Ім'я файлу: очисні агенти.docx
Розширення: docx
Розмір: 42кб.
Дата: 16.03.2021
скачати
Пов'язані файли:
1663579808784693.docx



Міністерство освіти і науки України

НТУ«ДНІПРОВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»




Кафедра нафтової інженерії

та буріння





Реферат



«Промивка свердловин»

Виконав: Прудкий В. М.

ст.гр.184-18з-1ГРФ


Перевірив:

проф. Давиденко О. М.







Дніпропетровськ

2020




ЗМІСТ:


ВСТУП

  1. Буріння свердловин

  2. Способи буріння свердловин

  3. Поняття бурових ррозчинів

  4. Умови буріння із застосуванням бурових промивальних рідин

  5. Способи промивання

  6. Класифікація бурових розчинів

ВИСНОВКИ

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

























ВСТУП


Перші свердловини в історії людства бурили ударно-канатним способом за 2000 років до нашої ери для видобування розсолів у Китаї.

До середини 19 століття нафту добували в невеликих кількостях, в основному з неглибоких колодязів поблизу природних виходів її на поверхню. Із другої половини 19 століття попит на нафту став зростати у зв'язку із широким використанням парових машин і розвитком на їх основі промисловості, що вимагала великих кількостей мастильних речовин.

Із досліджень останніх років установлено, що перша свердловина на нафту була пробурена ручним обертальним способом на Апшеронському півострові (Росія) в 1847 р. з ініціативи В. Н. Семенова. У США перша свердловина на нафту (25 м) була пробурена в Пенсільванії Едвіном Дрейком у 1959 р. Цей рік вважається початком розвитку нафтовидобувної промисловості США. Народження радянської нафтової промисловості прийнято датувати від 1964 р., коли на Кубані в долині ріки Кудако А. Н. Новосильцев почав бурити першу свердловину на нафту (глибиною 55 м) із застосуванням механічного ударно-канатного буріння.

У 1937‑1940 р. А. П. Островським, М. Г. Григоряном, М. В. Александровим й іншими була розроблена конструкція принципово нового забійного двигуна-електробура.

У США в 1964 р. був розроблений однозахідний гідравлічний гвинтовий забійний двигун, а в 1966 у Росії — багатозахідний гвинтовий двигун, що дозволяє здійснювати буріння похило орієнтованих і горизонтальних свердловин на нафту й газ.

У Західному Сибіру перша свердловина, що дала потужний фонтан природного газу 23 вересня 1953 р., була пробурена в с. Березове на півночі Тюменської області. Тут, у Березовському районі зародилася в 1963 р. газовидобувна промисловість Західного Сибіру.


1 Буріння свердловин


Буріння свердловин — технологічний процес, спрямований на отримання отвору в земних надрах, або, як говорять буровики, свердловини. На відміну від будь-якого отвору свердловина має досить малу величину співвідношення діаметра й глибини. Спорудження свердловини досягається безліччю способів, звідси багатий вибір різних видів буріння.

Свердловини застосовуються в гірничій справі для підривних і будівельних робіт, у розвідці мінеральних запасів земної кори, для видобування деяких корисних копалин, у першу чергу таких, як газ, вода, нафта, соляні розсоли й т. п.

Більшість свердловин має вертикальне спрямування. Збереження такого спрямування ‑ одне зі складних завдань буровика. Свердловини з ряду причин геологічного та технічного характеру постійно викривляються. Нерідко скривлення приводить до ускладнень, а часом ‑ до загибелі дорогої свердловини. Однак у ряді випадків, наприклад, під час буріння у важкодоступних районах (гори, болота, берег моря, озера або ріки, у житловій місцевості й т. д.), доводиться викривляти свердловину штучно, витримуючи заданий в просторі напрямок. Таке буріння називають похило спрямованим. Викривлення починають відразу від початку буріння або після проходження вертикальної ділянки свердловини на деяку глибину. Для таких цілей існує досить складна технологія й необхідна вимірювальна техніка.

2. Способи буріння свердловин


Свердловину бурять, руйнуючи гірську породу різними методами. Долото можна обертати, піддавати удару, сполучати те й інше ‑ комбінувати. Звідси набули розвитку так звані обертальний, ударний, ударно-обертальний, ударно-поворотний, вібраційний й інший види буріння. Існує дещо незвичайний спосіб буріння — задавлюванням.

Руйнування породи можливе й без механічного впливу, наприклад, під впливом теплових, електричних, високочастотних електромагнітних й інших полів. Замість доліт тут використовуються відповідні бурові наконечники: плазмо- і термобури, лазери й інші пристрої.

Особливо виділяється колонкове буріння, без якого не обходяться розвідники надр. Воно відрізняється тим, що вибій свердловини руйнується не суцільно, а вибірково з утворенням кільцевого вибою. У свердловині залишається незруйнований стовпчик (стовпчик гірської породи) — керн. Він використовується як зразок породи для геологічного вивчення після піднімання зі свердловини спеціальним колонковим снарядом.

Під час занурення желонки у зашламлену рідину клапан відкривається і желонка заповнюється цією сумішшю, під час піднімання желонки клапан закривається. Підняту на поверхню зашламлену рідину виливають у збірну ємність. Для повного очищення свердловини доводиться спускати желонку декілька разів.

Після очищення забою у свердловину опускають буровий снаряд, і процес буріння триває.

Під час ударного буріння свердловина, як правило, не заповнена рідиною. Тому, щоб уникнути обвалення породи з її стінок, спускають обсадну колону, що складається з металевих обсадних труб, з'єднаних одна з одною за допомогою різьби або зварювання. У міру поглиблення свердловини обсадну колону просувають до забою і періодично подовжують (нарощують) на одну трубу.

Ударний спосіб уже практично не застосовується на нафтогазових промислах, однак застосовується у розвідувальному бурінні на розсипних родовищах, під час інженерно-геологічних пошуків, бурінні свердловин на воду й т. п.

3. Поняття бурових розчинів


Як вже зазначалося, під час буріння обертальним способом у свердловині постійно циркулює потік рідини, що раніше розглядався лише як засіб для видалення продуктів руйнування (шламу). На цей час вона сприймається як один з головних факторів, що забезпечують ефективність усього процесу буріння.

Під час проведення бурових робіт циркулюючу в свердловині рідину називають буровим розчином або промивною рідиною (Drilling mud, drilling fluid).

Буровий розчин, крім видалення шламу, повинен виконувати інші важливі функції, спрямовані на ефективне, економічне і безпечне виконання й завершення процесу буріння. Із цієї причини склад бурових розчинів й оцінка його властивостей ставав темою великого обсягу науково-практичних досліджень й аналізу.

На цей час у світовій практиці спостерігається тенденція зростання глибин буріння свердловин, а як наслідок, і збільшення небезпеки виникнення при цьому різних ускладнень. Крім того, постійно посилюються вимоги більш повної та ефективної експлуатації продуктивних порід. У цьому зв'язку буровий розчин повинен мати склад і властивості, які забезпечували б можливість боротьби з більшістю з можливих ускладнень і не створювали негативного впливу на колекторські властивості продуктивних горизонтів.

4. Умови буріння із застосуванням бурових промивальних рідин


У процесі буріння порушується рівновага порід, що складають стінки свердловин. Стійкість стінок залежить від вихідних міцнісних характеристик гірських порід, їх зміни в часі під дією різних факторів. Велика роль тут належить процесу промивання й промивному агенту. Основне завдання промивання ‑ забезпечення ефективного процесу буріння свердловин, воно містить у собі збереження як стійкості стінок свердловин, так і керна.

В умовах, коли порушена цілісність породи, велику роль відіграє гірський тиск. У пристовбурній частині свердловини він проявляється як у вертикальному, так й у горизонтальному напрямку. Бічний тиск є наслідком вертикального й викликає дотичні напруження, що сприяють видавленню порід, звуженню стовбура та виникненню обвалів. Величина дотичних напружень залежить не лише від гірського тиску, але й від тиску промивної рідини.

5. Способи промивання


Під час буріння свердловин промивна рідина повинна циркулювати по замкненому гідравлічному контуру.

Залежно від напрямку руху промивної рідини стосовно бурового інструмента розділяють три способи промивання свердловин: прямий, зворотний й комбінований.

Пряме промивання. Промивна рідина, що нагнітається насосом, проходить по колоні бурильних труб, потім (під час буріння кільцевим забоєм) між керном і колонковою трубою обмиває забій, прохолоджує породоруйнівний інструмент, захоплює із забою частинки зруйнованої породи, піднімається нагору по кільцевому простору між бурильними трубами й стінками свердловини і, нарешті, виходить на поверхню.

Переваги прямого промивання:

1) буровий розчин, виходячи зі звужених промивних отворів коронки, отримує більшу швидкість і із силою вдаряє об забій, розмиваючи породу, яка розбурюється, що сприяє збільшенню швидкості буріння;

2) застосовуючи спеціальні промивні рідини під час буріння в сипучих, пухких і тріщинуватих породах забезпечує закріплення стінок свердловини шляхом скріплення частинок нестійкої породи.

Недоліки прямого промивання:

1) можливе розмивання стінок свердловини під час буріння в м'яких породах внаслідок великої швидкості висхідного потоку;

2) знижений відсоток виходу керна в результаті динамічного впливу струменя на верхній торець керна, що приводить до його розмивання;

3) під час буріння свердловин великого діаметра необхідно створювати достатньо великі значення швидкості висхідного потоку, при якій всі розбурені частинки породи будуть виноситися на поверхню.

Пряме промивання переважно застосовується в практиці розвідувального буріння.

Зворотне промивання. Промивна рідина рухається до забою по кільцевому простору між бурильними трубами й стінками свердловини, обмиває забій, входить в отвори породоруйнівного інструмента, за наявності керна проходить кільцевим зазором між керном і колонковою трубою, далі ‑ внутрішнім каналом бурильної колони і збагачена шламом виходить на поверхню землі.

Переваги зворотного промивання: інтенсивне очищення забою від частинок зруйнованої породи й можливість гідравлічного транспорту кернів через бурильні труби на поверхню. Основний недолік зворотного промивання ‑ неможливість забезпечення нормального процесу буріння за наявності в розрізі поглинаючих горизонтів, у яких втрачається повністю або частково промивна рідина. У зв'язку з більш складною організацією зворотне промивання має обмежене застосування.

Комбіноване промивання. Рух промивної рідини над колонковою трубою здійснюється за схемою прямого промивання, а нижче за допомогою спеціальних пристроїв ‑ за схемою зворотного промивання. Технічне виконання комбінованого промивання пов'язане із застосуванням пристроїв, що перетворять у призабійній зоні пряме промивання у зворотне. Комбіноване промивання застосовується з метою підвищення виходу керна.

Як вже зазначалося раніше, керн ‑ зразок гірської породи, витягнутий зі свердловини за допомогою спеціально призначеного для цього виду буріння. Часто являє собою циліндричну колонку (стовпчик) досить міцної гірської породи, щоб зберігати монолітність.

Зруйнована порода (шлам), що не потрапила у керноприймач, виноситься на поверхню промивною рідиною або стисненим повітрям (газом), що нагнітається у свердловину буровим насосом або компресором. Керн (див. рис. 3.3) заклинюють, відривають від забою й піднімають на поверхню. Після видалення керна із труби він розкладається в кернові ящики в суворій послідовності перебування його в геологічному розрізі свердловини. Весь піднятий керн детально описується й передається на зберігання в кернозберігач. Надалі керн досліджують й аналізують (хімічний, спектральний, петрографічний й інший аналізи) у лабораторії за допомогою різних методів і на різному обладнанні залежно від того, які дані повинні бути отримані. Звичайно, під час аналізу використовується невелика частина керна. По закінченні певного часу відповідно до керівних документів частина керна, що не має істотного значення, ліквідується.

6. Класифікація бурових розчинів


Бурові розчини поділяють на типи й групи за складом, властивостями і призначенням. За хімічною природою дисперсійного середовища (основи) виділяють дві нерівнозначні за обсягами застосування й призначенням групи бурових розчинів: системи на водній і неводній основі. До першої групи належать усі основні бурові розчини масового застосування, до другого ‑ системи спеціального застосування, головним чином для розкриття продуктивних пластів і розбурювання хемогенних і чутливих до впливу водної фази теригенних відкладень.

За вмістом твердої фази розрізняють розчини з низьким вмістом твердої глинистої фази (як правило до 7 %) і безглинисті розчини, за густиною — важкі (з добавками спеціальних порошкоподібних матеріалів високої густини) і полегшені (аеровані).

За характером впливу на породу, що розбурюється, розрізняють диспергуючі та недиспергуючі бурові розчини. У середовищі перших полегшено розпад відносно великих частинок вибуреної породи або спеціально уведеного в розчин глинистого мінералу на більш дрібні (колоїдні) частинки. У середовищі інших, навпаки, розпад великих частинок на більш дрібні ускладнений, уповільнений або зовсім не можливий.

Класифікація бурових розчинів не є строгою й всеосяжною. Назви деяких систем бурових розчинів досить умовні і використовуються за сталою традицією або за номенклатурою фірм-розроблювачів.

ВИСНОВКИ

Нафтовидобувна промисловість є джерелом забруднення земель викидами забруднювальних речовин в атмосферу та водний басейн.

Причиною забруднення є, як правило, грубі порушення технологій видобутку, перероблення і системи розподілу нафти та нафтопродуктів, різні аварійні ситуації.

Загальна маса нафтопродуктів, що щорічно потрапляють у моря й океани, приблизно оцінюється у 5—10 млн т. Нафтопродукти, потрапляючи у воду, завдають серйозної шкоди водяним живим організмам.

Серед забруднювальних речовин, що утворюються в процесі видобування нафти, переважають вуглеводні, оксид вуглецю, тверді речовини.

Максимальний негативний вплив на навколишнє природне середовище під час геологорозвідувального буріння полягає в хімічному забрудненні під час витікання рідин з усть свердловин, міграції хімреагентів і нафти з бурових комор, розливів паливно-мастильних матеріалів у місцях зберігання палива, стоянок транспорту та дизельних агрегатів.

Витікання нафти та мінералізованих пластових вод формує стійке джерело хімічного забруднення прилеглої території.

Крім того, під час випробування свердловин відбувається спалювання попутного газу, що приводить до локального забруднення атмосфери.

Таким чином, на стадії розвідки та буріння техногенний вплив на довкілля має переважно точковий, осередковий і лінійний характер.

Найбільш масштабний етап робіт, упродовж якого створюється вся інфраструктура нафтогазовидобувного комплексу, чинить локальний і навіть регіональний вплив на довкілля.

Нераціональне розроблення родовищ призводить до їх передчасного виснаження. На жаль, запаси нафти на Землі не безмежні. Уже в наші дні ця проблема є не абстракцією, а реальністю

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇЛІТЕРАТУРИ



1. Абубакиров В. Ф. Буровое оборудование. Справочник: в 2 т. / В. Ф. Абубакиров, И. Л. Архангельский, Ю. Г. Буримов и др. – М. : Недра, 2003. – 494 с.

2. Басарыгин, Ю. М. Бурение нефтяных и газовых скважин : учеб. пособие для вузов / Ю. М. Басарыгин, А. И. Булатов, Ю. И. Проселков. – М. : ООО «Недра – Бизнесцентр» 2002. – 632 с.

3. Вадецкий Ю. В. Бурение нефтяных и газовых скважин : учебник для нач. проф. образования / Ю. В. Вадецкий. – М. : Издательский центр «Академия», 2003. – 352 с.

4. ОАО «Уралмаш». Каталог бурового оборудования. – Екатеринбург, 2005.

5. ОАО «Бурсервис ЛТ». Все о буровом оборудовании. – Москва, 2007.

6. Верзилин О. И. Современные буровые насосы / О. И. Верзилин. - М. : Машиностроение, 1971. – 256 с.
скачати

© Усі права захищені
написати до нас