Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

Содержание

1. Бурение нефтяных и газовых скважин       4

1.1 Подготовительные  работы к строительству буровой    4

1.1.1 Перемещение  буровых        4

1.1.2. Размещение  и монтаж бурового и энергетического  оборудования  4

1.2. Бурение скважин         5

1.2.1. Буровая вышка и буровое оборудование      5

1.2.2. Способы  бурения         6

1.2.3. Породоразрушающий инструмент       8

1.2.4. Назначение, состав и свойства промывочных      

растворов, их роль в предупреждении осложнений     8          1.3. Заканчивание скважин         12

1.3.1. Работы по  креплению и цементированию скважин    12

1.3.2. Оборудование  для цементирования скважин     13

1.3.3. Вскрытие  пластов и испытание скважин      14

2. Добыча нефти  и газа         20

2.1. Структура  нефтегазодобывающего управления     20

2.2. Организация  работы и работа цехов и  лабораторий,   

обслуживающих промысел         20

2.3. Работа операторов  по добыче нефти и газа      21

2.4. Скважина, ее  элементы         22

2.5. Освоение  скважин         23

2.6. Порядок сдачи  скважин в эксплуатацию      23

2.7. Способы добычи нефти  и газа        24

2.8. Характеристика устьевого  и погружного оборудования  

(приборы и аппаратура)         25

2.9. Шахтный способ  добычи нефти       27

2.10. Подземный (текущий  и капитальный) ремонт скважин    28

2.11. Гидродинамические методы  исследования скважин,    

применяемые приборы, оборудование, аппаратура     30

2.12. Методы воздействия  на призабойную зону,

применяемое оборудование        31

2.13. Методы воздействия  на пласт. Поддержание пластового    

давления. Методы повышения  нефтеотдачи      33

2.14. Сбор, подготовка и  хранение нефти и газа на  промысле    36  3.Транспорт нефти и газа         41

3.1. Трубопроводный транспорт  нефти       41 

3.1.1. Классификация  магистральных нефтепроводов     41

3.1.2. Трубопроводная  арматура        42

3.1.3. Системы  перекачки         44

3.2. Трубопроводный транспорт газа       45

3.2.1. Классификация магистральных  газопроводов     45

3.2.2. Основные  объекты и сооружения магистрального  газопровода   46

Библиографический список        48

 

1. Бурение нефтяных и газовых скважин

 

 

1.1 Подготовительные работы к строительству буровой

1.1.1 Перемещение буровых

 

Буровая установка — комплекс машин и механизмов, предназначенный для бурения, крепления скважин, а также шахтных стволов.

Буровые установки  разделяются на разборные и неразборные.

Разборные буровые  установки (крупноблочные и мелкоблочные) предназначены для сооружения скважин  глубиной 2000-10000 м.

Неразборные буровые  установки разделяются на самоходные и несамоходные. Самоходные буровые установки постоянно смонтированы на транспортном средстве (автомашине, тракторе, самоходном буровом основании, буровом судне), которое обеспечивает перемещение буровой установки, несамоходные буровые установки перевозятся на транспортном средстве, не имеющем движительной установки (салазочной раме, прицепе, несамоходном буровом основании).

Для строительства нефтяных и газовых скважин на заболоченной территории и акваториях созданы буровые установки для кустового бурения и плавучие установки (см.Морское бурение). Буровые установки для кустового бурения обеспечивают возможность сооружения большого числа скважин (до 50 и более) с одной площадки. В этом случае буровая установка перемещается с помощью гидроцилиндров с устья построенной скважины на новую скважину-точку по рельсовому пути или на катках без разборки.

 

1.1.2. Размещение и монтаж бурового и энергетического оборудования

 

Монтаж вышки  и оборудования производится в соответствии с принятой для данных конкретных условий схемой их размещения. Оборудование стараются разместить так, чтобы обеспечить безопасность в работе, удобство в обслуживании, низкую стоимость строительно-монтажных работ и компактность в расположении всех элементов буровой.

В общем случае в центре буровой вышки располагают ротор, а рядом с ним — лебедку. За ней находятся буровые насосы, силовой привод , площадка горюче-смазочных материалов , площадка для хранения глинопорошки и химреагентов и глиномешалка. С противоположной стороны от лебедки находится стеллаж мелкого инструмента, стеллажи для укладки бурильных труб, приемные мостки, площадка отработанных долот и площадка ловильного инструмента (его используют для ликвидации аварий). Кроме того, вокруг буровой размещаются хозяйственная будка, инструментальная площадка, очистная система для использованного бурового раствора и запасные емкости для хранения бурового раствора, реагентов и воды.

Решающими факторами, определяющими  схему расположения наземных сооружений и образования, являются, во-первых, цели, условия и глубина бурения и, во-вторых, геологическое местоположение скважины.

Однако в любом случае буровое оборудование должно быть расположено  и смонтировано с учетом особенностей выбранной буровой установки, климатических  условий и рельефа местности, достижения наибольшей компактности в расположении оборудования, безопасности в работе и удобства в обслуживании, сокращения времени и максимального удешевления строительно-монтажных работ, охраны окружающей среды.

Для каждого  нефтяного района в зависимости  от конкретных условий разрабатывается наиболее рациональная схема расположения оборудования, технология монтажа, демонтажа и транспортировки оборудования с точки на точку. Нельзя расположить оборудование для всех скважин одинаково, способ транспортировки с точки на точку и организацию монтажных и демонтажных работ, так как то, что экономически выгодно и возможно в одном районе, может оказаться нерентабельным и просто не возможным в другом.

Различают следующие  методы монтажа буровых установок:

• Поагрегатный;
• Мелкоблочный;
• Крупноблочный.

При поагрегатном методе буровая установка собирается из отдельных агрегатов, для доставки которых используется автомобильный, железнодорожный или воздушный транспорт.

При мелкоблочном методе буровая установка собирается из 16...20 мелких блоков. Каждый из них представляет собой основание, на котором смонтированы один или несколько узлов установки.

При крупноблочном методе установка монтируется из 2 ... 4 блоков, каждый из которых объединяет несколько агрегатов и узлов буровой.

Блочные методы обеспечивают высокие темпы монтажа буровых установок и качество монтажных работ. Размеры блоков зависят от способа, условий и дальности их транспортировки.

 

1.2. Бурение скважин

1.2.1. Буровая вышка и буровое оборудование

 

Процесс бурения сопровождается спуском и подъемом бурильной колонны в скважину, а также поддержанием ее на весу. Масса инструмента, с которой приходится при этом оперировать, достигает многих сотен килоньютонов. Для того чтобы уменьшить нагрузку на канат и снизить установочную мощность двигателей применяют подъемное оборудование, состоящее из вышки, буровой лебедки и талевой (полиспастовой) системы. Талевая система, в свою очередь, состоит из неподвижной части — кронблока (неподвижные блоки полиспаста), устанавливаемого наверху фонаря вышки, и подвижной части — талевого блока (подвижного блока полиспаста), талевого каната, крюка и штропов. Подъемное оборудование является неотъемлемой частью всякой буровой установки независимо от способа бурения.

Буровая вышка предназначена для подъема  и спуска бурильной колонны и обсадных труб в скважину, удержания бурильной колонны на весу во время бурения, а также для размещения в ней талевой системы, бурильных труб и части оборудования, необходимого для осуществления процесса бурения.  Наиболее серьезной опасностью при работе на буровых вышках является частичное или полное их разрушение. Основная причина, приводящая к падению или разрушению вышек — недостаточный надзор за их состоянием в процессе длительной эксплуатации. По этим причинам были введены изменения в правилах безопасности предусматривающие обязательные периодические проверки вышек, в том числе с полной разборкой и ревизией их деталей, а также испытания с нагружением вышек в собранном виде.

Кроме того, вышка должна подвергаться тщательному  осмотру и проверке каждый раз до начала буровых работ, перед спуском обсадных колонн, освобождением прихваченной бурильной или обсадной колонны, при авариях и после сильных ветров (15 м/с для открытой местности, 21 м/с для лесной и таежной местности, а также когда вышка сооружена в котловане). Вышки мачтового типа монтируются в горизонтальном положении, а затем поднимаются в вертикальное положение при помощи специальных устройств. Транспортировка вышки осуществляется в собранном виде вместе с платформой верхового рабочего в горизонтальном положении на специальном транспортном устройстве. При этом талевая система не демонтируется вместе с вышкой. При невозможности из-за условий местности транспортирования вышки целиком она разбирается на секции и транспортируется частями универсальным транспортом. В практике бурения кроме вышек мачтового типа продолжают использоваться вышки башенного типа, которые собираются методом сверху-вниз. Перед началом монтажа на вышечном основании монтируют подъемник. После окончания сборки вышки подъемник демонтируют.

Одновременно  с монтажом буровой установки  и установкой вышки ведут строительство  привышечных сооружений. К ним  относятся следующие сооружения:                                                                                                                        1) Редуктор (агрегатный) сарай, предназначенный для укрытия двигателей и передаточных механизмов лебедки. Его пристраивают к вышке со стороны её задней панели в направлении, противоположном мосткам. Размеры редукторного сарая определяются типом установки. 2)Насосный сарай для размещения буровых насосов и силового оборудования. Его строят либо в виде пристройки сбоку фонаря вышки редукторного сарая, либо отдельно в стороне от вышки. Стены и крышу редукторного и насосного сараев в зависимости от конкретных условий обшивают досками, гофрированным железом, камышитовыми щитами, резинотканями или полиэтиленовой плёнкой. Использование некоторых буровых установок требуется совмещение редукторного и насосного сараев.  3) Приемный мост, предназначенный для укладки бурильных обсадных и других труб и перемещения по нему оборудования, инструмента, материалов и запасных частей. Приемные мосты бывают горизонтальные и наклонные. Высота установки приемных мостов регулируется высотой установки рамы буровой вышки. Ширина приемных мостов до 1,5...2 м, длина до 18 м.   4) Система устройств для очистки промывочного раствора выбуренной породы, а также склады для химических реагентов и сыпучих материалов.         5)Ряд вспомогательных сооружений при бурении: на электроприводе — трансформаторные площадки, на двигателях внутреннего сгорания (ДВС) — площадки, на которых находятся емкости для  горюче-смазочных материалов и т. п.

 

1.2.2. Способы бурения

 

Вращательный – механическое бурение, при котором разрушающее усилие создаётся непрерывным вращением породоразрушающего инструмента с приложением осевой нагрузки.

Роторный – вращательное бурение, при котором буровой снаряд вращается станком с вращателем роторного типа.

Турбинный – вращательное бурение, при котором породоразрушающий инструмент вращается турбобуром.

Объемный –  вращательное бурение, при котором породообразующий инструмент вращается винтовым (объёмным) двигателем.

Электробуром  – вращательное бурение, при котором породоразрушающий инструмент вращается электробуром.

Алмазный – вращательное бурение, при котором горная порода разрушается породоразрушающим инструментом, армированным алмазами.

Твердосплавный  – вращательное бурение, при котором горная порода разрушается породоразрушающим инструментом, армированным твёрдыми сплавами.

Дробовой –  вращательное бурение, при котором горная порода разрушается дробью.

Ударный – механическое бурение, при котором разрушающее усилие создаётся воздействием ударов породоразрушающего инструмента.

Ударно-канатый – ударное бурение, при котором возвратно-поступательное движение, создаваемое станком, передаётся породоразрушающему инструменту канатом.

Ударно-штанговый  – ударное бурение, при котором возвратно-поступательное движение, создаваемое станком, передаётся породоразрушающему инструменту бурильными трубами.

Ударно-вращательный – механическое бурение, при котором разрушающее усилие создаётся в результате совместного воздействия ударов и вращения породоразрушающего инструмента.

Гидроударный  – ударно-вращательное бурение, при котором удары сообщаются породоразрушающему инструменту гидроударником.

Вибрационный  – механическое бурение, при котором внедрение бурового снаряда осуществляется виброударником.

Гидродинамический – бурение, при котором горная порода разрушается высоконапорной струёй жидкости.

Термический – бурение, при котором горная порода разрушается тепловым воздействием.

Электрофизический – бурение, при котором разрушается горная порода под воздействием сил, возникающих в результате электрического разряда.

Взрывоударный – бурение, при котором горная порода разрушается под воздействием сил, возникающих в результате взрыва.

Химический  – бурение, при котором горная порода разрушается под действием реагентов, вступающих с ней в химическую реакцию.