Первое высшее техническое учебное заведение России
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
национальный минерально-сырьевой университет «горный»
Согласовано | Утверждаю | |
Руководитель ООП по направлению 131000 профессор К. | Зав. кафедрой профессор |
Рабочая ПРОГРАММА
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«ТЕХНОЛОГИИ ВСКРЫТИЯ НЕФТЕГАЗОВЫХ ПЛАСТОВ»
Направление подготовки: 131000 Нефтегазовое дело
Магистерская программа: «Технология вскрытия нефтегазовых пластов»
Квалификация (степень) выпускника: магистр
Форма обучения: очная
Составитель: профессор
Санкт-Петербург
2012
Рабочая программа составлена с учётом требований (нормативный документ: ФГОС ВПО) к содержанию и уровню подготовки по специальности 130504 № ______ от «____»___________ 2012 г. и в соответствии с рабочим учебным планом специальности утверждённым ректором Университета «____»___________ 20__ г.
Составитель: профессор
Научный редактор: д. т.н., проф. _____________
Обсуждено:
на заседании кафедры Бурения скважин «____»___________ 2012 г., протокол № __
Одобрено:
Методической комиссией специальности (направления) _______ Университета «____»___________2012 г., протокол № __
1. Цель и задачи дисциплины
Дисциплина «Технологии вскрытия нефтегазовых пластов» является одной из важнейших специальных дисциплин, определяющих профиль и уровень квалификации магистра по бурению нефтяных и газовых скважин. Цель преподавания дисциплины состоит в приобретении студентами знаний в области теории основных технологических процессов, связанных с креплением скважин, вскрытием, опробованием, освоением и испытанием нефтегазоносных залежей, что необходимо для высококачественного завершения строительства нефтяных и газовых скважин, обеспечения его экологической безопасности и экономической эффективности.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
ОК - 1 , ОК-3 , ОК - 5 , ОК - 6 , ОК - 7, ОК - 9 ПК - (1-14) , ПК - 18 , ПК-19 , ПК-(22-26).
В результате изучения дисциплины «Технологии вскрытия нефтегазовых пластов» студенты должны
· знать и уметь использовать методы инженерных расчетов, связанных с выполнением различных операций по заканчиванию скважин, методы определения свойств и рецептур тампонажных материалов, научиться проектировать работы по заканчиванию скважин, предусмотренные в соответствующих разделах технического проекта на строительство нефтяных и газовых скважин, а также практически осуществлять необходимые для этого технологические операции.
Изучение дисциплины базируется на знаниях, полученных студентами по комплексу естественнонаучных и общепрофессиональных дисциплин, а также по некоторым специальным курсам («Буровые промывочные и тампонажные растворы», «Технология бурения нефтяных и газовых скважин» и др.). В дальнейшем полученные студентами знания потребуются им при прохождении последующих специальных дисциплин, а также при написании магистерской диссертации.
3. Объем дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы | Всего часов | Семестры | |
А | В | ||
Общая трудоемкость дисциплины | 540 | 102 | 136 |
Аудиторные занятия | 170 | 126 | 44 |
Лекции | 29 | 18 | 11 |
Лабораторные работы (ЛР) | 18 | 18 | |
Практические занятия | 123 | 90 | 33 |
Самостоятельная работа, в т. ч. | 370 | 34 | 136 |
Курсовая работа | 36 | 36 | |
Другие виды самостоятельной работы | 334 | 167 | 167 |
Вид итогового контроля | зачет | экзамен |
4. Содержание дисциплины
4.1. Разделы дисциплины и виды занятий
№ п/п | Раздел дисциплины | Лекции, час. | ЛР, час. |
|
| 1 | Общие сведения о процессах вскрытия нефтегазовых пластов и их роли в выполнении скважинами своего целевого назначения. Предмет и задачи курса. | 1 | |
| 2 | Первичное вскрытие продуктивных пластов. | 3 | 2 |
| 3 | Опробование продуктивных пластов в открытом стволе скважины. | 6 | 1 |
| 4 | Проектирование конструкций скважин. | 5 | 2 |
| 5 | Крепление скважин и цементирование обсадных колонн. | 6 | 7 |
| 6 | Вторичное вскрытие продуктивных пластов. | 4 | 1 |
| 7 | Освоение скважин. | 2 | 1 |
| 8 | Установка мостов и ремонтно-изоляционные работы в скважинах. | 2 | 4 |
4.2. Содержание разделов дисциплины
Раздел 1. Общие сведения о процессах вскрытия нефтегазовых пластов и их роли в выполнении скважинами своего целевого назначения. Предмет и задачи курса.
Раздел 2. Первичное вскрытие продуктивных пластов. Назначение и состав работ, связанных с первичным вскрытием продуктивных пластов. Физические свойства коллекторов нефти и газа, обуславливающие осложнения при вскрытии продуктивных пластов. Физико-химические процессы в приствольной зоне продуктивного пласта, приводящие к снижению её проницаемости. Факторы, влияющие на формирование зоны пониженной проницаемости. Понятие о совершенстве вскрытия продуктивного пласта скважиной. Виды несовершенства вскрытия и методы его оценки. Выбор технологии вскрытия продуктивного пласта в зависимости от геологических условий. Конструкции призабойных участков нефтяных и газовых скважин и методика их выбора. Выбор состава и свойств буровых растворов для вскрытия продуктивных пластов. Особенности технологии вскрытия продуктивных пластов с аномально низкими давлениями. Особенности технологии вскрытия пластов с аномально высокими давлениями. Характеристика противовыбросового оборудования и условий его выбора. Охрана труда, недр и окружающей среды при первичном вскрытии продуктивных пластов.
Раздел 3. Опробование продуктивных пластов в открытом стволе скважины. Цели опробования пластов в открытом стволе в зависимости от назначения скважины, состав необходимых работ и характер получаемой при этом информации. Выбор объектов испытаний. Классификация технических средств для опробования пластов. Выбор состава комплекта испытательного оборудования. Технология опробования и исследований в открытом стволе. Принципы обработки результатов опробования. Геолого-геофизическое обеспечение опробования пластов.
Раздел 4. Проектирование конструкций скважин. Понятие о конструкции нефтяных и газовых скважин и предъявляемых к ней требованиях. Типы, назначение и разновидности обсадных колонн. Принципы выбора и обоснования конструкции скважины. Характеристика распределения давлений и температур по стволу скважины. Причины и характер изменения температурного режима скважины при бурении, опробовании и освоении, роль температурного фактора при выборе конструкции скважины. Методика выявления интервалов, несовместимых по условиям бурения, источники необходимой для этого информации. Принципы и особенности проектирования конструкций скважин для нефтяных, газовых, газоконденсатных и геотермальных месторождений, для подземных газохранилищ и скважин, сооружаемых на акваториях.
Раздел 5. Крепление скважин и цементирование обсадных колонн. Технологические операции по креплению и цементированию скважин и решаемые при этом задачи. Конструкции обсадных труб и их соединений. Прочностные характеристики обсадных труб и факторы, определяющие их несущую способность. Контроль качества труб и их соединений. Условия работы обсадных колонн в скважинах. Причины их повреждений. Износ и коррозия обсадных труб, меры предотвращения и защиты. Проектирование и расчёт конструкций обсадных колонн различного назначения. Влияние температурного фактора на условия работы обсадных колонн и способы регулирования термических деформаций. Подготовка к спуску обсадных колонн. Объекты подготовки и состав выполняемых при этом работ. Влияние компоновки низа бурильной колонны на условия прохождения обсадных колонн при их спуске. Технологическая оснастка обсадных колонн. Технология и организация спуска обсадных колонн. Осложнения и аварии при спуске обсадных колонн, меры профилактики и ликвидации. Классификация тампонажных материалов. Стандарты на тампонажные цементы. Основные свойства тампонажных цементов, растворов и камня, способы их определения. Факторы, влияющие на свойства тампонажных растворов и камня, способы их регулирования. Технология цементирования обсадных колонн. Способы цементирования и условия их применения. Факторы, влияющие на качество цементирования. Назначение и состав буферных жидкостей. Принципы выбора способа цементирования и состава тампонажного цемента. Цементировочное оборудование и его назначение. Организация и контроль процесса цементирования. Принципы расчёта цементирования. Проверка качества цементирования. Охрана труда и окружающей среды при креплении и цементировании скважин.
Раздел 6. Вторичное вскрытие продуктивных пластов. Кумулятивная, пулевая и торпедная перфорации. Гидропескоструйная перфорация. Выбор метода перфорации, подготовка скважины и оборудование устья Эффективность вскрытия пластов перфорацией.
Раздел 7. Освоение скважин. Условия получения притока жидкости и газа из продуктивного пласта в скважину. Способы возбуждения притока и условия их применения. Стратегия выполнения работ по освоению нефтяных и газовых скважин. Особенности технологии освоения геотермальных скважин. Методы физико-химической обработки пласта и воздействия на призабойную зону.
Раздел 8. Установка изоляционных и разобщающих мостов при испытаниях скважин. Способы установки, факторы, влияющие на качество цементных мостов. Обследование технического состояния скважин. Ремонтное цементирование скважин. Проверка качества ремонтно-изоляционных работ.
4.3. Самостоятельные занятия
Самостоятельная работа включает проработку студентами конспектов лекций и соответствующих им разделов учебников и учебных пособий, оформление расчётно-графических заданий во внеаудиторное время, а также подготовку курсового проекта. Контроль над выполнением заданий по самостоятельной работе осуществляется преподавателями в ходе ежемесячных аттестаций по текущей успеваемости и оформления допуска к экзамену.
5. Лабораторный практикум
№ п/п | № раздела дисциплины | Наименование лабораторных работ |
1. | 2 | Определение гранулометрического состава пород продуктивного пласта ситовым методом. Исследование пропускной способности фильтрационных корок. |
2. | 3 | Выбор противовыбросового оборудования устья скважины. Изучение конструкции трубного пластоиспытателя. |
3. | 4 | Расшифровка диаграммы глубинного манометра. Расчёт давлений в стволе закрытой скважины. Прогнозирование давлений гидроразрыва пород. Расчёт распределения температур по стволу скважины. Проектирование конструкции скважины для заданных условий бурения. |
4. | 5 | Расчёт обсадной колонны для заданных условий её работы. Измерение плотности порошкообразных тампонажных материалов. Измерение растекаемости цементного раствора. Измерение плотности цементного раствора. Измерение плотности цементного раствора. |
5. | 7,8 | Определение сроков схватывания цементного раствора. Измерение прочности цементного камня при сжатии и изгибе. |
6. | 5 | Проверка соответствия цемента требованиям стандарта. Разработка рецептуры облегчённого цементного раствора. |
7 | 2,3,4,5 | Работа на тренажере-имитаторе бурения АМТ-221 |
6. ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ (СЕМИНАРЫ):
№ | № раздела | Тематика практических занятий | Трудоемкость (час.) |
1 | 4 | Расчет конструкции скважины | 12 |
2 | 4 | Расчет режима спуска обсадных колонн | 8 |
3 | 5 | Расчет обсадных колонн на прочность по избыточным давлениям | 10 |
4 | 5 | Расчет обсадных колонн на прочность резьбовых соединений | 10 |
5 | 5 | Расчет обсадных колонн по секциям | 8 |
6 | 5 | Расчет материалов для одноступенчатого цементирования | 8 |
7 | 5 | Расчет техники для одноступенчатого цементирования | 10 |
8 | 5 | Расчет многоступенчатого цементирования | 8 |
9 | 7 | Расчеты при опробовании пласта | 10 |
10 | 6 | Расчеты при вторичном вскрытии пластов | 8 |
11 | 7 | Расчеты при освоении скважин | 12 |
12 | 8 | Расчеты цементных мостов | 10 |
13 | 5,5 | Расчет усилия натяга колонн при обвязке устья | 9 |
Всего: | 123 |
7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
7.1. Рекомендуемая литература
а) Основная литература
1.Калинин нефтяных и газовых скважин. Учебник для Вузов. М., ЦентрЛитНефтеГаз, 2008.
2., Калинин бурения нефтяных и газовых скважин. Учебое пособие. М., ЦентрЛитНефтеГаз, 2009.
3., , Сердюк в бурении. Справочное пособие. М., РГГРУ, 2007.
4.Бурение разведочных скважин. Учебник для Вузов. /Под ред. /. М., Высшая школа, 2007.
5. , , Дмитриев заканчивания скважин. Учебное пособие. СПб, Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», 2012.
б) Дополнительная литература
1. , , Шаманов и технология бурения нефтяных и газовых скважин. Учебник для вузов.- М., -Бизнесцентр»,2003.
2. , , Проселков нефтяных и газовых скважин. Учебное пособие для вузов.- М., ., -Бизнесцентр»,2002.
3. ,,Проселков скважин. Учебное пособие для вузов. М.. -Бизнесцентр», 2000.
4. ,,Никитин расчеты при бурении глубоких скважин. М., Недра», 2000.
5. , , Тойб промывочные и тампонажные растворы. Учебное пособие для вузов. СПб., СПГГИ, 2004.
6. Энциклопедия по буровым растворам. Оренбург, Изд.-во «Летопись», 2005.
7.2. Средства обеспечения освоения дисциплины
Рекомендуется использовать методические рекомендации по теоретическим и лабораторным разделам курса, а также компьютерные программы по обработке результатов лабораторных испытаний тампонажных растворов.
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Специализированная лаборатория, оснащенная приборами для определения физико-механических свойств тампонажных растворов и буферных жидкостей, тренажер-имитатор бурения «АМТ-221», тренажер-имитатор капитального ремонта скважин «АМТ-421», учебно-научный полигон «Нефтяник».
