Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций
Каталог

Обратная связь

Я ищу:

Содержимое электронного каталога российских диссертаций

Диссертационная работа:

Шаманов Сергей Александрович. Исследование и совершенствование конструкции и технологии заканчивания горизонтальных скважин подземных хранилищ газа : На примере Кущёвского ПХГ : диссертация ... кандидата технических наук : 05.15.10.- Краснодар, 2000.- 174 с.: ил. РГБ ОД, 61 00-5/2829-9


Для получения доступа к работе, заполните представленную ниже форму:


*Имя Отчество:
*email



Содержание диссертации:

Введение 5

1. Анализ состояния работ по закаичиванию и эксплуатации
горизонтальных скважин на Кущевском ПХГ
12

  1. Геолого-технические условия строительства и эксплуатации горизонтальных скважин 12

  2. Анализ состояния работ по закаичиванию горизонтальных скважин 17

  1. Крепление скважин эксплуатационной колонной 17

  2. Освоение горизонтальных скважин 24

  3. Недостатки технологии заканчивания 26

  1. Анализ показателей эксплуатации горизонтальных скважин 27

  2. Выбор направлений исследования 30

2. Исследование сил сопротивления при спуске обсадной
колонны в горизонтальные скважины и условий
формирования потока вязкопластичной жидкости в
затрубном пространстве наклонного и горизонтального
участков ствола
32

2.1 Исследование сил сопротивления при спуске обсадной

колонны в горизонтальную скважину 31

2.2 Исследование условий формирования потока вязко-

пластичной жидкости в затрубном пространстве наклонного
и горизонтального участков ствола 45

2.3 Оценка центрирующей способности пружинных и жестких

центраторов 52

2.4 Методика центрирования обсадной колонны и фильтра в

скважине 54

2.5 Технология очистки наклонного и горизонтального участков

ствола от шлама 56

2.6 Разработка метода очистки ствола скважины при обвалах
породы и потере проходимости бурового

инструмента 61

Выводы 65

3. Совершенствование конструкции горизонтальной скважины
и технологии ее заканчивания
67

  1. Совершенствование конструкции скважины и разработка требований к цементированию обсадной колонны в наклонном стволе 67

  2. Центрирование обсадной колонны в наклонном и

искривленном участках ствол 70

3.3 Исследование моющей способности и выбор буферной

жидкости 75

3.4 Разработка методики выбора рецептуры тампонажного
раствора для цементирования обсадной колонны в
наклонном стволе и технология его применения 84

3.4.1 Разработка методики выбора рецептуры тампонажного
раствора 84

3.4.2 Технология приготовления и заканчивания
тампонажных растворов 92

3.5 Технология предотвращения заколонных каналообразований
и проявлений при цементировании скважин 99

3.6 Совершенствование технологии заканчивания скважин 106

  1. Компоновка низа эксплуатационной колонны для горизонтальных скважин 107

  2. Центрирование фильтра в горизонтальном участке скважины 110

  3. Жидкость заканчивания 113

3.7 Подвесное устройство фильтра, его конструкция и работа в

скважине 115

3.7.1 Работа подвесного устройства 120

3.8 Расширка ствола скважины в процедуре углубления 121

Выводы 124

4 Опытно-промышленное применение разработок 126

4.1 Промышленное применение методики центрирования
обсадных колонн в вертикальных и горизонтальных
скважинах 126

4.2 Промышленное применение специальной компоновки низа

эксплуатационной колонны в горизонтальных скважинах
(башмачное устройство фильтра) 127

4.3 Промышленное применение способов приготовления 129
тампонажных растворов

4.3.1 Способ приготовления с помощью специального
смесительного приспособления 129

4.3.2 Способ приготовления методом рециркуляции 130

4.4 Промышленное применение технологии предотвращения
заколонных каналообразований и проявлений при
цементировании скважин 131

Основные выводы и рекомендации 134

Список литературы 136

Приложение № 1 147

Приложение № 2 150

Приложение № 3 151

Приложение № 4 153

Приложение № 5 155

Приложение № 6 159

Приложение № 7 163

Приложение № 8 167

Приложение № 9 171

Приложение № 10 172



Введение диссертации:

Актуальность проблемы. Подземные хранилища газа (ПХГ) сооружаются на период до 100 и более лет. Они служат для накопления и последующего периодического использования газа для хозяйственных нужд. К настоящему времени в России и странах СНГ действуют около 50-ти ПХГ, к числу которых относятся Щелковское, Ставропольское, Касимовское, Саратовское, Базайское, Солоховское, Полторацкое, Акыртюбинское, Кущев-ское и другие.

Сооружение ПХГ будет продолжаться и в дальнейшем, в том числе с использованием горизонтальных скважин. В связи с длительными сроками эксплуатации ПХГ к качеству строительства скважин предъявляются повышенные требования, особенно, по надежности и долговечности.

На Кубани, впервые в России, ведется строительство Кущевского и Краснодарского ПХГ с помощью горизонтальных скважин. Горизонтальные скважины позволяют обеспечить в три - четыре раза большую производительность при закачке и отборе газа, чем вертикальные и наклонно- направленные, значительно повысить коэффициент охвата пласта, что дает возможность уменьшить их общее количество, сконцентрировать шлейфы, улучшить экологическую обстановку путем кустового бурения. Строительство горизонтальных скважин, особенно на ПХГ, потребовало комплексного решения сложных задач выбора эффективной конструкции скважин,

технологии их заканчивания, типа и параметров профиля скважин с учетом схемы разработки и их размещения в кустах.

Большой вклад в решение проблем повышения качества проводки горизонтальных скважин, первичного и вторичного вскрытия продуктивных пластов внесли теоретические, экспериментальные и промысловые исследования М.М. Александрова, Л.А. Алексеева, O.K. Ангелопуло, М.О. Ашрафьяна, B.C. Баранова, А.И. Булатова, В.Ф. Буслаева, В.И. Вяхирева, И.П. Дороднова, А.Г. Кашкина, Н.Ф. Кагарманова, А.А. Клюсова, А.Т. Ко-шелева, Н.И. Крысина, Ю.С. Кузнецова, Г.А. Кулябина, А.И. Ленькова, М.Р. Мавлютова, Б.А. Никитина, Д.Ф. Новохацкого, В.П. Овчинникова, В.Н. Поляков, А.Г. Потапова, С.А. Рябоконя, B.C. Федорова и многих других. Вместе с тем, анализ показывает, что опубликованные исследования не в полной мере решают проблемы крепления, заканчивания и освоения горизонтальных скважин на ПХГ, где крепь работает в режиме знакопеременных нагрузок при закачке и отборе газа, в широком дипазоне колебания температур. Поэтому создание герметичной на длительный период конструкции скважины при условии сохранения естественной проницаемости призабойной зоны является не только актуальной проблемой, но и обязательной задачей исходя из целей создания ПХГ.

Цель работы. Повышение надежности, долговечности и продуктивности горизонтальных скважин подземных хранилищ газа.

7 Основные задачи исследований

  1. Анализ причин, снижающих качество строительства и продуктивность скважин, в том числе горизонтальных.

  2. Разработка технологии проработки и эффективной очистки наклонных и горизонтальных стволов скважин от шлама перед спуском обсадных колонн.

  3. Корректировка методики оценки сил сопротивления при спуске обсадных колонн с центраторами на основе аналитических и промысловых исследований.

  4. Совершенствование методики расчета мест установки, требуемых характеристик центраторов, обеспечивающих формирование потоков без застойных зон в затрубном пространстве обсадных колонн в наклонных и горизонтальных скважинах.

  5. Совершенствование конструкции горизонтальных скважин на ПХГ.

  6. Разработка комплекса технико - технологических мероприятий:

- по повышению качества крепления промежуточных колонн;

для герметичной установки нецементируемого щелевого фильтра в горизонтальном стволе с очисткой кольцевого пространства за фильтром от бурового раствора и шлама;

для герметичной установки сменной эксплуатационной колонны с компенсацией линейных перемещений.

8 7. Проведение промысловых испытаний и внедрение разработок, обеспечивающих повышение надежности, долговечности и продуктивности горизонтальных скважин ПХГ.

Научная новизна

  1. Предложена комплексная методика определения сил сопротивления движению обсадной колонны в горизонтальной скважине, выбора типа и мест установки центраторов, облегчающих спуск колонн и обеспечивающих эффективное вытеснение бурового раствора.

  2. На уровне изобретения разработана конструкция эксцентричного расширителя для проработки и очистки от шлама ствола скважины перед спуском обсадной колонны (патент РФ № 2134765 от 20.08.99).

  3. Разработана новая конструкция многофункционального подвесного устройства для герметичной установки в скважине щелевого фильтра, обеспечивающего возможность его промывки, компенсацию линейных перемещений сменной колонны.

  4. Для седиментационно устойчивых (по общепринятой методике определения) тампонажных растворов установлена экспоненциальная зависимость газопроницаемости зацементированного кольцевого пространства скважины от угла ее наклона.

  5. Разработана технология очистки кольцевого пространства за фильтром от бурового раствора и шлама в горизонтальных скважинах путем вре-

9 менной герметизации щелевого фильтра и закачки высоковязкой активной

жидкости с заданным периодом стабильности.

Практическая ценность и реализация результатов исследований

  1. Разработана и реализована при креплении скважин комплексная методика определения сил сопротивления движению обсадной колонны в горизонтальной скважине и выбора мест установки центраторов для полного заполнения кольцевого пространства тампонажным раствором или специальной технологической жидкостью.

  2. Разработан и успешно используется в практике бурения способ восстановления проходимости обсадных колонн по стволу скважины после обвала породы. Эффективность способа повышается при использовании эксцентриков в составе бурильной колонны.

  1. Разработана конструкция горизонтальных скважин для ПХГ, позволяющая повысить их долговечность и надежность за счет обеспечения качественного крепления ствола промежуточной колонной до продуктивного горизонта, использования сменной эксплуатационной колонны с устройством, компенсирующим ее линейные перемещения.

  2. Разработаны и внедрены в производство эксцентричные расширители, обеспечивающие требуемую толщину цементного камня в кольцевом пространстве.

  1. Разработана и внедрена при цементировании скважин технология очистки кольцевого пространства буферной жидкостью с высокой моющей способностью.

6. Разработана и внедрена в производство технология цементирования

245-мм промежуточной колонны с получением гомогенизированных смесей и с последующей рециркуляцией тампонажного раствора.

  1. Разработана и внедрена технология термо-барического воздействия на твердеющий цементный раствор с целью получения герметизирующих перемычек в кольцевом пространстве.

  2. Разработана и внедрена технология очистки зафильтрового пространства от бурового раствора и шлама в горизонтальных скважинах путем закачки высоковязкой активной жидкости с заданным периодом стабильности.

Апробация работы

Основное содержание диссертационной работы докладывалось, обсуждалось и было одобрено: - на межрегиональной научно-технической конференции по проблемам газовой промышленности России (г.Ставрополь, 1997 г.); - на 3-й научно-технической конференции, посвященной 70-летию Российского Государственного университета нефти и газа им. И.М.Губкина (г.Москва, 1999 г.); - на кафедре бурения Тюменского государственного нефтегазового университета (г. Тюмень, 2000 г.). Работа выполнена в соответствие с тематикой НИР, утвержденной ДООО «Бургаз» на 1999-2000 годы.

Публикации

Основные положения диссертационной работы опубликованы в 16 печатных работах, в том числе в одном патенте Российской Федерации.

Объем и структура работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, основных выводов и рекомендаций, списка литературы, включающего 103 наименований работ отечественных и зарубежных авторов. Объем работы 146 страниц машинописного текста, 15 рисунков, 38 таблиц и 10 приложений.

Краткий обзор результатов предыдущих исследований других авторов по решаемым в диссертации задачам приводятся в разделах работы.

Реклама


2006-20011 © Каталог российских диссертаций