Коцкулич Я.С., Ковбасюк І.М., Марцинків О.Б., Чудик І.І.

Івано-Франківськ

КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ

І ГАЗОВИХ СВЕРДЛОВИН

БУРІННЯ НАФТОВИХ

О. Б. Марцинків, І. І. Чудик

Івано-Франківський національний технічний

Тока на корпус вагона

 

університет нафти і газу

Кафедра буріння нафтових і газових свердловин

 

Я. С. Коцкулич, І. М. Ковбасюк,

 

 

 

 

УДК 622.24

ББК 33.13

Б 91

 

Рецензент:

Кочкодан Я. М.кандидат технічних наук, доцент кафедри буріння нафтових і газових свердловин Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу

Рекомендовано методичною радою університету

(протокол № 1 від 22.10.2012 р.)

 

Б-91Буріння нафтових і газових свердловин: конспект лекцій. – Івано-Франківськ: ІФНТУНГ, 2012. – 189 с.

МВ 02070855 – 3859 - 2012

Конспект лекцій складений згідно з програмами курсів “Буріння нафтових і газових свердловин” і “Основи технології буріння” для студентів, що навчаються за напрямами підготовки 6.050304 – "Нафтогазова справа" та 6.040103 – "Геологія" і призначений для надання методичної допомоги при вивченні дисциплін студентами денної і заочної форм навчання. Може бути корисним виробничникам при виникненні питань з цієї галузі.

УДК 622.24

ББК 33.13

 

МВ 02070855 – 3859 - 2012

© Коцкулич Я.С., Ковбасюк І.М.,

Марцинків О.Б., Чудик І.І.

© ІФНТУНГ, 2012


ЗМІСТ

Вступ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1 Загальні поняття про будівництво свердловин..
1.1 Коротка історія розвитку буріння свердловин . . . .
1.2. Способи буріння глибоких свердловин . . . . . . . . . .
1.3 Поняття про свердловину та її елементи. . . . . . . . .
1.4 Класифікація свердловин за призначенням. . . . . . .
1.5 Описання процесів ударного та обертового буріння
1.5.1 Ударне буріння . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.5.2 Обертальне буріння . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.5.3 Ударно-обертальне буріння . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.6 Поняття про цикл будівництва свердловини . . . . .
2 Бурові установки та обладнання. . . . . . . . . . . . . . .
2.1 Складові елементи бурових установок. . . . . . . . .
2.2 Основні параметри бурових установок . . . . . . . .
2.3 Наземні споруди і бурове обладнання . . . . . . . . .
2.4 Принцип вибору бурової установки . . . . . . . . . . .
3 Породоруйнуючий інструмент для буріння свердловин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1 Призначення та класифікація породоруйнуючого інструменту.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2 Бурові долота для буріння свердловин суцільним вибоєм. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.1 Лопатеві долота . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.2 Шарошкові долота. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .
3.2.3 Алмазні долота . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.4 Твердосплавні долота . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3 Бурові долота для буріння з відбором керна . . . . .
3.4 Бурові долота спеціального призначення . . . . . . . .
3.5 Техніко-економічні показники роботи бурових доліт . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4 Вибійні двигуни. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1. Класифікація вибійних двигунів . . . . . . . . . . . . . . .
4.2 Турбобури . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

4.3 Гвинтові вибійні двигуни. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4 Електробури . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5 Бурильна колона . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1 Призначення та складові елементи бурильної колони. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2 Конструктивні особливості елементів бурильної колони. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.1 Бурильні труби та з’єднувальні муфти. . . . . . . . .
5.2.2 Бурильні замки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.3 Обважнені бурильні труби. . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.4 Ведучі бурильні труби . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.5 Перевідники . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3 Технологічне оснащення бурильної колони . . . . .
6 Режим буріння та його параметри . . . . . . . . . . . . .
6.1 Поняття про режим буріння та його параметри. . .
6.2 Вплив параметрів режиму буріння на механічну швидкість проходки. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.3 Основи методики проектування параметрів режиму буріння. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7 Промивання свердловин та бурові промивальні рідини . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.1 Функції бурових промивальних рідин . . . . . . . . . .
7.2 Класифікація бурових промивальних рідин. . . . . .
7.3 Основні властивості та параметри промивальних рідин, методи їх контролю. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.4. Основні види промивальних рідин на водній основі, сфера їх застосування . . . . . . . . . . . . . . . .
7.4.1. Вода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.4.2 Рідини з диспергованою твердою фазою . . . . . .
7.4.3 Суспензії з конденсованою твердою фазою . . . .
7.4.4 Полімерні недиспергуючі рідини . . . . . . . . . . . .
7.4.5 Нафтоемульсійні рідини . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.5 Промивальні рідини на вуглеводневій основі . . . .
7.6 Аеровані промивальні рідини . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.7 Газоподібні агенти . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

7.8 Хімічні реагенти для оброблення бурових промивальних рідин на водній основі . . . . . . . . . .
7.9 Приготування бурових промивальних рідин . . . . .
7.10 Очищення бурових промивальних рідин . . . . . .
8 Ускладнення в процесі буріння свердловин . . . .
8.1 Причини та класифікація ускладнень. . . . . . . . . . .
8.2 Поглинання промивальних рідин або тампонажних розчинів . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.3 Флюїдопроявлення . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.4 Порушення цілісності стінок свердловини . . . . . .
8.5 Прихоплювання колони труб . . . . . . . . . . . . . . . . .
9 Буріння свердловин у заданому напрямку . . . . . .
9.1 Основні поняття про викривлення свердловин . . .
9.2 Причини самовільного викривлення свердловин та їх наслідки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.3 Мета і способи буріння похилонаправлених свердловин. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.4 Профілі похилих свердловин . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.5 Види буріння похилих свердловин . . . . . . . . . . . .
10 Кріплення свердловин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.1 Мета та способи кріплення свердловин. . . . . . . .
10.2 Поняття про конструкцію свердловини та її елементи. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.3 Принципи проектування конструкцій свердловини. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.4 Обсадні труби та їх з’єднання . . . . . . . . . . . . . . . .
10.5 Умови роботи обсадних колон у свердловині . . .
10.6 Принципи розрахунку обсадних колон на міцність . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.6.1 Визначення зовнішніх і внутрішніх надлишкових тисків . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.6.2 Визначення міцнісних характеристик обсадних труб . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.6.3 Встановлення коефіцієнтів запасу міцності . . .

 

10.6.4 Підбір труб із встановленими коефіцієнтами запасу міцності . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.7 Оснащення низу обсадних колон . . . . . . . . . . . . .
11 Цементування свердловин . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11.1 Мета та способи цементування свердловин . . . .
11.2 Тампонажні матеріали, їх класифікація . . . . . . . .
11.3 Властивості тампонажного порошку, розчину та каменю . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11.3.1 Властивості сухого тампонажного порошку . .
11.3.2 Властивості тампонажного розчину . . . . . . . . .
11.3.3 Властивості тампонажного каменю . . . . . . . . . .
11.4 Обладнання для цементування свердловин . . . . .
12 Розкриття, випробування та освоєння продуктивних горизонтів . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12.1 Вплив промивальної рідини на колекторські властивості продуктивного пласта . . . . . . . . . . . . .
12.2 Способи первинного розкриття продуктивних горизонтів . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12.3 Завдання та способи випробування перспективних горизонтів . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12.4 Принципова схема і основи технології випробування пласта пластовипробувачем . . . . . .
12.5 Інтерпретація результатів випробування з допомогою пластовипробувача . . . . . . . . . . . . . . . .
12.6 Вторине розкриття продуктивного пласта перфорацією . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12.7 Способи та основи технології освоєння свердловин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Перелік рекомендованих джерел. . . . . . . . . . . . .