Программа курса (syllabus) по дисциплине Теоретические процессы заканчивания скважин для специальности 6М070800 - Нефтегазовое дело

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ  РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Казахский национальный технический университет имени

Институт геологии и нефтегазового дела им. К.Турысова

  Кафедра «Технология и техника бурения скважин»

 

  «Утверждаю»

          Директор  института

         «  »___________2015г. 

  ПРОГРАММА КУРСА (SYLLABUS)

  по дисциплине Теоретические процессы

  заканчивания скважин

  для специальности 6М070800 - Нефтегазовое дело

Всего – 3 кредита

Курс – 1

Семестр –  2

Лекций –  30 часов

Практические занятия–  15 часов

Рубежный контроль –  2 раза

СРС – 90 часов

СРСП – 90 часов

Всего аудиторных часов – 90

Всего внеаудиторных часов – 90

Экзамен – 2 семестр

АЛМАТЫ 2015

Продолжение приложения Г

Программа курса составлена на основании типовой программы для высшего профессионального образования (магистратура) по специальности 6М070800 - Нефтегазовое дело

Рассмотрена на заседании кафедры «Технология и техника бурения скважин»

«  »  2015  г. Протокол №

Зав. кафедрой

  Ф. И.О.

Одобрена учебно-методическим Советом института геологии и нефтегазового дела им. К.Турысова

  «___» __________201_ г. Протокол № __

Председатель УМС института  Ф. И.О.

Составитель – профессор кафедры Т и ТБС, к. т.н.

Сведения о преподавателе: Окончил в 1967 году нефтяной факультет КазПТИ по специальности технология и техника разведки месторождений полезных ископаемых, общий педагогический стаж составляет 46 лет. Является автором 98 научных трудов, в том числе 4 учебников 8 учебных пособий 7 патентов.

Офис: _805 НК

Адрес: Сатпева, 22

Телефон: [phone], 72 88 

Факс:___________

Е-mail: *****@***ru

  1 Цель изучения дисциплины

Задача изучения дисциплины. Основными задачами дисциплины являются научить магистрантов выбирать  оборудования призабойной зоны скважины; вести работы по испытанию и опробованию скважины; проектировать конструкцию скважины и обсадных колонн для различных условий, рассчитывать их на прочность и цементирование; составлять технологический регламент заканчивания скважины. Цель преподавания дисциплины  состоит в изучении технологических операций завершения строительства скважины до сдачи ее в эксплуатацию. Описывается комплекс работ, включающих в себя вскрытие продуктивного пласта бурением, опробование перспективных горизонтов, крепление скважины обсадными трубами, разобщение проницаемых горизонтов друг от друга, вторичное вскрытие продуктивного пласта перфорацией, испытание  и освоение скважины.

       

1.3. Пререквизиты: высшая математика, физика, сопротивление материалов, гидравлика, гидроаэромеханика, основы нефтегазового дела.

  1.4.  Постреквизиты: Технология бурения нефтяных и газовых скважин, Проводка скважин в сложных условиях, Промывка скважин и промывочные жидкости, Искривление скважин и направленное бурение, Разработка нефтяных и газовых месторождений.

2 Система оценки уровня знаний магистрантов

  Таблица 1

  Распределение рейтинговых баллов по видам контроля

Вариант №	Вид итогового контроля	Виды контроля	Проценты, %
1.	Экзамен	Итоговый контроль	40
Текущий контроль	40
Рубежный контроль	20

  Таблица 4

Календарный график сдачи всех видов контроля

по дисциплине «Теоретические процессы заканчивания скважин»

Недели	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Недельное количество контроля	1	1	1	1	1	2	1	1	1	1	1	1	1
Виды контроля		ПР1	ПР2	ПР3	ПР4	ПР5	ПР6 РК1	ПР7	ПР7	ПР7	ПР8	ПР8	ПР8	РК2
Виды контроля: ПР – практическая работа, РК – рубежный контроль,

  Таблица 3

  Оценка знаний магистрантов

Оценка	Буквенный эквивалент	Рейтинговый балл (в процентах %)	В баллах
Отлично	А	95-100	4
А-	90-94	3,67
Хорошо	В+	85-89	3,33
В	80-84	3,0
В-	75-79	2,67
Удовлетворительно	С+	70-74	2,33
С	65-69	2,0
С-	60-64	1,67
D+	55-59	1,33
D	50-54	1,0
Неудовлетворительно	F	0-49	0

  3 Содержание дисциплины

  3.1 Тематический план курса

  Таблица 4

Номер	Наименование темы	Количество академических часов
Лекции	Практические	Лаб. занятия	СРСП (СРМП СРМД)	СРС (СРС СРД)
I	II	III	IV	V	VI	VII
1	Научные основы заканчивания скважин.	2	6	6
2	Первичное вскрытие продуктивного пласта. Воздействие промывочной жидкости на продуктивный пласт.	2	1	6	6
3	Гидродинамическое совершенство вскрытия. Опробования пластов в открытом стволе.	2	1	6	6
4	Принципы обработки результатов опробования.	2	2	6	6
5	Неудачи при опробовании и их причины. Требования к конструкции скважин.	2	2	6	6
6	Принципы проектирования конструкции скважины.	2	2	6	6
7	Конструкция обсадных труб и их соединений. Сварные соединения обсадных труб.	2	2	6	6
8	Методика проектирования и расчета обсадных колонн.	2	2	6	6
9	Организация и режим спуска обсадной колонны в скважину	2	6	6
10	Цели и способ разобщения пластов.	2	6	6
11	Технология цементирования скважины. Технологические жидкости при цементировании	2	2	6	6
12	Цементировочное оборудование. Организация и контроль процесса цементирования.	2	1	6	6
13	Вторичное вскрытие продуктивного пласта. Технология вторичного вскрытия.	2	6	6
14	Организация и технология освоения скважины. Испытание продуктивных пластов.	2	6	6
15	Ремонтно-изоляционные работы в скважине. Заключение.	2	6	6
Всего (часов)	30	15	90	90

3.2 Название и содержание лекционных занятий

Лекция № 1. Научные основы заканчивания скважин.

Заканчивание  скважин –  комплекс работ, включающих в себя вскрытие продуктивного пласта бурением, опробование перспективных горизонтов, крепление скважины обсадными трубами, разобщение проницаемых горизонтов друг от друга, вторичное вскрытие продуктивного пласта перфорацией, испытание  и освоение скважины.

       Вскрытие пласта –  комплекс работ, связанных с разбуриванием всей мощности продуктивного пласта при проводке скважину. Основная цель вскрытия заключается в сохранении естественных параметров пласта и предупреждении проникновения посторонних флюидов за счет перетоков.

  Лекция № 2. Первичное вскрытие продуктивного пласта.

  Воздействие промывочной жидкости на продуктивный пласт. Способы первичного вскрытия продуктивных пластов.

  Лекция №3. Гидродинамическое совершенство вскрытия. Опробования пластов в открытом стволе.

  Продуктивный пласт может быть вскрыт бурением полностью или частично. В свою

очередь, пласт может быть вскрыт полностью при первичном вскрытии и частично – привторичном. На приток жидкости к скважине существенно влияет проницаемость призабойной зоны во время вскрытия пласта. В некоторых случаях может проявлять себя неоднородность вскрытого пласта. Указанные факторы определяют гидродинамическое несовершенство скважины, от которого зависит ее продуктивность. Виды несовершенства скважины. Сущность опробования скважин. Аппараты для опробования.

  Лекция № 4. Принципы обработки результатов опробования.

Технология работ по испытанию перспективных объектов испытателями пластов, спускаемыми на трубах. Технико-экономические показатели испытания перспективных объектов в открытом стволе бурящихся скважин во многом зависит от степени совершенства технологии проведения работ с применением испытателей пластов, спускаемыми на трубах. Выбор интервала установки пакера. Интерпретация результатов опробования.

  Лекция № 5. Неудачи при опробовании их причины.

Неудачи при опробовании и их причины. Причинами осложнений при опробовании скважин могут быть как геолого-технические условия проводки скважины, так и технико-технологические условия. Требования к конструкции скважин.

  Лекция № 6. Принципы проектирования конструкции скважины.

  Выбор конструкции скважины является основным этапом ее проектирования и

должен обеспечить высокое качество строительства скважины как долговременного эксплуатируемого сложного нефтепромыслового объекта  предотвращение аварий и осложнений в процессе бурения и создания условий для снижения затрат времени и материально-технических средств на бурение. Выбор диаметров обсадных колонн и 

долот. Эксплуатационная колонна. Выбор интервалов цементирования. Анализ выбора конструкции скважины.

  Лекция № 7. Конструкция обсадных труб и их соединений.

Сварные соединения обсадных труб.

  Лекция №8. Методика проектирования и расчета обсадных колонн.

Определение наружных давлений. Определение внутренних давлений.

Определение избыточных давлений,  действующих на обсадную колонну.

Проектирование обсадной колонны.

Лекция № 9. Организация и режим спуска обсадной колонны в скважину.

Оборудование низа обсадной колонны. Пакеры, устанавливаемые на обсадной колонне. Оборудование верхней части обсадной колонны.

Лекция № 10. Цели и способ разобщения пластов.

Подготовка обсадных труб. Подготовка скважины к спуску обсадной колонны. Спуск обсадной колонны в скважину.

Лекция № 11. Технология цементирования скважины. Технологические жидкости при цементировании

  Технология цементирования скважины. Одноступенчатое цементирование скважин (одноцикловый способ) — наиболее распространенный вид цемен­тирования. Двухступенчатое цементирование скважин.

Лекция № 12. Цементировочное оборудование.

Оборудование для цементирования скважин. Организация и контроль процесса цементирования.

  Лекция № 13. Вторичное вскрытие продуктивного пласта.

  Технология вторичного вскрытия. Расчет параметров процесса газогидропескоструйной перфорации.

  Лекция № 14. Организация и технология освоения скважины.

Испытание продуктивных пластов. Технология освоения скважин азотом.

  Лекция № 15. Ремонтно-изоляционные работы в скважине. Заключение.

       Основные причины поглощения бурового раствора. Исследования зон поглощений. Методы предупреждения и ликвидации поглощений.

  3.3 Название, содержание и количество часов практических занятий.

  Задание 1. Расчеты при первичном вскрытии продуктивного горизонта.

Методические рекомендации: Гравийный фильтр применяется для оборудования призабойной зоны скважины с целью предотвращения от разрушения несцементированных и слабосцементированных песчаных коллекторов и  выноса песка в скважину. Основные требования к гравийным фильтрам:

Структура порового пространства фильтра должна быть такой, чтобы даже тонкие частицы песка не могли проходить сквозь него; Проницаемость фильтра для пластовой жидкости должна быть значительно выше проницаемости продуктивного пласта.

Основная литература: осн. 1[115 - 225]

Контрольные вопросы:

1 От чего зависит эффективность гравийного фильтра?

2 Когда считают коллектор устойчивым?

3 По степени неоднородности пески можно подразделить на?

4 Как найти необходимое число щелей в корпусе фильтра?

5  По какой формуле определяется необходимый объем гравия в насыпном виде?

  Задание 2. Расчеты при опробовании продуктивного горизонта в открытом стволе.

Методические рекомендации:  При опробовании перспективных горизонтов в открытом стволе производится расчет критической длины хвостовика и проверка ее на смятие бурильной колонны.

Основная литература: осн. 1 [115 - 225]

Контрольные вопросы:

1 По какой формуле определяется критическая длина хвостовика I порядка?

2 Проверка на смятие бурильной колонны?

3  По какой формуле определяется ударная гидродинамическая нагрузка?

4  По какой формуле определяется нагрузка на пакер?

5  По какой формуле определяется фактическая нагрузка на хвостовик?

Задание 3. Гидравлический расчет промывки скважины при первичном вскрытии.

Методические рекомендации:  При гидравлическом расчете решаются следующие  задачи:

Выбор плотности промывочной жидкости, при которой репрессия на продуктивной пласт  минимальна и соблюдается условие Определение величины подачи буровых насосов, необходимой для транспортировки бурового шлама разбуренной породы из наддолотной зоны на дневную поверхность, а в случае бурения гидравлическими забойными двигателями – также для обеспечения их нормальной работы при заданных параметрах режима бурения. Оценка гидравлической мощности, необходимой для удовлетворительной очистки забоя при бурении гидромониторными долотами, а также, при необходимости, для кольматации стенок скважины в продуктивном пласте, сложенном достаточно твердыми породами, в процессе его первичного вскрытия. Выбор числа и диаметра гидромониторных насадок в долотах (и в специальном наддолотном переводнике – в случае струйной кольматации  стенок скважины). Оценка гидравлических потерь в циркуляционной системе скважины и необходимой гидравлической мощности буровых насосов.

Основная литература: осн. 1[115 - 225]

Контрольные вопросы:

1  По какой формуле определяется необходимая подача  буровых насосов при роторном бурении?

2  По какой формуле определяется гидравлическая мощность на насадках долота?

3  По какой формуле определяется полная репрессия на продуктивной пласт?

4 Подача насосов, при которой турбина турбобура сможет развивать необходимый вращающий момент ?

Задание 4. Интерпретация диаграмм результатов опробования.

Методические рекомендации:  При работе с пластоиспытателем для обработки результатов используется метод Хорнера. Кривую восстановления давления разбивают на равные участки. Количество участков должно быть не менее 10. По графику определяют время притока, с; время восстановления забойного давления, с;  забойное давления, МПа.

Основная литература: осн.1 [426-448]

Контрольные вопросы:

1 В круглой щели необходимо определить потери давления жидкости

2 Какова структура турбулентного потока жидкости?

3 В тампонажном цементном растворе при ламинарном движении  как определить потери давления?

4  Каковы понятия о ньтоновской жидкости? 

5 Что можно рассказать о Бингхэмовской жидкости?

Задание 5. Принципы проектирования конструкции скважины.

Методические рекомендации: Выбор конструкции скважины является основным этапом ее проектирования и должен обеспечить высокое качество строительства скважины как долговременного эксплуатируемого сложного нефтепромыслового объекта  предотвращение аварий и осложнений в процессе бурения и создания условий для снижения затрат времени и материально-технических средств на бурение. Перед тем как бурить скважину необходимо заранее установить ее конструкцию т. е. определить: сколько необходимо спустить в скважину обсадных колонн, их диаметры, диаметры долот, которыми будет буриться скважина, высоты подъема цемента в затрубном пространстве с учетом разобщения пройденных водонефтегазоносных пластов.

Основная литература: осн.1[149-224]

Контрольные вопросы:

1 Под коэффициентом аномальности подразумевается?

2 Конструкция скважины должна обеспечивать?

3 Под индексом давления поглощения понимается?

4 В конструкции скважины используют следующие типы обсадных колонн?

Задание 6. Методика проектирования и расчета обсадных колонн.

Методические рекомендации: Определяются величины наружных и внутренних избыточных давлений, действующих на колонну обсадных труб, величину критического давления, действующего на колонну в зоне продуктивного пласта, строится эпюры наружных и внутренних давлений и с учетом указанных параметров подбираются обсадные трубы для колонны.

Основная литература: осн.1[149-224]

Контрольные вопросы:

1 Определение наружных давлений?

2 Определение внутренних давлений?

3 Расчет на растяжение?

Задание 7. Расчет цементирования обсадной колонны.

Методические рекомендации: Расчет заключается в определении необходимого объема цементного раствора, количества цемента и воды для его приготовления, определении необходимого объема продавочной жидкости, максимального давления в конце цементирования и выборе цементировочного агрегата.

Основная литература: осн1[446-541]

Контрольные вопросы:

1 Какие оптимальные параметры имеются при цементировании основной колонны?

2 Как определяются виды тампонажных растворов и их свойства?

3 Как определяется критическая подача всего раствора в колонне и кольцевом пространстве?

4 Как определяется продавливание объема бурового раствора при цементировании?

5 Как рассчитывается количество цементировочных агрегатов?

Задание 8. Принцип выбора вида тампонажного раствора.

Методические рекомендации: Изучается виды тампонажных материалов и условия их выбора.

Основная литература: осн.1[577- 625] 

Контрольные вопросы:

1 Портландцемент тампонажный низкогигроскопичный?

2 Цемент термосолестойкий?

3 Тампонажные утяжеленные шлаковые цементы?

4 Тампонажные шлакопесчаные цементы?

5 Цемент тампонажный облегченный для «горячих» скважин?

3.4 Название, содержание и количество часов лабораторных занятий - нет

3.5 Тематика курсовой работы (проекта) - нет

3.6 Порядок выполнения и требования к выполнению курсовой работы (проекта) - нет

3.7 Название темы и количество часов СРМ (СРС, СРД).

  Таблица 5

№	Задания	Кол-во часов
1.	Цель и способы цементирования скважин.	2
2.	Обсадные трубы и их соединения.	2
3.	Подготовка обсадных труб к спуску в скважину.	2
4.	Прочностные характеристики обсадных труб.	2
5.	Технологическая оснастка обсадных колонн.	2
6.	Обсадные трубы, выпускаемые по АНИ.	2
7.	Ремонтно-изоляционные работы в скважине.	2
8.	Оборудование для цементирования скважины.	2
9.	Технические средства опробования скважин.	2
10.	Химические реагенты для регулирования свойств тампонажного раствора.	2
11.	Специфические особенности цементирования наклонных скважин.	2
12.	Конструкция фильтров. Установка гравийных фильтров.	2
13.	Конструкция обратных клапанов.	2
14.	Заключительные работы после цементирования.	2
15	Технология установки цементных мостов.	2

3.8 Название темы и количество часов СРМП (СРСП, СРДП)

  Таблица 6

№	Задания	Кол-во часов
1	Фильтры. Методика расчета по выбору различных фильтров.	2
2	Расчет количества буферной жидкости.	2
3	Принцип выбора противовыбросового оборудования.	2
4	Принцип выбора вида тампонажного раствора.	2
5	Подготовительные работы к спуску обсадных колонн.	2
6	Интерпретация диаграмм давлений при опробовании.	2
7	Определение гидродинамических параметров пласта.	2
8	Гидродинамические давления, возникающие при перемещении колонны труб.	2
9	Проектирование конструкций скважин при различных геолого-технических условий.	2
10	Технология цементирования скважины. Технологические жидкости при цементировании.	2
11	Принципы выбора способа первичного вскрытия.	2
12	Принципы расчета обсадных колонн на прочность.	2
13	Изучить технологию двухступенчатого цементирования.	2
14	Организация и технология освоения скважины. Испытание продуктивных пластов.	2
15	Испытание продуктивных пластов.	2

  Таблица 7

Таблица проведения занятий

№	День	Время	Наименование темы
I	II	III	IV
Лекции
1	Научные основы заканчивания скважин.
2	Первичное вскрытие продуктивного пласта.
3	Гидродинамическое совершенство вскрытия. Опробования пластов в открытом стволе.
4	Принципы обработки результатов опробования.
5	Неудачи при опробовании их причины.
6	Принципы проектирования конструкции скважины.
7	Конструкция обсадных труб и их соединений.
8	Методика проектирования и расчета обсадных колонн.
9	Организация и режим спуска обсадной колонны в скважину.
10	Цели и способ разобщения пластов.
11	Технология цементирования скважины. Технологические жидкости при цементировании.
12	Цементировочное оборудование.
13	Вторичное вскрытие продуктивного пласта.
14	Организация и технология освоения скважины.
15	Ремонтно-изоляционные работы в скважине. Заключение.
Практические занятия
1	Расчеты при первичном вскрытии продуктивного горизонта.
2	Расчеты при опробовании продуктивного горизонта в открытом стволе.
3	Гидравлический расчет промывки скважины при первичном вскрытии.
4	Интерпретация диаграмм результатов опробования.
5	Принципы проектирования конструкции скважины.
6	Методика проектирования и расчета обсадных колонн.
7	Расчет цементирования обсадной колонны.
8	Принцип выбора вида тампонажного раствора.
Лабораторные занятия
1
2
3
…
15

4 Учебно-методические материалы по дисциплине

  4.1 Основная литература

, , Заканчивание скважин. Учебник.-М:Недра, 2000 Заканчивание скважин. Учебник.-М:Недра, 1979 аканчивание скважин. Методические указания. Алматы,2009

  4.2. Дополнительная литература

Задачник по заканчиванию скважин. Учебное пособие.- М:Недра, 1989 , Практикум по заканчиванию скважин - М:Недра, 1985 , , . Инженерные расчеты при бурении глубоких скважин. Справочное пособие. – М.: «Недра», 2000 Справочник по креплению нефтяных и газовых скважин. Под редакцией проф. - М:Недра, 1987 , Практическое руководство по испытанию скважин - М:Недра, 1981 Вскрытие, опробование и испытание скважин - М:Недра, 1979 , , Технологические основы освоения и глушения нефтяных и газовых скважин. - М:Недра, 2001 , Опробование скважин. Учебное пособие – Алматы, 2003

  Содержание

1. Цель и задачи дисциплины………………………………………….3

2. Система оценки знаний студентов………………………………….3

3 Содержание дисциплины………………………………………….....5

3.1 Тематический план курса…………………………………………..5

3.2 Название и содержание лекционных занятий …………………. ..6

3.3 Название, содержание и количество часов практических

  занятий……………………………………………………………....11

3.4 Название, содержание и количество часов лабораторных

  занятий – нет………………………………………………………..11

3.5 Тематика курсовой работы (проекта) – нет………………………11

3.6 Порядок выполнения и требования к выполнению

  курсовой работы (проекта) – нет…………………………………..11

3.7 Название темы и количество часов СРМ (СРС, СРД)……………11

3.8 Название темы и количество часов СРМП (СРСП, СРДП)……...12

4.  Учебно-методические материалы по дисциплине……………....14