Научно-прикладные основы совершенствования технологии бурения скважин на суше и континентальном шельфе

• Автор: Урманчеев, Вячеслав Исмагилович
• Шифр специальности: 25.00.15
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 230 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ТРАДИЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ СТРОИТЕЛЬСТВА СКВАЖИН В РАЗЛИЧНЫХ ПРИРОДНЫХ И ГЕОЛОГО-ТЕХНИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
1.1. Природные и геолого-технические условия строительства скважин на суше и континентальном шельфе (краткий обзор)
1.2. Технологические проблемы строительства скважин и современные методы их решения (критический анализ)
1.3. Идеология и научно-прикладные основы традиционных технологий строительства скважин

1.4. Постановка цели, задач исследований и разработок

2. ГИДРОДИНАМИКА НЕСТАЦИОНАРНЫХ БУРОВЫХ ПРОЦЕССОВ, ИХ ВИБРОВОЛНОВАЯ ПРИРОДА

И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ

2.1. Постановка задачи

2.2. Гидравлика и гидродинамика нестационарных процессов бурения скважин
2.2.1. Гидравлические условия бурения и промывки скважины
2.2.2. Гидродинамическое состояние скважин при производстве

2.3. Теоретические основы буровой подземной гидравлики (критический анализ)
2.4. Влияние нестационарных гидравлических процессов
на технологию буровых работ
2.5. Выводы по разделу
3. НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЕЙ БУРОВЫХ РАБОТ
3.1. Постановка задачи
3.2. Основные научно-методические принципы и системные решения по организации и управлению технологическими процессами в скважине

3.3. Обоснования перспективных научно-технических направлений совершенствования технологических процессов бурения скважин
3.4. Выводы
4. МОДИФИКАЦИЯ ГИДРОИЗОЛИРУЮЩИХ свойств БУРОВЫХ И ТАМПОНАЖНЫХ РАСТВОРОВ
4.1. Постановка задачи
4.2. Методика экспериментальных исследований влияния буровых растворов и их фильтратов на восстановление проницаемости кернов
4.2.1. Методика оценки ингибирующих свойств буровых растворов
4.2.2. Методика определения динамической фильтрации буровых растворов
4.2.3. Методика экспериментальной оценки закупоривающего действия фильтрата бурового раствора
4.2.4. Методика экспериментальной оценки кальматирующего действия бурового раствора
4.3. Анализ применяемых и разработка оптимальных рецептур бурового раствора для бурения скважин в интервалах неустойчивых горных пород
4.4. Аналитическая и экспериментальная оценки влияния буровых растворов на эффективность первичного вскрытия продуктивной толщи
4.5. Теоретические предпосылки, экспериментальные обоснования и разработка тампонажного материала для цементирования обсадных колонн в условиях низких положительных и отрицательных температур
4.5.1. Теоретические предпосылки по созданию тампонажного материала повышенной гидравлической активности при низких положительных и отрицательных температурах
4.5.2. Методика и методы проведения исследований
4.5.3. Методика обработки результатов экспериментов
4.6. Разработка тампонажного материала для цементирования скважин с низкими положительными и отрицательными температурами
4.6.1. Состав и краткая характеристика сырьевых компонентов вяжущего

4.6.2. Оптимизация исходного состава безгипсового вяжущего
4.6.3. Оптимизация состава тампонажного раствора на основе безгипсового вяжущего
4.6.4. Исследование свойств тампонажного раствора-камня
на основе безгипсового тампонажного материала
4.6.5. Долговечность цементного камня на основе портландцемента тампонажного безгипсового в агрессивных средах
4.6.6. Результаты опытно-промышленных испытаний цемента низкотемпературного, седиментационно-устойчивого, безусадочного
4.7. Выводы
5. КОМПЛЕКС РАЗРАБОТОК
ПО РАЗВИТИЮ НАУЧНО-ПРИКЛАДЫНХ ОСНОВ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА СКВАЖИН НА СУШЕ И КОНТИНЕНТАЛЬНОМ ШЕЛЬФЕ
5.1. Идеология системного развития буровых технологий
5.2. Комплекс методических и технологических разработок по решению ключевых проблем качества и эффективности строительства нефтяных и газовых скважин
5.2.1. Технология и техника совмещения гидромеханических процессов разрушения горных пород и изоляции проницаемых стенок ствола в процессе бурения скважин
5.2.2. Методика оперативного контроля технического состояния ствола и гидравлического поведения скважин при бурении
5.2.3. Технологические разработки по решению ключевых проблем качества и эффективности строительства скважин
5.3. Обобщенные сравнительные показатели традиционной
и системной технологий строительства скважин
5.4. Выводы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Таблица 2.1.
Оценка пульсации давлений при циркуляции жидкости в скважине
Опытные скважины
Регистрируемые давления на глубине 22 Ладушкино (Калининград 42 Малиновская (Калининград) 13 Дейма (Калининград) С 9-2/85 Калининградская 33 Южно- Соленинская (Таймыр) 103 Карачаганак (Сев. Казахстан)
1. Гидростатическая репрессия (депрессия), МПа 2,8 5,5 2,8 4,7 -3,6 5
2. Амплитуда колебания динамического давления, МПа: - в трубах +7,2* -5,8 +3,5 -2,5 +4.5 -4,0 +3.6 -2,2 +2.0 -1,0 +1,1 -1
- в кольцевом пространстве +4,0 -3,0 +1.8 -1,3 +1,2 -1,0 +2,5 -1,5 +1,0 с1'° +0,6 -0
3. Гидродинамическое забойное дифференциальное давление, МПа +6,8 -5,8 +7.3 -4,2 +4.0 -3,8 +7,2 -3,2 +2,6 -4,6 +6.1 -5
4. Глубина замеров, м 2760 2470 2153 2849 2580 3782
Примечание. ' - В числителе динамические давления, превышающие гидростатическое, в знаменателе меньше гидростатического.
Затем наступает второй период изменения состояния бурового раствора из нарушенного статического в режим течения близкий к структурному, при котором общее давление в скважине (меньших в 1,3-1,7 раза, чем при продавливании) определяется гидравлическими сопротивлениями жидкости в циркуляционной системе и действует до момента перехода в турбулентный режим при доведении подачи бурового насоса до требований, установленных геолого-техническим нарядом (ГТН) (рис. 2.2 - поз. 3 и 4, табл. 2.1).
Как следует из рассматриваемых рисунков, действительный характер турбулентного течения бурового раствора в элементах циркуляци-