рассмотрены горно-геологические условия бурения нефтяных и газовых скважин. Описаны все элементы бурового инструмента, способы цементирования скважин, материалы и химические реагенты для тампонажных растворов. Рассмотрены режимы бурения. Описаны процессы наклонного и горизонтального бурения.
Для студентов нефтегазовых вузов и университетов. 

---

Оглавление

Предисловие............................................................................................................................................ 3

ГЛАВА 1. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О СТРОИТЕЛЬСТВЕ СКВАЖИН................................................ 5

ГЛАВА 2. ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ БУРЕНИЯ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ

СКВАЖИН............................................................................................................................................... 28

ГЛАВА 3. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЕ ИНСТРУМЕНТЫ............................................................... 46

3.1. Шарошечные долота...................................................................................................................... 46

3.2. Лопастные долота........................................................................................................................... 56

3.3. Фрезерные долота.......................................................................................................................... 60

3.4. Долота ИСМ..................................................................................................................................... 61

3.5. Алмазные долота............................................................................................................................. 65

3.6. Шарошечные бурильные головки.............................................................................................. 68

3.7. Лопастные, фрезерные и твердосплавные бурильные головки.......................................... 72

3.8. Алмазные бурильные головки и бурильные головки ИСМ................................................. 73

3.9. Керноприемный инструмент....................................................................................................... 75

3.10. Расширители.................................................................................................................................. 78

3.11. Калибрующе-центрирующий инструмент.............................................................................. 78

ГЛАВА 4. ЗАБОЙНЫЕ ДВИГАТЕЛИ.................................................................................................. 80

4.1. Забойные гидравлические двигатели......................................................................................... 81

4.1.1. Турбинное бурение. Турбобуры....................................................................................... 82

4.1.2. Бинтовые забойные двигатели.......................................................................................... 97

ГЛАВА 5. БУРИЛЬНАЯ КОЛОННА.................................................................................................... 115

5.1. Трубы бурильные ведущие.......................................................................................................... 116

5.2. Трубы бурильные с высаженными концами и муфты к ним............................................. 122

5.3. Замки для бурильных труб с высаженными концами.......................................................... 132

5.4. Трубы бурильные с приваренными замками.......................................................................... 134

5.5. Легкосплавные бурильные трубы............................................................................................... 138

5.6. Утяжеленные бурильные трубы.................................................................................................. 143

5.7. Переводники для бурильных колонн......................................................................................... 148

5.8. Резиновые кольца для бурильных труб.................................................................................... 151

5.9. Обратные клапаны для бурильных труб................................................................................... 152

5.10. Опорно-центрирующие элементы............................................................................................ 154

5.11. Общие принципы и методика расчета бурильных колонн................................................ 156

5.12. Эксплуатация бурильных труб.................................................................................................. 159

ГЛАВА 6. РАЗРУШЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД.................................................................................... 165

6.1. Общие положения.......................................................................................................................... 165

6.2. Механические и абразивные свойства горных пород.......................................................... 167

6.3. Блияние всестороннего давления, температуры и водонасыщения на некоторые свойства горных пород......................................................................................................................... 178

6.4. Основные закономерности разрушения горных пород........................................................ 180

6.5. Блияние показателей свойств и типов буровых растворов на скорость бурения......... 182

6.6. Блияние режима промывки на скорость бурения................................................................. 187

6.7. Режимы бурения............................................................................................................................. 192

ГЛАВА 7. ПРОМЫВКА СКВАЖИН И БУРОВЫЕ РАСТВОРЫ.................................................... 205

7.1. Функции процесса промывки скважин.................................................................................... 210

7.2. Реагенты и добавки для регулирования свойств буровых промывочных растворов .... 213

7.3. Буровые промывочные растворы............................................................................................... 224

7.3.1. Буровые растворы на водной основе.............................................................................. 226

7.3.2. Ингибирующие растворы................................................................................................... 229

7.3.3. Соленасыщенные растворы............................................................................................... 236

7.3.4. Растворы на нефтяной основе........................................................................................... 237

7.3.5. Газообразные промывочные агенты................................................................................ 241

7.3.6. Тяжелые жидкости............................................................................................................... 243

7.4. Приготовление, очистка буровых растворов........................................................................... 244

7.4.1. Основные материалы для приготовления базовых буровых промывочных растворов................................................................................................................................................. 244

7.4.2. Приготовление буровых растворов................................................................................. 251

7.4.3. Очистка бурового раствора от шлама............................................................................. 254

7.4.4. Очистка бурового раствора от газа................................................................................. 265

7.4.5. Регулирование содержания и состава твердой фазы в буровом растворе............ 271

ГЛАВА 8. ОСЛОЖЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ УГЛУБЛЕНИЯ СКВАЖИНЫ...................................... 274

8.1. Поглощения жидкостей в скважине.......................................................................................... 275

8.1.1. Причины возникновения поглощений............................................................................ 275

8.1.2. Методы изучения поглощающих горизонтов................................................................ 276

8.1.3. Предупреждение и профилактика поглощений буровых и тампонажных растворов................................................................................................................................................. 283

8.2. Газонефтеводопроявления............................................................................................................ 298

8.2.1. Поступление газа в скважину при бурении.................................................................. 299

8.3. Осложнения, связанные с нарушением целостности стенок скважины.......................... 309

8.4. Прихваты бурильных и обсадных колонн................................................................................ 313

8.5. Осложнения при бурении в многолетнемерзлых породах (ММП).................................... 319

8.5.1. Распространенность и характеристика ММП............................................................... 319

8.5.2. Осложнения, связанные с физико-химическим воздействием на ММП............... 322

8.5.3. Осложнения, связанные с тепловым взаимодействием бурящейся скважины и

ММП .................................................................................................................................................. 324

ГЛАВА 9. ОСНОВЫ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ В БУРЕНИИ........................................... 327

9.1. Гидромеханические свойства и реологические модели жидкостей................................... 327

9.2. Очистка бурящейся скважины от шлама................................................................................. 330

9.2.1. Транспортирование шлама на поверхность................................................................... 330

9.2.2. Определение скорости осаждения частиц выбуренной породы в буровых растворах................................................................................................................................................. 331

9.3. Местные гидродинамические потери в циркуляционной системе.................................... 337

9.4. Гидравлический расчет циркуляционной системы при бурении с промывкой несжимаемыми жидкостями ................................................................................................................... 339

9.5. Расчет потерь давления в элементах циркуляционной системы........................................ 342

9.6. Определение потерь давления в долоте. Быбор гидромониторных насадок................... 344

ГЛАВА 10. БУРЕНИЕ НАКЛОННО НАПРАВЛЕННЫХ И ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН ......................................................................................................................................................... 346

10.1. Цели и задачи направленного бурения скважин................................................................. 346

10.2. Основы проектирования направленных скважин................................................................ 347

10.2.1. Быбор конфигурации (трассы) направленной скважины........................................ 348

10.2.2. Обоснование проекций ствола направленной скважины........................................ 350

10.2.3. Быбор элементов конструкции направленной скважины ....................................... 353

10.2.4. Особенности профилей горизонтальных скважин.................................................... 354

10.2.5. Проектирование траектории направленных скважин.............................................. 355

10.3. Факторы, определяющие траекторию перемещения забоя скважины........................... 360

10.4. Забойные компоновки для изменения направления бурения ствола скважины ......... 365

10.5. Методы и устройства контроля траектории направленных скважин............................. 367

10.6. Изменение курса ствола скважины......................................................................................... 382

10.6.1. Отклоняющий инструмент.............................................................................................. 382

10.6.2. Ориентирование отклонителей...................................................................................... 386

ГЛАВА 11. ОПРОБОВАНИЕ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ГОРИЗОНТОВ В ПЕРИОД ПРОХОДКИ

СТВОЛА СКВАЖИНЫ.......................................................................................................................... 396

11.1. Испытатели пластов на бурильных трубах............................................................................ 396

11.2. Многоцикловые испытатели пластов....................................................................................... 402

11.3. Комплекс оборудования КИОД-110......................................................................................... 404

11.4. Приспособление для селективного испытания пластов УСПД-146-168.......................... 405

11.5. Основные узлы испытателя пластов........................................................................................ 405

11.5.1. Гидравлический испытатель пласта ИПГ...................................................................... 405

11.5.2. Запорно-поворотные клапаны......................................................................................... 407

11.5.3. Гидравлические яссы......................................................................................................... 408

11.5.4. Пакеры механического действия для испытателей пластов.................................... 409

11.5.5. Опорные якоря.................................................................................................................... 410

11.5.6. Механический пакер ПМ................................................................................................. 412

11.5.7. Пакеры резиново-металлического перекрытия ПРМП-1......................................... 415

11.5.8. Уравнительный клапан пакера........................................................................................ 416

11.5.9. Безопасные замки............................................................................................................... 416

11.6. Устьевое оборудование............................................................................................................... 417

11.7. Испытатели пластов на кабеле.................................................................................................. 418

11.8. Испытатели пластов на базе струйных аппаратов............................................................... 423

ГЛАВА 12. ПЕРВИЧНОЕ ВСКРЫТИЕ ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ ........................................ 426

12.1. Разбуривание (вскрытие) продуктивного пласта.................................................................. 426

12.2. Технологические факторы, обеспечивающие вскрытие продуктивного пласта........... 427

12.2.1. Изменение гидродинамического давления в скважине при вскрытии пласта 428

12.3. Изменение проницаемости призабойной зоны пласта. Буровые растворы для вскрытия продуктивного пласта......................................................................................................... 429

12.4. Особенности заканчивания скважин на газовых и газоконденсатных месторождениях........................................................................................................................................................... 436

12.5. Заканчивание горизонтальных скважин ................................................................................ 441

12.6. Быбор типа бурового раствора для вскрытия продуктивных пластов............................ 443

ГЛАВА 13. КРЕПЛЕНИЕ СКВАЖИН................................................................................................. 445

13.1. Условия работы обсадных колонн............................................................................................ 445

13.2. Обсадные трубы............................................................................................................................ 447

13.3. Принципы проектирования конструкции скважины.......................................................... 454

13.3.1. Методы проектирования конструкций скважин........................................................ 460

13.4. Расчет эксплуатационных колонн. Определение наружного давления.......................... 464

13.5. Типы конструкций забоев скважин......................................................................................... 470

13.6. Технология крепления скважин обсадными колоннами .................................................... 473

ГЛАВА 14. ЦЕМЕНТИРОВАНИЕ СКВАЖИН.................................................................................. 492

14.1. Первичные способы цементирования..................................................................................... 497

14.2. Повторные (исправительные) способы цементирования скважин.................................. 503

14.3. Материалы и химические реагенты для тампонажных растворов .................................. 504

14.3.1. Тампонажный портландцемент....................................................................................... 505

14.3.2. Специальные тампонажные цементы ........................................................................... 507

14.4. Основные свойства цементного раствора и камня.............................................................. 511

14.5. Общие положения технологии цементирования скважин................................................. 515

14.6. Основы расчета первичного цементирования обсадных колонн..................................... 528

14.7. Заключительные работы после цементирования.................................................................. 532

14.8. Основы технологии установки цементных мостов.............................................................. 534

ГЛАВА 15. ОСВОЕНИЕ И ИСПЫТАНИЕ СКВАЖИН ................................................................... 539

15.1. Технико-технологическая характеристика условий проведения перфорации. Перфораторы................................................................................................................................................. 540

15.2. Блияние условий в скважине на эффективность вскрытия пластов перфорацией 545

15.3. Быбор плотности перфорации и типоразмера перфоратора ............................................ 549

15.4. Блияние типа буровых растворов и специальных жидкостей на качество вторичного вскрытия продуктивных пластов.............................................................................................. 552

15.5. Бызов притока нефти и газа из продуктивного пласта...................................................... 555

15.5.1. Технология освоения скважин с использованием азотных газификационных установок типа АГУ-8К.................................................................................................................. 564

15.5.2. Технология вызова притока из пласта пенами с использованием эжекторов 566

15.5.3. Свабирование (поршневание) ......................................................................................... 570

15.6. Исследование скважины в процессе освоения..................................................................... 571

ГЛАВА 16. БУРОВОЕ И ЦЕМЕНТИРОВОЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ............................................ 573

16.1. Буровые установки и оборудование........................................................................................ 573

16.1.1. Буровые установки ОАО «Уралмаш»............................................................................ 575

16.1.2. Буровые установки ОАО «Болгоградский завод буровой техники»...................... 597

16.1.3. Циркуляционная система ................................................................................................. 604

16.2. Параметры и комплектность циркуляционных систем ...................................................... 605

16.2.1. Блоки циркуляционных систем производства АООТ «Болгоградский завод

буровой техники» ........................................................................................................................... 611

16.3. Оборудование для цементирования скважин ....................................................................... 613

16.3.1. Установки смесительные.................................................................................................. 613

16.3.2. Установки насосные и цементировочные агрегаты................................................... 622

16.3.3. Станция контроля цементирования............................................................................... 626

Список литературы ............................................................................................................................... 629