Při přípravě na cestu na místo vrtání se vyčistí měřicí nádrže jednotek, zkontrolují se rozměry pouzder válců a pístů cementovacích čerpadel na dodržení očekávaného tlaku, přítomnost a provozuschopnost vysokotlakých a nízkotlakých manometrů, pojistné ventily a uzavírací zařízení a u strojů na míchání cementu rozměry trysek odpovídají stanovené hustotě cementových suspenzí.
Cementovací hlavy jsou vybaveny manometry, vysokotlakými ventily a jsou předtlakovány na jedenapůlnásobek maximálního provozního tlaku, který se očekává při cementování.
1.3 Příprava na proces cementování
Příprava na cementování se provádí současně s přípravou na provoz a za chodu kolony. Podílí se na něm vrtná četa, UBR BPO a injektážní kancelář nebo dílna.
Umístění a potrubí cementovacího zařízení na vrtné soupravě se provádí v souladu se schváleným standardním schématem (obrázek 1) a zajišťuje horizontální umístění cementačních jednotek.
Při cementování pomocí kalibrační nádrže je ke každému míchacímu stroji na cement připojena jedna jednotka, která čerpá cementový roztok do kalibrační nádrže. Pro čerpání cementové kaše do vrtu jsou u dosazovací nádrže instalovány jednotky, jejichž počet odpovídá počtu míchacích strojů na cement.
Pro plnění odměrných nádrží cementačních jednotek záměsovou vodou a výtlačnou kapalinou jsou nejprve položena přijímací potrubí, poté vysokotlaká potrubí z jednotek do rozdělovacího bloku a cementovací hlavy.
U přídavných nádob se záměsovou vodou jsou instalovány minimálně dvě cementační jednotky, jejichž odměrky se plní vodou po sklopení pláště při proplachování studny.
Plnění odměrek cementačních jednotek jílovým roztokem se provádí po zastavení výplachu studny současně s montáží vysokotlakého potrubí od rozdělovacího bloku k cementovací hlavě.
Potrubí jednotek s cementační hlavou zajišťuje přítomnost samostatného vysokotlakého potrubí pro protlačování horní separační zátky pro čerpání cementové kaše.
Po dokončení montáže jsou vysokotlaké linky natlakovány na jedenapůlnásobek maximálního provozního tlaku očekávaného při cementování.
Umístění a potrubí cementovacího zařízení je plánováno tak, aby doba jejich dokončení souhlasila s koncem pažnicové kolony.
Po dokončení umístění a potrubí cementovacího zařízení musí cementační technik zkontrolovat správnou instalaci cementačních jednotek, míchacích strojů a komunikací.
Kalkulační část.
2.1 Návrh studny.
Provedením studny se rozumí soubor údajů o průměrech a hloubkách pažnicových strun, které zajišťují vrt, průměrech korunek pro vrtání pod těmito strunami, intervalech pro zvedání ucpávkového roztoku za pažnicovými strunami a perforaci. intervaly výrobního řetězce.
Návrh studny musí zajistit splnění zadaného úkolu, tzn. dosažení projektové hloubky, otevření ložiska ropy a zemního plynu a provedení celého plánovaného rozsahu studií a prací ve vrtu, včetně jeho využití v systému rozvoje pole.
Spolehlivost, vyrobitelnost, životnost, produktivita a cena výstavby studny do značné míry závisí na kvalitě navržené konstrukce studny a jejím souladu s geologickými podmínkami.
Pro zajištění stěn studny a vyřešení dalších problémů lze do ní spustit následující sloupky pažnice:
– Směr– zabránit erozi ústí vrtu a organizovat cirkulaci vrtné kapaliny;
– Dirigent – k pokrytí úseku nestabilními kameny a sladkovodními útvary, jakož i k instalaci zařízení pro zabránění výbuchu (BOP) a zavěšení následujících sloupů;
– Mezilehlý (technický) sloupec – k izolaci intervalů studní s neslučitelnými podmínkami vrtání. Potřebná hloubka chodu mezisloup je dána gradienty tlaků v nádrži, tlaky hydraulického štěpení a stabilitou stěn studny;
– Produkční sloupec – izolovat produkční horizont od ostatních hornin, komunikovat těžený útvar s povrchem, ovlivňovat útvar za účelem zintenzivnění přítoku tekutin a umístit potřebné provozní zařízení.
Vývoj designu studny začíná vyřešením dvou problémů.
Stanovení požadovaného počtu pažnicových strun a hloubky sestupu každé z nich.
Zdůvodnění výpočtem jmenovitých průměrů pažnicových strun a průměrů nástrojů pro řezání hornin.
Stanovení požadovaného počtu pažnicových strun a hloubky sestupu každé z nich.
Počet pažnicových řetězců se určuje na základě geologického řezu v místě vrtu, přítomnosti zón, kde je vrtání spojeno s velkými komplikacemi při analýze vzoru změn koeficientů tlakových anomálií v nádrži a indexů absorpce, jakož i na základě dostupnost nashromážděných zkušeností s vrtáním studny. Výsledky studia geologické situace nám umožňují dojít k závěru, že podmínky vrtů jsou neslučitelné, a na tomto základě určit intervaly, které je třeba izolovat.
Na základě dostupných dat je sestrojen graf změn koeficientu tlakové anomálie v nádrži a koeficientu absorpce (koeficient hydraulického lomu). A na tomto grafu jsou identifikovány intervaly, kde je možné projít se stejnou hustotou roztoku.
Hloubka každé pažnicové kolony je specifikována tak, aby její patka byla umístěna v intervalu stabilních monolitických málo propustných hornin, takže zcela pokrývá intervaly slabých hornin, ve kterých může dojít k hydraulickému štěpení při otevření zón s abnormálně vysokým tlakem v nádrži ( AHRP).
V ropném a plynárenském průmyslu existuje nevyslovené nařízení „Bezpečnostní pravidla v ropném a plynárenském průmyslu“, odstavec 2.7.3.3.
2.7.3.3. Hustota vrtné kapaliny v intervalech kompatibilních vrtných podmínek by měla být stanovena na základě vytvoření hydrostatického tlaku ve vrtu sloupcem vrtné kapaliny, který převyšuje formační (pórový) tlak o hodnotu:
– 10 % pro vrty do hloubky 1200 m (intervaly od 0 do 1200 m), ale ne více než 15 kgf/cm2 (1,5 MPa);
– 5 % pro studny s hloubkou větší než 1200 m (intervaly od 1200 do vytvoření produktu), ale ne více než 25 kgf/cm2 (2,5 MPa);
Hustota vrtné kapaliny by měla být co nejblíže gradientu tlaku horniny, ale měla by být v mezích popsaných v odstavci 2.7.3.3. “Bezpečnostní pravidla v ropném a plynárenském průmyslu.” To nám umožní vyvrtat studnu bez hydraulického štěpení. Jinými slovy, na diagramu máme dvě čáry, které charakterizují tlakový gradient atm./m ve vztahu k hloubce. První je tlakový gradient v nádrži, druhý je gradient hydraulického štěpení a naše třetí čára bude charakterizovat hustotu vrtné kapaliny a bude ležet mezi těmito čarami blíže k první (viz obr. 2).
Nyní se musíte rozhodnout o hloubce pláště.
První z nich je „Směr“. Podle tabulky 2.1. Směr by měl pokrývat „Kvartérní systém“, což je 50 metrů. Ale nemůžeme ji snížit přesně o 50 metrů, protože. Potřebujeme, aby trubka byla upevněna zespodu do stabilnější skály, takže přidáme dalších 10 metrů do hloubky, která již bude v „řadě Nekrasov“, což je vrstva s nižším koeficientem kavernóznosti. Hloubka sestupu směru se tedy bude rovnat 60 metrům.
Druhým je „Dirigent“. Hloubka sestupu pro vodiče není tak snadná. Nejprve musíme vodičem zakrýt vodonosné vrstvy, ale i vrstvu nestabilních hornin.Na základě toho pak musíme náš vodič osadit do jílovité horniny v hloubce cca 260 metrů tam, kde končí písky a kde máme jíly dle do tabulky 2.2. K tomu ale přidáme ještě dalších 40 metrů, které nám zajistí fixaci vodiče. Celkem spustíme vodič do hloubky 300 metrů.
Druhým problémem je, že patka vodiče je zranitelným místem pro hydraulické štěpení. Není-li hloubka sestupu dirigenta dostatečná, může tedy v případě neočekávané plynové, olejové a vodní show prorazit ropa skálu pod dirigentovou botou.
Níže uvedený diagram ukazuje, jak dochází k hydraulickému štěpení v důsledku nedostatečné hloubky sestupu vodiče.
Obrázek 1. Schéma hydraulického štěpení hornin pod vodicí botkou.
Pro tento případ je hloubka sestupu vodiče určena výpočtem.
Výpočet hloubky sestupu vodiče.
Tlak hydraulického štěpení pod botkou vodiče je určen vzorcem 1.1
H je hloubka sestupu vodiče (boty), m;
grad – gradient hydraulického tlaku v dané hloubce, atm/m;
Vnitřní tlak v jímce na patce vodiče je určen vzorcem 1.2
L – dno produktivní formace, m;
Dále musíme oba tyto tlaky vyrovnat tak, aby se vnitřní zásobník rovnal tlaku hydraulického štěpení.
Odtud vyjadřujeme H:
Dosadíme číselné hodnoty do vzorce 1.3.
Určili jsme hloubku sestupu vodiče, která je nutná k tomu, aby pod botkou byl vnitřní tlak v zásobníku stejný jako tlak hydraulického štěpení. Pro zajištění spolehlivosti je také nutné vynásobit bezpečnostním faktorem 1,05. V důsledku toho získáme konečnou hloubku sestupu dirigenta.
Naší třetí je „Sloupec operací“. Měl by být snížen do paleozoika, takže bude mít hloubku sestupu 2960 metrů. A stopku spustíme přímo do samotného paleozoika. Podle bezpečnostních předpisů ropného a plynárenského průmyslu musí být o 150 metrů vyšší než výrobní pouzdro boty.
Obrázek 2. Diagram hustot vrtné kapaliny, tlakového gradientu v nádrži a gradientu hydraulického štěpení v závislosti na hloubce. Stejně tak design studny.
Při přípravě na cestu na místo vrtání se vyčistí měřicí nádrže jednotek, zkontrolují se rozměry pouzder válců a pístů cementovacích čerpadel na dodržení očekávaného tlaku, přítomnost a provozuschopnost vysokotlakých a nízkotlakých manometrů, pojistné ventily a uzavírací zařízení a u strojů na míchání cementu rozměry trysek odpovídají stanovené hustotě cementových suspenzí.
Cementovací hlavy jsou vybaveny manometry, vysokotlakými ventily a jsou předtlakovány na jedenapůlnásobek maximálního provozního tlaku, který se očekává při cementování.
1.3 Příprava na proces cementování
Příprava na cementování se provádí současně s přípravou na provoz a za chodu kolony. Podílí se na něm vrtná četa, UBR BPO a injektážní kancelář nebo dílna.
Umístění a potrubí cementovacího zařízení na vrtné soupravě se provádí v souladu se schváleným standardním schématem (obrázek 1) a zajišťuje horizontální umístění cementačních jednotek.
Při cementování pomocí kalibrační nádrže je ke každému míchacímu stroji na cement připojena jedna jednotka, která čerpá cementový roztok do kalibrační nádrže. Pro čerpání cementové kaše do vrtu jsou u dosazovací nádrže instalovány jednotky, jejichž počet odpovídá počtu míchacích strojů na cement.
Pro plnění odměrných nádrží cementačních jednotek záměsovou vodou a výtlačnou kapalinou jsou nejprve položena přijímací potrubí, poté vysokotlaká potrubí z jednotek do rozdělovacího bloku a cementovací hlavy.
U přídavných nádob se záměsovou vodou jsou instalovány minimálně dvě cementační jednotky, jejichž odměrky se plní vodou po sklopení pláště při proplachování studny.
Plnění odměrek cementačních jednotek jílovým roztokem se provádí po zastavení výplachu studny současně s montáží vysokotlakého potrubí od rozdělovacího bloku k cementovací hlavě.
Potrubí jednotek s cementační hlavou zajišťuje přítomnost samostatného vysokotlakého potrubí pro protlačování horní separační zátky pro čerpání cementové kaše.
Po dokončení montáže jsou vysokotlaké linky natlakovány na jedenapůlnásobek maximálního provozního tlaku očekávaného při cementování.
Umístění a potrubí cementovacího zařízení je plánováno tak, aby doba jejich dokončení souhlasila s koncem pažnicové kolony.
Po dokončení umístění a potrubí cementovacího zařízení musí cementační technik zkontrolovat správnou instalaci cementačních jednotek, míchacích strojů a komunikací.
Kalkulační část.
2.1 Návrh studny.
Provedením studny se rozumí soubor údajů o průměrech a hloubkách pažnicových strun, které zajišťují vrt, průměrech korunek pro vrtání pod těmito strunami, intervalech pro zvedání ucpávkového roztoku za pažnicovými strunami a perforaci. intervaly výrobního řetězce.
Návrh studny musí zajistit splnění zadaného úkolu, tzn. dosažení projektové hloubky, otevření ložiska ropy a zemního plynu a provedení celého plánovaného rozsahu studií a prací ve vrtu, včetně jeho využití v systému rozvoje pole.
Spolehlivost, vyrobitelnost, životnost, produktivita a cena výstavby studny do značné míry závisí na kvalitě navržené konstrukce studny a jejím souladu s geologickými podmínkami.
Pro zajištění stěn studny a vyřešení dalších problémů lze do ní spustit následující sloupky pažnice:
– Směr– zabránit erozi ústí vrtu a organizovat cirkulaci vrtné kapaliny;
– Dirigent – k pokrytí úseku nestabilními kameny a sladkovodními útvary, jakož i k instalaci zařízení pro zabránění výbuchu (BOP) a zavěšení následujících sloupů;
– Mezilehlý (technický) sloupec – k izolaci intervalů studní s neslučitelnými podmínkami vrtání. Potřebná hloubka chodu mezisloup je dána gradienty tlaků v nádrži, tlaky hydraulického štěpení a stabilitou stěn studny;
– Produkční sloupec – izolovat produkční horizont od ostatních hornin, komunikovat těžený útvar s povrchem, ovlivňovat útvar za účelem zintenzivnění přítoku tekutin a umístit potřebné provozní zařízení.
Vývoj designu studny začíná vyřešením dvou problémů.
Stanovení požadovaného počtu pažnicových strun a hloubky sestupu každé z nich.
Zdůvodnění výpočtem jmenovitých průměrů pažnicových strun a průměrů nástrojů pro řezání hornin.
Stanovení požadovaného počtu pažnicových strun a hloubky sestupu každé z nich.
Počet pažnicových řetězců se určuje na základě geologického řezu v místě vrtu, přítomnosti zón, kde je vrtání spojeno s velkými komplikacemi při analýze vzoru změn koeficientů tlakových anomálií v nádrži a indexů absorpce, jakož i na základě dostupnost nashromážděných zkušeností s vrtáním studny. Výsledky studia geologické situace nám umožňují dojít k závěru, že podmínky vrtů jsou neslučitelné, a na tomto základě určit intervaly, které je třeba izolovat.
Na základě dostupných dat je sestrojen graf změn koeficientu tlakové anomálie v nádrži a koeficientu absorpce (koeficient hydraulického lomu). A na tomto grafu jsou identifikovány intervaly, kde je možné projít se stejnou hustotou roztoku.
Hloubka každé pažnicové kolony je specifikována tak, aby její patka byla umístěna v intervalu stabilních monolitických málo propustných hornin, takže zcela pokrývá intervaly slabých hornin, ve kterých může dojít k hydraulickému štěpení při otevření zón s abnormálně vysokým tlakem v nádrži ( AHRP).
V ropném a plynárenském průmyslu existuje nevyslovené nařízení „Bezpečnostní pravidla v ropném a plynárenském průmyslu“, odstavec 2.7.3.3.
2.7.3.3. Hustota vrtné kapaliny v intervalech kompatibilních vrtných podmínek by měla být stanovena na základě vytvoření hydrostatického tlaku ve vrtu sloupcem vrtné kapaliny, který převyšuje formační (pórový) tlak o hodnotu:
– 10 % pro vrty do hloubky 1200 m (intervaly od 0 do 1200 m), ale ne více než 15 kgf/cm2 (1,5 MPa);
– 5 % pro studny s hloubkou větší než 1200 m (intervaly od 1200 do vytvoření produktu), ale ne více než 25 kgf/cm2 (2,5 MPa);
Hustota vrtné kapaliny by měla být co nejblíže gradientu tlaku horniny, ale měla by být v mezích popsaných v odstavci 2.7.3.3. “Bezpečnostní pravidla v ropném a plynárenském průmyslu.” To nám umožní vyvrtat studnu bez hydraulického štěpení. Jinými slovy, na diagramu máme dvě čáry, které charakterizují tlakový gradient atm./m ve vztahu k hloubce. První je tlakový gradient v nádrži, druhý je gradient hydraulického štěpení a naše třetí čára bude charakterizovat hustotu vrtné kapaliny a bude ležet mezi těmito čarami blíže k první (viz obr. 2).
Nyní se musíte rozhodnout o hloubce pláště.
První z nich je „Směr“. Podle tabulky 2.1. Směr by měl pokrývat „Kvartérní systém“, což je 50 metrů. Ale nemůžeme ji snížit přesně o 50 metrů, protože. Potřebujeme, aby trubka byla upevněna zespodu do stabilnější skály, takže přidáme dalších 10 metrů do hloubky, která již bude v „řadě Nekrasov“, což je vrstva s nižším koeficientem kavernóznosti. Hloubka sestupu směru se tedy bude rovnat 60 metrům.
Druhým je „Dirigent“. Hloubka sestupu pro vodiče není tak snadná. Nejprve musíme vodičem zakrýt vodonosné vrstvy, ale i vrstvu nestabilních hornin.Na základě toho pak musíme náš vodič osadit do jílovité horniny v hloubce cca 260 metrů tam, kde končí písky a kde máme jíly dle do tabulky 2.2. K tomu ale přidáme ještě dalších 40 metrů, které nám zajistí fixaci vodiče. Celkem spustíme vodič do hloubky 300 metrů.
Druhým problémem je, že patka vodiče je zranitelným místem pro hydraulické štěpení. Není-li hloubka sestupu dirigenta dostatečná, může tedy v případě neočekávané plynové, olejové a vodní show prorazit ropa skálu pod dirigentovou botou.
Níže uvedený diagram ukazuje, jak dochází k hydraulickému štěpení v důsledku nedostatečné hloubky sestupu vodiče.
Obrázek 1. Schéma hydraulického štěpení hornin pod vodicí botkou.
Pro tento případ je hloubka sestupu vodiče určena výpočtem.
Výpočet hloubky sestupu vodiče.
Tlak hydraulického štěpení pod botkou vodiče je určen vzorcem 1.1
H je hloubka sestupu vodiče (boty), m;
grad – gradient hydraulického tlaku v dané hloubce, atm/m;
Vnitřní tlak v jímce na patce vodiče je určen vzorcem 1.2
L – dno produktivní formace, m;
Dále musíme oba tyto tlaky vyrovnat tak, aby se vnitřní zásobník rovnal tlaku hydraulického štěpení.
Odtud vyjadřujeme H:
Dosadíme číselné hodnoty do vzorce 1.3.
Určili jsme hloubku sestupu vodiče, která je nutná k tomu, aby pod botkou byl vnitřní tlak v zásobníku stejný jako tlak hydraulického štěpení. Pro zajištění spolehlivosti je také nutné vynásobit bezpečnostním faktorem 1,05. V důsledku toho získáme konečnou hloubku sestupu dirigenta.
Naší třetí je „Sloupec operací“. Měl by být snížen do paleozoika, takže bude mít hloubku sestupu 2960 metrů. A stopku spustíme přímo do samotného paleozoika. Podle bezpečnostních předpisů ropného a plynárenského průmyslu musí být o 150 metrů vyšší než výrobní pouzdro boty.
Obrázek 2. Diagram hustot vrtné kapaliny, tlakového gradientu v nádrži a gradientu hydraulického štěpení v závislosti na hloubce. Stejně tak design studny.
