МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«Крепление нефтяных и газовых скважин»
Направления подготовки: 131000 «Нефтегазовое дело»
Профиль: «Бурение нефтяных и газовых скважин»
Квалификации (степени) выпускника: БАКАЛАВР
Форма обучения: очная
Санкт - Петербург
2012
1.Цели и задачи дисциплины:
Учебная дисциплина "Крепление нефтяных и газовых скважин" — обязательная дисциплина федеральных государственных образовательных стандартов всех направлений первого уровня высшего профессионального образования (бакалавриата).
Основной целью образования по дисциплине «Крепление нефтяных и газовых скважин» состоит в приобретении студентами знаний в области теории основных технологических процессов, связанных с закреплением стенок скважин обсадными трубами и межпластовой изоляцией затрубного пространства, что необходимо для высококачественного завершения строительства нефтяных и газовых скважин, обеспечения экологической безопасности и экономической эффективности.
2. Место дисциплины в структуре ООП по направлению подготовки 131000 «Нефтегазовое дело»
Дисциплина «Крепление нефтяных и газовых скважин» относится к профессиональному циклу основной образовательной программы.
Содержание дисциплины базируется на знаниях, полученных при изучении дисциплин естественнонаучного и профессионального циклов, а знания, умения и навыки, полученные при её изучении, будут использованы в процессе освоения специальных дисциплин, при написании и защите бакалаврской выпускной квалификационной работы, в практической профессиональной деятельности.
Изучение и успешная аттестация по данной дисциплине, наряду с другими дисциплинами, являются необходимыми для освоения последующих специальных дисциплин, прохождения учебной и производственной практик.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих профессиональных компетенций (ПК) выпускника:
В результате изучения дисциплины студент должен:
· способен использовать методы математического моделирования основных технологических процессов крепления скважин обсадными колоннами, проводить экспериментальные исследования свойств тампонажных и буровых растворов для правильного составления и оформления научно-технической и служебной документации (ПК-2, ПК-5);
· способен осуществлять и корректировать технологические процессы цементирования нефтяных и газовых скважин, использовать нормативные документы по качеству, стандартизации и сертификации объектов нефтегазовой техники в практической деятельности (ПК-7, ПК-11);
· готов организовывать работу первичных производственных подразделений, осуществляющих спуск обсадных колонн в скважину, приготовление тампонажного раствора и его нагнетание в скважину, использовать методы технико-экономического анализа и принципы производственного менеджмента управления персоналом. (ПК-12, ПК-13, ПК-14);
· способен изучать и анализировать современное состояние техники и технологии крепления скважин (ПК-17);
· готов выполнять отдельные элементы проектов и регламентов ведения процесса крепления скважин, а так же использовать стандартные программные средства на различных стадиях проектирования (ПК-22, ПК-23).
знать:
· основные технологии нефтегазового производства;
· правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности;
· основные закономерности процессов, протекающих при движении тампонажной смеси в нисходящем и восходящем потоках цементного раствора;
· методы определения качества изоляционных работ.
уметь:
· ставить цели и формулировать задачи, связанные с реализацией профессиональных функций;
· использовать основные законы статики и кинематики жидкостей и газов, их взаимодействия между собой;
· использовать знания о составах и свойствах углеводородов в соответствующих расчетах, использовать принципы работы бурового оборудования, оборудования для эксплуатации и ремонта скважин;
· проектировать конструкции скважин с учетом возможности возникновения непредвиденных осложнений ;
владеть:
· понятийно-терминологическим аппаратом в области крепления скважин;
· законодательными и правовыми актами в области строительства нефтяных и газовых скважин, требованиями к безопасности технических регламентов в сфере профессиональной деятельности;
· методами изучения физико-химических и механических свойств горных пород;
· навыками в области технологии цементирования скважин;
· навыками рационализации профессиональной деятельности с целью обеспечения эффективности строительства скважин.
4. Объём дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы | Всего часов | Семестры | |||
VII | |||||
Аудиторные занятия (всего) | 68 | 68 | |||
В том числе: | |||||
Лекции | 34 | 34 | |||
Практические занятия (ПЗ) | |||||
Семинары (С) | |||||
Лабораторные работы (ЛР) | 34 | 34 | |||
Самостоятельная работа (всего) | 148 | 148 | |||
В том числе: | |||||
Курсовой проект (работа) | |||||
Расчетно-графические работы | 85 | 85 | |||
Реферат | 29 | 29 | |||
Другие виды самостоятельной работы | 17 | 17 | |||
Коллоквиум | 17 | 17 | |||
Вид промежуточной аттестации: зачет | Зач. | . | |||
Общая трудоемкость час зач. ед. | 216 | 216 | |||
6 | 5 |
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела |
1. | Конструкция скважины. | 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. |
2 | Методика расчета 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. Выбор технологии вскрытия продуктивного пласта в зависимости от геологических условий. Конструкции призабойных участков нефтяных и газовых скважин и методика их выбора. |
3 | Обсадные колонны и их соединения | 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. |
4. | . Крепление скважин обсадными колоннами. | 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. |
5. | Тампонажные материалы для крепления скважин | 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. Буферные и продавочные жидкости |
6. | Технология цементирования обсадных колонн | Способы цементирования и условия их применения. Факторы, влияющие на качество цементирования.. Принципы выбора способа цементирования и состава тампонажного цемента. Цементировочное оборудование и его назначение |
7 | Организация процесса цементирования | Организация и контроль процесса цементирования. Принципы расчёта цементирования. Проверка качества цементирования. Охрана труда и окружающей среды при креплении и цементировании скважин. |
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п | Наименование обеспе-чиваемых (последую-щих) дисциплин | № № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | ||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | … | ||
63. | Заканчивание скважин | + | + | + | + | + | + | + | ||
69. | Осложнения и аварии в бурении | + | + | + | + | + | ||||
70 | Бурение скважин на шельфе | + | + | + | + | + | + | + | ||
71 | Реконструкция и восстановление скважин | + | + |
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Лек- ций | Практ. зан. | Лаб. зан. | Семи-наров | СРС | Всего часов |
1. | Конструкция скважины. | 4 | 21 | 25 | |||
2. | Методика расчета конструкции скважины | 4 | 21 | 25 | |||
3. | Обсадные колонны и их соединения | 6 | 4 | 21 | 31 | ||
4. | . Крепление скважин обсадными колоннами. | 4 | 2 | 21 | 27 | ||
5. | Тампонажные материалы для крепления скважин | 6 | 6 | 21 | 33 | ||
6. | Технология цементирования обсадных колонн | 8 | 14 | 22 | 44 | ||
7 | Организация процесса цементирования | 2 | 8 | 21 | 31 |
6. Лабораторный практикум
№ п/п | № раздела дисциплины | Наименование лабораторных работ | Трудо-емкость (час.) |
1. | 3 | Сборка, разборка и герметизация обсадных труб | 4 |
2. | 4 | Спуск и установка обсадной колонны в скважине. | 6 |
3 | 5 | Регулирование свойств тампонажных материалов и подбор рецептур тампонажных смесей | 6 |
4 | 6 | Имитация технологических процессов цементирования скважин на тренажере | 14 |
5 | 7 | Имитация организационных процессов цементирования скважин на тренажере | 8 |
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература
1. ,, Заканчивание скважин. Учебное пособие для вузов. М.. -Бизнесцентр», 2000.
2. ,, Инженерные расчеты при бурении глубоких скважин. М., Недра», 2000.
3. , , Буровые промывочные и тампонажные растворы. Учебное пособие для вузов. СПб., СПГГИ, 2004.
4., , и др. Бурение скважин различного назначения. Учебное пособие для вузов. М., РГГРУ,2007.
б). дополнительная литература
1. Энциклопедия по буровым растворам. Оренбург, Изд.-во «Летопись», 2005.
2. М. Заканчивание скважин. Учебник для вузов. - М., Недра, 1979.
3. Соловьёв Е. М. Задачник по заканчиванию скважин. Учебное пособие для вузов. - М., Недра, 1989.
4. Подгорнов В. М., Ведищев И. А. Практикум по заканчиванию скважин. Учебное пособие для вузов. - М., Недра, 1985.
4. Булатов А. И., Данюшевский В. С. Тампонажные материалы. Учебное пособие для вузов. - М., Недра, 1987.
5. Булатов А. И., Аветисов А. Г. Справочник инженера по бурению. М., Недра, 1985;
6. Справочник по креплению нефтяных и газовых скважин. Под. ред. . М., Недра, 1981;
7. Карнаухов М. Д., Рязанцев Н. Ф. Справочное руководство по испытанию скважин. М., Недра, 1984.
Рекомендуется использовать методические рекомендации по теоретическим и лабораторным разделам курса, а также компьютерные программы по обработке результатов лабораторных испытаний тампонажных растворов.
9.Материально-техническое обеспечение дисциплины
Комплекс обвязки устья скважины для крепления, включая цементно-смесительную установку, цементировочный агрегат, цементировочный манифольд, цементировочную головку,; учебная лаборатория для проведения спуско-подъемных операций в скважине; специализированная лаборатория, оснащенная приборами для определения физико-механических свойств тампонажных растворов; тренажер-имитатор бурения «АМТ-221»; тренажер-имитатор капитального ремонта скважин «АМТ-421»; буровая установка МБУ-125; станция геологического контроля процесса бурения.
10.Методические рекомендации по организации изучения дисциплины
Примерная программа предусматривает возможность обучения в рамках традиционной групповой системы обучения. При этом обучение рекомендуется в течение одного семестра: для бакалавров — в VII семестре.
Разработчик:
Санкт-Петербургский
государственный
горный институт
(технический университет)
профессор кафедры бурения скважин.
Эксперты:
