Выбор и обоснование способа бурения нефтяных скважин

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 13 Декабря 2012 в 11:11, дипломная работа

Описание

Расстояние до областного центра-650км, до поселка Новый Васюган-120км, до вахтового поселка Пионерный-250км.
Основным видом для доставки грузов является автотранспорт. К месторождению проложены магистральные пути с твердым покрытием, водных транспортных путей нет.
Для перевозки рабочего персонала используют вертолеты и автобусы. Из поселка Пионерный регулярно вылетают вахтовые рейсы самолетом Ан-24, перевозящие работников, проживающих в Томске.

Скачать (318.27 Кб) Сколько стоит заказать работу?
Работа состоит из  1 файл

Выбор и обснование способа бурения.doc

— 1.45 Мб (Скачать документ)

наружный диаметр dн2 ,м                                                                                0,146;

внутренний диаметр dв2, м                                                                              0,074.

ТБПВ:

длина l3, м                                                                                                            250;

наружный диаметр dн3, м                                                                               0,127;

внутренний диаметр dв3,  м                                                                             0,109;

наружный диаметр замкового  соединения dз3, м                                        0,170.

ЛБТ:

длина l4, м                                                                                                          2778;

наружный диаметр dн4, м                                                                               0,147;

внутренний диаметр dв4,  м                                                                             0,125;

наружный диаметр замкового  соединения dз4, м                                         0,172.

Элементы наземной обвязки:

Условный диаметр стояка, м                                                                          0,168.

Диаметр проходного сечения, м:

бурового рукава                                                                                               0,102;

вертлюга                                                                                                            0,100;

ведущей трубы                                                                                                   0,85.

Определяются потери давления в  бурильных трубах.

Вычисляются потери давления внутри бурильных труб. Для этого  определяются значения критических чисел Рейнольдса в бурильной колонне по формуле:

Rекр=2100+7,3·((q·dв2·tО)/10·h2)0,58 .                           (2.52)

 

В ЛБТ:

Rекр=2100+7,3·((1,08·104 ·0,1252·20)/ 10·0,0272)0,58=16204.

В ТБПВ:

Rекр=2100+7,3·((1,08·104 ·0,1092·20)/ 10·0,0272)0,58=14132.

В УБТ-178:

Rекр=2100+7,3·((1,08·104 ·0,0902·20)/ 10·0,0272)0,58=10504.

В УБТ-146:

Rекр=2100+7,3·((1,08·104 ·0,0742·20)/ 10·0,0272)0,58=9778.

Определяются действительные числа Рейнольдса в бурильной колонне по формуле:

Rеm=(4·q·Q)/(10·p·dв·h) .                                   (2.53)

 

В ЛБТ:

Rеm=(4·1,08·104 ·0,030)/(10·3,14·0,125·0,027)=12230

В ТБПВ:

Rеm=(4·1,08·104 ·0,030)/(10·3,14·0,109·0,027)=14024

В УБТ-178 :

Rеm=(4·1,08·104 ·0,030)/(10·3,14·0,090·0,027)=19108

В УБТ-146:

Rеm=(4·1,08·104 ·0,030)/(10·3,14·0,074·0,027)=20657

В бурильной колонне  в ЛБТ и ТБПВ Rеm<Rекр, значит движение происходит при ламинарном режиме и описывается уравнением Сен-Венана, а вУБТ-178 и УБТ-146 Rеm>Rекр, следовательно движение происходит при турбулентном режиме и описывается уравнением Дарси-Вейсбаха. Определяются потери давления. Рассчитывается число Сен-Венана для колонны труб  ЛБТ и ТБПВ формуле:

Sт=(p·tО·dв3)/(4·h·Q).                                     (2.54)

 

В ЛБТ:

Sт=(3,14·20·0,1253)/(4·0,027·0,030)=303.                                  

В ТБПВ:

Sт=(3,14·20·0,1093)/(4·0,027·0,030)=230.

Определив значение Sт, определяется значение коэффициента b: для ЛБТ – 0,84; для ТБПВ – 0,82.

 Вычисляются потери давления  внутри бурильной колонны по  формуле: 

DРт=(4·tО·l)/(b·dв) МПа.                                (2.55)

 

В ЛБТ:

DРт=(4·20·2778)/(0,84·0,125)=2,117 МПа.

В ТБПВ:

DРт=(4·20·250)/(0,84·0,109)=0,224  МПа

Рассчитывается значения коэффициентов гидравлического сопротивления l для УБТ-178 и УБТ-146  по формуле:

l=0,1·(1,46·К/dв+100/ Rеm),                           (2.56)

 

где К – коэффициент  шероховатости стенок, принимается  для УБТ=3,0·10-4, м.

В УБТ-178:

l=0,1·(1,46·3,0·10-4/0,090+100/19108)=0,0322.

В УБТ-146:

l=0,1·(1,46·3,0·10-4/0,074+100/20657)=0,0326.

Вычисляются потери давления внутри УБТ-178  и УБТ-146 по формуле:

DРт=(l·0,8·q·Q2·l)/( p2·dв5) МПа.                           (2.57)

 

В УБТ-178 :

DРт=(0,0322·0,8·1,08·104·0,0302·62)/( 3,142·0,0905)= 0,48 МПа.

В УБТ-146:

DРт=(0,0326·0,8·1,08·104·0,0302·8)/( 3,142·0,0745)=0,093 МПа.

Суммарные потери давления внутри колонны бурильных труб и  секций УБТ составит:

åDРт=0,093+0,48+2,117+0,224=2,92 МПа.

Местными потерями давления в приварных замках ТБПВ пренебрегают, так как потери не значительны.

Вычисляются потери давления в наземной обвязке по формуле:

DРо=(аС+аР+аВ+аК) ·q·Q МПа,                           (2.58)

 

где аС=0,4, аР=0,3, аВ=0,3, аК=0,9 – коэффициенты гидравлических сопротивлений различных элементов обвязки.

DРо=(0,4+0,3+0,3+0,9) ·105·10,8·104·0,030=1,85 МПа.

Вычисляются потери давления в затрубном пространстве. Для  этого определяются значения критических чисел Рейнольдса по формуле:

Rекр=2100+7,3·((q·(dс-dн)2·tО)/10·h2)0,58 .                           (2.59)

 

В затрубном пространстве за ЛБТ на интервале 0-650 м:

Rекр=2100+7,3·((1,08·104 ·(0,230-0,147)2·20)/ 10·0,0272)0,58=10871.

В затрубном пространстве за ЛБТ на интервале 650-2778 м :

Rекр=2100+7,3·((1,08·104 ·(0,367-0,147)2·20)/ 10·0,0272)0,58=29273.

В затрубном пространстве за ТБПВ по формуле (2.59):

Rекр=2100+7,3·((1,08·104 ·(0,237-0,127)2·20)/ 10·0,0272)0,58=14260.

В затрубном пространстве за УБТ-178:

Rекр=2100+7,3·((1,08·104 ·(0,237-0,178)2·20)/ 10·0,0272)0,58=8004.

В затрубном пространстве за УБТ-146 :

Rекр=2100+7,3·((1,08·104 ·(0,237-0,146)2·20)/ 10·0,0272)0,58=11859.

В затрубном пространстве за забойным двигателем:

Rекр=2100+7,3·((1,08·104 ·(0,237-0,195)2·20)/ 10·0,0272)0,58=6080.

Вычисляются действительные значения чисел Рейнольдса в затрубном пространстве по формуле:

Rеm=(4·q·Q)/(10·p·(dс+dв)·h) .                                   (2.60)

 

В затрубном пространстве за ЛБТ  на интервале 0-650 м:

Rеm=(4·1,08·104 ·0,030)/(10·3,14·(0,230+0,147)·0,027)=4055

В затрубном пространстве за ЛБТ на интервале 650-2778 м:

Rеm=(4·1,08·104 ·0,030)/(10·3,14·(0,367+0,147)·0,027)=12230.

В затрубном пространстве за ТБПВ:

Rеm=(4·1,08·104 ·0,030)/(10·3,14·(0,237+0,127)·0,027)=14024.

В затрубном пространстве за УБТ-178 :

Rеm=(4·1,08·104 ·0,030)/(10·3,14·(0,237+0,178)·0,027)=3684.

В затрубном пространстве за УБТ-146:

Rеm=(4·1,08·104 ·0,030)/(10·3,14·(0,237+0,146)·0,027)=3991.

В затрубном пространстве за забойным двигателем:

Rеm=(4·1,08·104 ·0,030)/(10·3,14·(0,237+0,195)·0,027)=3539.

В затрубном пространстве Rеm<Rекр, значит движение бурового раствора происходит при ламинарном режиме и описывается уравнением Сен-Венана:

Sкп=(p·tО·(dс-dн)2+(dс+dн))/(4·h·Q).                                     (2.61)

 

В затрубном пространстве за ЛБТ  на интервале 0-650 м :

Sкп=(3,14·20·(0,23-0,147)2+(0,23+0,147))/(4·0,027·0,03)=50,34.

В затрубном пространстве за ЛБТ на интервале 650-2778 м :

Sкп=(3,14·20·(0,367-0,147)2+(0,367+0,147))/(4·0,027·0,03)=482,2.

В затрубном пространстве за ТБПВ:

Sкп=(3,14·20·(0,237-0,127)2+(0,237+0,127))/(4·0,027·0,03)=85,4.

В затрубном пространстве за УБТ-178 :

Sкп=(3,14·20·(0,237-0,178)2+(0,237+0,178))/(4·0,027·0,03)=25,8.

В затрубном пространстве за УБТ-146:

Sкп=(3,14·20·(0,237-0,146)2+(0,237+0,146))/(4·0,027·0,03)=61,5.

В затрубном пространстве за забойным двигателем :

Sкп=(3,14·20·(0,237-0,195)2+(0,237+0,195))/(4·0,027·0,03)=14,8.

Определив значение Sкп, определяется значение коэффициента bкп: для ЛБТ на интервале 0-650 м – 0,66; для ЛБТ на интервале 650-2778 м – 0,87;  для ТБПВ – 0,74; для УБТ-146 – 0,7; для УБТ-178 – 0,58; для забойного двигателя – 0,45.

Вычисляются потери давления в затрубном  пространстве по формуле:

DРкп=(4·tО·l)/(bкп·(dс-dн)) МПа.                                (2.62)

 

В затрубном пространстве за ЛБТ на интервале 0-650 м:

DРкп=(4·20·650)/(0,66·(0,230-0,147))=0,95.

В затрубном пространстве за ЛБТ на интервале 650-2778 м :

DРкп=(4·20·2128)/(0,87·(0,367-0,147))=0,89.

В затрубном пространстве за ТБПВ:

DРкп=(4·20·250)/(0,74·(0,237-0,127))=0,25.

В затрубном пространстве за УБТ-178 :

DРкп=(4·20·62)/(0,58·(0,237-0,178))=0,14.

В затрубном пространстве за УБТ-146:

DРкп=(4·20·2128)/(0,7·(0,237-0,146))=0,01.

В затрубном пространстве за забойным двигателем:

DРкп=(4·20·2128)/(0,45·(0,237-0,195))=0,03.

Суммарные потери давления в затрубном пространстве составит:

åDРкп=0,95+0,89+0,25+0,14+0,01+0,03 =2,27 МПа.

Вычисляются потери давления от замков в затрубном пространстве по формуле:

DРзс=l/lm·0,1·((dc2-dн2)/(dc2-dн2)-1)2 ·q ·Vкп2 МПа ,             (2.63)

 

где lm – средняя длина трубы;

Vкп – минимальная скорость жидкости в затрубном пространстве, в интервале ТБПВ определяется по формуле:

Vкп=(4·Q)/(p ·(dc2-dн2)) м/с.                                  (2.64)

 

Vкп=(4·0,03)/(3,14 ·(0,2372-0,1272))=0,95 м/с.

В затрубном пространстве за ЛБТ на интервале 0-650 м:

DРзс=650/12·0,1·((0,2302-0,1472)/(0,2302-0,1722)-1)2 ·1,08·104 ·0,952=0,005 МПа.

В затрубном пространстве за ЛБТ на интервале 650-2778 м:

   DРзс=2128/12·0,1·((0,3672-0,1472)/(0,3672-0,1722)-1)2 ·1,08·104 ·0,952=0,001 МПа.

В затрубном пространстве за ТБПВ:

DРзс=650/12·0,1·((0,2372-0,1272)/(0,2372-0,1702)-1)2 ·1,08·104 ·0,952=0,004 МПа.

Суммарные потери давления в затрубном пространстве от замков составит:

åDРзс=0,005+0,001+0,004 =0,01 МПа.

Определяется перепад  давления в забойном двигателе по формуле:

DРзд=(DРтн·q·Q2)/ (qС·Qтн2)  МПа.                           (2.65) 

 

DРзд=(4,7·1,08·104 ·0,032)/ (1·104 ·0,032)=5,08  МПа.

Определяется вспомогательный  параметр j:

j= Q/(p/4· Vмех ·dc2+Q).                                   (2.66)

 

j= 0,03/(3,14/4· 0,005 ·0,2372+0,03)=0,993.

Определяется перепад  давления, связанный с выносом  шлама по формуле:

DР=(1- j) · (qШ- q) ·g·L  МПа                                 (2.67)

 

DРг=(1- 0,95) · (2,4·104 - 1,08·104) ·9,81·2830=1,8 МПа.

Определяется сумма потерь давления во всех элементах циркуляционной системы за исключением долота:

DР-DРд=2,92+1,85+2,27+0,01+5,08=12,13.

Рассчитывается резерв давления на долоте по формуле:

DРр=b·Рн- (DР-DРд)  МПа.                                      (2.68)

 

DРр =0,8·23,0 – 12,13=6,27 МПа.

Определяется возможность  гидромониторного эффекта, вычислив скорость течения жидкости в насадках долота по формуле:

Vд= m· (0,2· DРр/q)0, 5  м/с ,                                    (2.69)

 

где m - коэффициент расхода (m=0,95).

Vд= 0,95· (0,2· 6,67·106/1,08·104)0, 5 =105 м/с.

Так как Vд>80 м/с и перепад давления на долоте меньше критического (Ркр=12 МПа), то бурение данного интервала возможно с использованием гидромониторных долот.

Принимая Vд=80 м/с, вычисляется перепад давления в долоте по формуле:

DРд= (q·Vд2)/(20·m2) МПа.                                     (2.70)

 

DРд= (1,08·104 ·802)/(20·0,952)=3,83 МПа.

Определяется расчетное  рабочее давление в насосе как  Р = 3,83 + 12,13 = 15,96 МПа.

Информация о работе Выбор и обоснование способа бурения нефтяных скважин