Системы разработки нефтяных месторождений. Проверка знаний

Вопрос 1. Дайте определение понятию «нефтяные и нефтегазовые месторождения».
Ответ.
Нефтяные и нефтегазовые месторождения — это промышленные скопления углеводородов в земной коре, приуроченные к одной или нескольким локализованным геологическим структурам, т.е. структурам находящимся вблизи одного и того же географического пункта. Залежи углеводородов, входящие в месторождения, обычно находятся в пластах или массивах горных пород, имеющих различное распространение под землей, часто — различные геолого-физические свойства. Во многих случаях отдельные нефтегазоносные пласты разделены значительными толщами непроницаемых пород или находятся только на отдельных участках месторождения.
Словарь нефтегазовых терминов здесь.

Вопрос 2. Дайте определение понятию «объект разработки месторождения».
Ответ.
Объект разработки — это искусственно выделенное в пределах разрабатываемого месторождения геологическое образование (пласт, массив, структура, совокупность пластов), содержащее промышленные запасы углеводородов, извлечение которых из недр осуществляется при помощи определенной группы скважин.

Вопрос 3. Каковы основные особенности объекта разработки?
Ответ.
Основные особенности объекта разработки — наличие в нем промышленных запасов нефти и определенная, присущая данному объекту группа скважин, при помощи которых он разрабатывается.

Вопрос 4. На какие виды подразделяют объекты разработки?
Ответ
. Объекты разработки иногда подразделяют на следующие виды: самостоятельный, т.е. разрабатываемый в данное время, и возвратный, т.е. тот, который будет разрабатываться скважинами, эксплуатирующими в этот период другой объект.

Вопрос 5. Что понимают под системой разработки месторождения?
Ответ.
Под системой разработки месторождения понимают совокупность технологических и технических мероприятий, направленных на извлечение нефти, газа, конденсата и попутных компонентов из пласта, и управление этим процессом.
В зависимости от количества, мощности, типов и фильтрационной характеристики коллекторов, глубины залегания каждого из продуктивных пластов, степени их гидродинамической сообщаемости и т.д. Система разработки месторождений предусматривает выделение в его геологическом разрезе одного, двух и более объектов разработки (эксплуатационных объектов). При выделении на месторождении двух или более объектов для каждого из них обосновывается своя рациональная система разработки.

Вопрос 6. Какую систему разработки месторождения называют рациональной?
Ответ.
Рациональной называют систему разработки, которая обеспечивает наиболее полное извлечение из пластов флюидов при наименьших затратах. Она предусматривает соблюдение правил охраны недр и окружающей среды, учитывает природные, производственные и экономические особенности района.

Вопрос 7. Что включает в себя система разработки месторождения?
Ответ.
Система разработки включает в себя схему и план разбуривания залежей с учетом мероприятий по воздействию на пласт.
Схема разбуривания – это схема расположения скважин на залежи и расстояние между скважинами. План разбуривания предусматривает объемы, место и очередность бурения скважин. Мероприятия по воздействию на пласт определяют систему воздействия (расположение скважин ППД) и методы повышения нефтеотдачи.
Сокращения наименований в нефтяной промышленности здесь.

Вопрос 8. Какие виды заводнения применяются в настоящее время?
Ответ.
В настоящее время применяются следующие виды заводнения:
Законтурное – нагнетательные скважины располагаются за контуром нефтеносности. Применяется для небольших залежей с хорошими коллекторскими свойствами.
Приконтурное – нагнетательные скважины располагаются на некотором удалении от контура нефтеносности в пределах водонефтяной части залежи. Условия применения те же, что и для законтурного заводнения, но при значительной ширине водонефтяной зоны.
Внутриконтурное заводнение – имеет целый ряд разновидностей:
блоковое заводнение — нефтяную залежь разрезают на полосы (блоки) рядами нагнетательных скважин, в пределах которых размещают ряды нагнетательных скважин, в пределах которых размещают ряды добывающих скважин такого же направления.
Ширину блоков выбирают от 4 до 1,5 км в соответствии с коллекторскими свойствами пласта. Количество рядов добывающих скважин в блоке 3 (трехрядное) и 5 (пятирядное заводнение).
Разновидностями блокового заводнения являются:
осевое заводнение – для узких вытянутых залежей;
центральное заводнение – для небольших залежей круглой формы;
кольцевое заводнение – для больших круглых залежей;
очаговое и избирательное заводнение – для усиления воздействия на слабо выработанные участки залежи;
барьерное заводнение – применяется для изоляции газовой шапки от нефтяной части залежи;
площадное заводнение – разновидность внутриконтурного заводнения, при котором в условиях общей равномерной сетки скважин нагнетательные и добывающие скважины чередуются в строгой закономерности, установленной проектным документом на разработку. Эта система разработки обладает большей активностью по сравнению с вышеуказанными системами. Применяют несколько вариантов формы сеток и взаимного расположения нагнетательных и добывающих скважин, при которых системы разработки характеризуются различной активностью, т.е. разной величиной отношения количеств нагнетательных и добывающих скважин. Самыми распространенными являются 5-точечная, 7-точечная и 9-точечная системы, расстояние между скважинами 300, 400, 500, 600 и 700 метров.

Литература.
1. Разработка нефтяных месторождений. Ю.П. Желтов.
2. Справочная книга по добыче нефти. Под редакцией С.Н. Матвеева.

Технико-экономические показатели и документация на строительство скважины. Проверка знаний

Вопрос 1. Порядок разработки плана-графика строительства скважин.
Ответ.
Основным документом, определяющим производственную программу бурового предприятия, является план-график строительства скважин. В нем дается распределение общего объема работ по скважинам и элементам цикла их строительства с указанием календарных сроков выполнения отдельных видов работ. Порядок его разработки следующий. План-график строительства скважин разрабатывают по единой форме, обязательной для буровых предприятий. Он должен быть составлен с учетом следующих условий: между окончанием работ на одной скважине и началом работ на другой не должно быть простоев; на новой скважине проведены подготовительные работы; буровая бригада переходит на другую скважину, где уже смонтирована установка для бурения скважин.
Для составления плана-графика необходимо знать продолжительность отдельных элементов строительства для скважин каждого типа.

Вопрос 2. Что из себя представляет технологический график проходки скважины?
Ответ.
При построении технологического графика по ординате откладывают проходку в метрах (глубина скважины), по абсциссе — плановую продолжительность бурения в сутках. Участки графика, расположенные параллельно оси абсцисс, отражают продолжительность работ, не связанных непосредственно с разбуриванием пород (крепление скважины, электроизмерительные работы), наклонные участки характеризуют процесс углубления скважины во времени. Используя график, можно установить дату начала и окончания бурения скважины.

Вопрос 3. Какие документы должны быть в наличии в момент начала бурения скважины?
Ответ.
Бурение скважины может быть начато при наличии на буровой следующих документов:
• геолого-технического наряда;
• режимно-технологической карты или проекта бурения;
• акта о вводе в эксплуатацию буровой установки с разрешением на начало бурения государственного надзорного органа;
• наряда на буровые работы.

Вопрос 4. Какие данные содержит геологическая часть геолого-технического наряда?
Ответ.
Геолого-технический наряд (ГТН) состоит из двух частей:
• геологической,
• технической.
Геологическая часть кроме конструкции скважины содержит следующие данные:
• горизонты, глубины, характер пород и углы падения пластов, которые будут пройдены скважиной;
• интервалы, которые будут буриться с отбором керна и удалением шлама из промывочной жидкости;
• глубина замера кривизны и производства каротажных работ;
• интервалы глубин, на которых могут ожидаться нефтегазоводопроявления, поглощения ПЖ и другие осложнения, связанные с нарушением целостности ствола;
• поинтервальное качество промывочной жидкости (плотность, вязкость, водоотдача и процент содержания песка);
• способ испытания на герметичность эксплуатационной колонны, а также интервал прострела отверстий.

Вопрос 5. Каково предназначение бурового журнала?
Ответ.
Буровой журнал заполняется каждой сменой (вахтой) и в хронологическом порядке содержит изложение всех процессов от начала до окончания бурения скважины. В журнал подробно вносятся все виды геолого-технических осложнений, применявшиеся методы борьбы с ними и расходы материалов.
В настоящее время заполнение бурового журнала осуществляется с помощью программных продуктов, например, различных интегрированных систем проектирования скважин и составления отчетов. Такие системы состоят из комплекта программ инженерного анализа, средств создания проектов и модуля базы данных бурения. Прикладные программы имеют схожие интерфейсы и совместно используют информацию об активной скважине. Вся введенная пользователем информация используется во всех модулях.

Вопрос 6. Какие выводы можно сделать при анализе значений технической, коммерческой и цикловой скоростей?
Ответ.
Техническая скорость (wт) отражает технические и технологические возможности буровых установок, способов, режимов бурения буровой бригады:
wт = L / τпр,
где L — глубина скважины, м:
τпр — производительное время работы буровой бригады (мес.), оно включает все время механического бурения, спускоподьемных операций, крепления, нормативное время на ремонт, вспомогательные работы и т. д.
Коммерческая (общая) скорость (wк) определяет, сколько скважин, тысяч метров пробурено буровой бригадой за месяц, квартал, год, сколько бригад надо иметь, чтобы выполнить план и т. д.
wк = L / τк,
где τк — календарное время от начала подготовительных работ к бурению до сдачи скважины в эксплуатацию (или бригадам по испытанию скважин), мес.
Цикловая скорость (wц) характеризует использование буровых установок, являющихся основными фондами. Она позволяет определить, сколько буровых установок необходимо иметь для выполнения планового объема работ:
wц = L / τц,
где τц — календарное время от начала строительно-монтажных работ до окончания демонтажа буровой установки, мес.
Общий уровень организации буровых, строительно-монтажных работ четко проясняется при сравнении цикловой, коммерческой и технической скоростей бурения. Чем лучше организация строительно-монтажных работ, тем ближе wц и wк; чем совершеннее технология бурения, меньше аварий, тем wк ближе к wт.
В частности, эффективность шарошечного бурения оценивается сменной или месячной проходкой на буровую установку, проходкой на шарошечное долото до его замены. Эти показатели в зависимости от крепости пород и области применения изменяются в широких пределах. По технико-экономическим показателям шарошечное бурение превосходит другие способы бурения.

Источник: Бурение нефтяных и газовых скважин: учебное пособие / К.А. Карпов

Колтюбинговые технологии. Проверка знаний

Вопрос 1. Какие технологии называют колтюбинговыми?
Ответ.
Колтюбинговые технологии — использование в буровом деле длинномерных безмуфтовых труб (ДБТ). Колтюбинг — труба намотанная на катушку.

Вопрос 2. Перечислите основные преимущества при использовании в бурении колтюбинговых труб.
Ответ.
При разработке и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений колтюбинговые технологии позволяют производить ремонт нефтяных и газовых скважин под давлением без нарушения (остановки) их режима эксплуатации (проводить ремонтные и технологические операции без глушения скважин и подъема колонны насосно-компрессорных труб). Помимо этого, применяются колтюбинговые технологические операции в нагнетательных скважинах, при бурильных работах (от бурения гибкими трубами дополнительных горизонтальных стволов из колонны старой скважины до полного технологического цикла построения скважин), при освоении скважин, геофизических в сильно искривленных и горизонтальных участках ствола скважины и других работах.
Время на проведение работ колтюбинговыми установками уменьшают общие затраты на ремонт, сокращает простои скважин, дают возможность проводить многие технологические операции, недоступные традиционными методами и, в конечном итоге, увеличивают добычу нефти и газа.
Кроме того, применение колтюбинговых установок значительно снижается риск загрязнения окружающей среды в связи с использованием длинномерных безмуфтовых труб.
Широко известные преимущества, предоставляемые технологией колтюбинга, приобретают еще большую ценность при бурении микроскважин (диаметром менее 12 см).
Мобильные буровые колтюбинговые установки, оборудованные миниатюрными буровыми инструментами, способны снизить стоимость и увеличить скорость бурения, а также значительно уменьшить негативное воздействие на окружающую среду по сравнению с обычными роторными установками. Подобных преимуществ удается добиться благодаря: ускорению процесса ввода оборудования в скважину и его последующего вывода, уменьшению размеров бурового оборудования, увеличению скорости проходки — до 60 м/ч, ускорению процесса монтажа и демонтажа установок на месте проведения работ, а также меньшему количеству персонала, чем при использовании роторных установок, что сокращает затраты и на рабочую силу.

Вопрос 3. Опишите особенности технологии бурения на депрессии с применением колтюбинговой технологии.
Ответ.
Бурение осуществляется с применением закрытой циркуляционной системы, а в качестве промывочных жидкостей используются несколько типов промывочных жидкостей (ПЖ), в том числе раствор на нефтяной основе, разбавленный азотом. Для поддержания требуемого давления ПЖ в призабойной зоне и регулирования его значения на устье скважины создается избыточное давление, которое поддерживается управляемой системой дросселирования. Таким образом, забойное давление регулируется двумя способами: увеличением или уменьшением избыточного давления на устье или обеспечением необходимой плотности ПЖ, которая достигается ее аэрацией инертным газом (азотом).
Процессом бурения управляют два специалиста: оператор колтюбинговой установки, оператор по режиму бурения и промывочной жидкости.
Оператор колтюбинговой установки размещается в кабине управления, в которой на экране компьютеров отображается информация со всех контрольно-измерительных приборов. Кабина размещена за барабаном с гибкой трубой на одной линии с устьем скважины. Оператор по режиму бурения отвечает за работу циркуляционной системы, контролирует параметры циркулирующей ПЖ и обеспечивает заданный уровень депрессии. Оператор по режиму бурения размещается в отдельной кабине, где на информационном табло компьютера отображается информация со всех наземных датчиков.
Информация с забойной телеизмерительной системы и наземных датчиков позволяет определить положение долота относительно продуктивного интервала, а управляемый с устья отклонитель позволяет оперативно вносить коррективы в траекторию ствола скважины.

Источник: Бурение нефтяных и газовых скважин: учебное пособие / К.А. Карпов