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

Б-91 Буріння 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.............

ВСТУП

Курси “Буріння нафтових і газових свердловин” і “Основи технології буріння” належать до дисциплін, які вивчають студенти спеціальностей “Геологія нафти і газу”, “Видобування нафти і газу” та “Обладнання нафтових і газових промислів”. Зміст дисциплін базується на знаннях, одержаних студентами під час вивчення фундаментальних та загальноінженерних дисциплін.

Мета вивчення дисциплін “Буріння нафтових і газових свердловин” і “Основи технології буріння” – надбання студентами знань з питань теорії основних технологічних процесів, які пов’язані з породоруйнівним інструментом, режимом буріння, буровими промивальними рідинами, бурильною колоною, ускладненнями та аваріями в процесі буріння, бурінням свердловин у заданому напрямку, проектуванням конструкції свердловин, їх кріпленням та цементуванням, вторинним розкриттям пластів тощо.

За результатами вивчення дисциплін студенти повинні вміти:

а) підбирати типорозміри доліт, вибирати тип та властивості промивальних рідин, у тому числі для якісного розкриття продуктивних пластів;

б) оцінити умови виникнення можливих ускладнень та аварій в бурінні та розробляти заходи з їх запобігання;

в) вибрати спосіб первинного розкриття продуктивних пластів;

г) оцінити якість первинного розкриття пластів;

д) виконувати інтерпретацію діаграм глибинних манометрів;

е) вимірювати властивості промивальних рідин, сухого тампонажного матеріалу, розчину і каменю;

є) проектувати конструкції свердловин;

ж) виконувати розрахунки, які стосуються основних технологічних операцій, пов’язаних з закінчуванням свердловин.

Автори з щирою вдячністю сприймуть зауваження і пропозиції читачів, спрямовані на покращення даної методичної розробки.

1 ЗАГАЛЬНІ ПОНЯТТЯ ПРО БУДІВНИЦТВО СВЕРДЛОВИН