Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Бурение и заканчивание газовых скважин в условиях Заполярья (проблемы, решения, оригинальные технологии) Вяхирев, Виктор Иванович

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Вяхирев, Виктор Иванович. Бурение и заканчивание газовых скважин в условиях Заполярья (проблемы, решения, оригинальные технологии) : автореферат дис. ... доктора технических наук : 05.15.10.- Тюмень, 1999.- 64 с.: ил.

Введение к работе

Актуальность темы исследований. Бурение газовых скважин в условиях Крайнего Севера осложнено наличием многолетнемерзлой толщи в верхней и высокопроницаемых пород с низкими поровыми давлениями в нижней части разреза. Поэтому применяемые технологии бурения и разобщения пластов должны учитывать специфику геологических и криогенных условий разбуривания газовых и газоконденсатных месторождений, находящихся за Полярным кругом.

Богатая практика строительства газовых скважин показывает, что использование существующих технологических приемов, технических средств и материалов при бурении и креплении скважин в таких сложных геологических условиях, как чередование пластов с различными, зачастую аномальными, давлениями, близкое расположение друг от друга водоносных и продуктивных горизонтов, увеличение глубины залегания продуктивных пластов, бурение наклонно направленных скважин с большими отклонениями от вертикали - при постоянном повышении требований к охране недр не позволяет обеспечить необходимый уровень их качества. В этих условиях особое внимание необходимо уделить проблеме первичного и вторичного вскрытия продуктивных горизонтов без нарушения их фильтрационно-емкостных характеристик и обеспечение герметичности заколонного пространства газовых скважин. Традиционные технологии не в полной мере обеспечивают решение проблем устойчивости ствола бурящейся скважины и его крепления в многолетнемерзлых породах. Наличие гидравлической связи в системе «скважина - проницаемые пласты» занимает особое место в объяснении причин отсутствия герметичного заколонного пространства при цементировании газовых скважин; обеспечении подъема тампонажного раствора на заданную высоту и особенно при превращении его из раствора в камень (период ОЗЦ). Имеющийся многолет-

ний опыт убедительно доказывает, что для решения указанных проблем необходимо изменить идеологию и бороться не со следствиями, а с основными причинами, что и является главной методологией представленного научного обобщения проведенных, под руководством автора, научных исследований.

Цель работы. Повышение качества строительства газовых скважин в сложных геологических и криогенных условиях Заполярья. Основные задачи исследований.

  1. Выяснение основных причин геологического, криогенного и техногенного характера, приводящих к осложнениям и авариям при строительстве газовых скважин.

  2. Цикл задач, связанных с исключением гидродинамического взаимодействия скважины с водонасыщенными проницаемыми породами.

  3. Цикл задач, связанных с созданием тампонажных систем с заранее заданными свойствами, твердеющих в различных термобарических условиях.

  4. Цикл задач, связанных с сохранением естественных коллекторских свойств продуктивных горизонтов.

  5. Цикл задач, связанных с управлением процессами, происходящими при превращении тампонажного раствора за колонной в тампонажный камень.

Научная новизна.

1. Теоретическими и экспериментальными исследованиями фильтрационных процессов в прискважинной зоне установлена необходимость проведения водоизоляционных работ проницаемых пластов в процессе их первичного вскрытия бурением. Доказана возможность и эффективность использования многокомпонентных водоизолирующих составов,

образующих в пласте осадки с большим диапазоном дисперсности. Разработаны: двухкомпонентный состав для физико-химической кольмата-ции пор различного размера и полимерсолевые композиции для предупреждения и ликвидации водопроявлений при бурении и креплении скважин.

  1. Сформулированы научно-обоснованные требования к тампонажным системам, твердеющим в интервалах многолетнемерзлых пород, в непроницаемом межтрубном и проницаемом затрубном пространстве газовых скважин. Объяснен механизм образования газопроводящих каналов в этих условиях.

  2. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена эффективность использования в составе облегченного тампонажного материала композиционных добавок в виде газонаполненных кремнеземсодержа-щих микросфер и гидрокарбоалюмината кальция. Изучен механизм влияния облетающих и расширяющих добавок на формирование структуры цементного камня.

  3. Дано теоретическое обоснование возможности управляемого регулирования фильтрационных свойств буровых растворов, позволяющего формировать гидроизоляционный экран с прогнозируемыми свойствами.

  4. Теоретически и экспериментально обоснован способ и технология обработки тампонажного раствора за колонной в ранние сроки его струк-турообразования с помощью акустического воздействия высоковольтного разряда специально созданными электрогидроимпульсными устройствами. Создана модель динамической системы, описывающей колебания цилиндрической деформируемой оболочки окруженной акустическими средами при аксиально-симметричном, параксиальном расположении канала разряда относительно оси трубы, а также при его повороте и решена задача нестационарной гидроупругости оболочки для

несимметричной внутренней волны давления, создаваемой источником электроразрядного типа.

Практическая ценность и реализация работы в промышленности.

  1. Разработана технология необратимой изоляции пластовых вод в процессе строительства скважин с использованием крупнотоннажных отходов содового производства, целлюлозы, гидролизного спирата и стандарт предприятия СТП 00156251-001-97 по применению водоизо-лирующего состава для физико-химической кольматации проницаемых пластов в процессе их первичного вскрытия.

  2. Разработаны составы специальных тампонажных растворов для различных термобарических и геолого-технических условий. Проведенный комплекс исследований, разработанные при этом технологические решения позволили осуществить цементирование эксплуатационных колонн с подъемом тампонажного раствора до устья в один прием, что в недалеком прошлом считалось не возможным.

  3. Разработаны и внедрены составы специальных буровых и тампонажных растворов с регулируемыми фильтрационными свойствами, что позволило повысить качество разобщения пластов в интервалах продуктивных горизонтов.

  4. Разработана технология акустической обработки тампонажного раствора в период ОЗЦ и технические средства для реализации этой технологии в скважинах, пробуренных буровым предприятием «Тюменбургаз». Технология прошла промышленную апробацию и рекомендована к включению в проекты на строительство скважин.

  5. Общий экономический эффект от внедрения предложенных рекомендаций составил более 400 тысяч деноминированных рублей.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на: Международной конференции, посвященной 30 летию Тюменского индустриального института - Тюмень, 1993 г.; научно-технической конференции, посвященной 15 летнему юбилею БП «Тюменбургаз» - Н.Уренгой 1994 г.; международной конференции РАО-газпром-95, посвященной освоению месторождений шельфа Арктики -С.Петербург 1995 г.; научно-технической конференции по разработке месторождений юга Тюменской области - Тюмень 1995 г.; Международной научно-технической конференции, посвященной 50-летию кафедры бурения Ивано-Франковского университета нефти и газа - Ивано-Франковск 1995 г.; «Первый международный конгресс. Новые высокие технологии для нефтегазовой промышленности и энергетики будущего». Тюмень. 1996 г.; на Международной научно-методической конференции "Проблемы подготовки кадров для строительства и восстановления скважин на месторождениях Западной Сибири" (Тюмень, 1996); научно-практической конференции "Проблемы разработки нефтяных месторождений и подготовки специалистов в ВУЗе" (Альметьевск, 1996) и "Энергосбережение при освоении и разработке северных месторождений Западно-Сибирского региона" (Тюмень, 1997); Научно-практической конференции "Освоение труд-ноизвлекаемых и высоковязких нефгей" (ПК "Роснефть", 1997), Научно-практической конференции "Энергосбережение при освоении и разработке северных месторождений Западно-Сибирского региона" (ОАО "Запсибгаз-пром", Тюмень, 1997), Всероссийской научно-практической конференции "Тюменская нефть - вчера и сегодня" .(Тюмень, 1997), Всероссийской научно-технической конференции "Моделирование технологических процессов бурения, добычи и транспортировки нефти и газа на основе современных информационных технологий (ТюмГНГУ, Тюмень 1998); на технических совещаниях БП Тюменбургаз (1995, 1996, 1997, 1998г.г.) и кафедре бурения ТюмГНГУ (1992 -1997 г.г.).

Публикации. Содержание диссертации опубликовано'в 52 печатных работах, в том числе двух монографиях, пяти тематических научно-технических обзорах, 37 статьях и 8 авторских свидетельствах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 разделов, основных выводов и рекомендаций, списка использованной литературы, включающего 217 наименований. Она изложена на 392 страницах машинописного текста, содержит 65 рисунков и 77 таблиц.