Строительство скважин для добычи нефти и газа

ПРЕДИСЛОВИЕ 7 ГЛАВА 1. ЗАРОЖДЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ДОБЫЧИ НЕФТИ И ГАЗА 9 1.1. Зарождение и развитие добычи нефти 1.2. Развитие способов бурения скважин 9 1.3. Зарождение и развитие добычи газа 22 1.4. Современные вызовы, цели и задачи развития нефтегазового комплекса 27 1.5. Стратегия развития отрасли в области добычи и строительства скважин 31 ГЛАВА 2. ЗАЛЕГАНИЕ И ФОРМИРОВАНИЕ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ЗАЛЕЖЕЙ 34 2.1. Состав земной коры 34 2.2. Возраст земной коры 35 2.3. Залегание и формирование нефтяных и газовых месторождений 37 2.3.1. Элементы залегания месторождений 37 2.3.2. Проницаемые горные породы – коллекторы 38 2.3.3. Непроницаемые горные породы – покрышки 38 2.3.4. Характеристика нефтегазовых бассейнов (месторождений) 38 2.3.5. Процесс образования нефтегазовых залежей 40 2.4. Условия залегания нефтегазовых пластов 43 2.4.1. Общие представления о динамических проявлениях нефтегазовых залежей 43 2.4.2. Влияние природных факторов на агрегатное состояние залежей нефти и газа 44 2.4.3. Физико-механические свойства пород-коллекторов 45 2.5. Гипотезы происхождения нефти и газа 49 2.5.1. Гипотеза органического происхождения 50 2.5.2. Гипотеза неорганического происхождения 52 2.6. Поиск и разведка нефтяных и газовых месторождений 55 2.6.1. Основные направления развития геологоразведки 56 2.6.2. Методы поиска и разведки нефтяных и газовых месторождений 56 2.6.3. Исследование нефтяных и газовых залежей методом бурения скважин 60 2.6.4. Основные этапы геологоразведочных работ 65 2.6.5. Аэрогеологическая и космическая съемка 66 2.6.6. Структурные карты и геологические разрезы 67 2.7. Оценка запасов и прогнозных ресурсов нефти и газа 68 ГЛАВА 3. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О БУРЕНИИ СКВАЖИН И ПРИМЕНЯЕМОМ ОБОРУДОВАНИИ И ИНСТРУМЕНТЕ 70 3.1. Понятие о буровой скважине. Оборудование и инструмент для бурения скважин 70 3.2. Буровые вышки и оборудование для спуска и подъема бурильной колонны 94 3.3. Породоразрушающий инструмент 99 3.4. Технологическая схема бурения скважин вращательным способом 106 3.5. Промывочные жидкости 110 3.5.1. Способы промывки скважин 113 3.5.2. Функции промывки 113 3.5.3. Классификация буровых растворов 120 3.5.4. Параметры буровых растворов 120 3.6. Схема расположения наземных сооружений и оборудования 123 3.7. Защита окружающей среды при строительстве нефтяных и газовых скважин 124 ГЛАВА 4. КОНСТРУКЦИЯ, КОМПЛЕКТОВАНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ БУРИЛЬНОЙ КОЛОННЫ 129 4.1. Трубы бурильные ведущие 131 4.2. Трубы бурильные с высаженными концами и муфты к ним 134 4.3. Замки для бурильных труб с высаженными концами 137 4.4. Легкосплавные бурильные трубы 138 4.5. Утяжеленные бурильные трубы (УБТ) 140 4.6. Переводники для бурильных труб 141 4.7. Опорно-центрирующие элементы 142 4.8. Комплектование и эксплуатация бурильной колонны 143 ГЛАВА 5. РЕЖИМЫ БУРЕНИЯ 146 5.1. Общие сведения о режимах бурения 146 5.2. Особенности режимов бурения роторным и турбинным способами 149 5.3. Особенности режимов бурения электробурами и винтовыми забойными двигателями 154 5.4. Подача инструмента 158 5.5. Выбор способа бурения 162 5.6. Контроль за параметрами режима бурения 163 ГЛАВА 6. ПОДГОТОВКА СКВАЖИНЫ К ЭКСПЛУАТАЦИИ 175 6.1. Первичное вскрытие продуктивных пластов 175 6.1.1. Способы первичного вскрытия пластов 175 6.1.2. Процессы, происходящие в призабойной зоне продуктивного пласта при его первичном вскрытии 176 6.1.3. Выбор буровых растворов для вскрытия продуктивных пластов 181 6.1.4. Вскрытие пластов с аномально высоким пластовым давлением 184 6.1.5. Вскрытие пластов на условиях равновесия давлений и депрессии 187 6.2. Исследование продуктивных пластов в процессе освоения скважин 190 6.2.1. Способы исследования и опробывания пластов 190 6.2.2. Исследование пластов опробователями 192 6.2.3. Исследование пластов трубными пластоиспытателями 197 6.2.4. Качественный анализ диаграмм глубинных манометров 203 6.2.5. Расчет бурильной колонны и хвостовика при испытании пластов 204 6.3. Крепление скважин 209 6.3.1. Способы крепления скважин 209 6.3.2. Конструкция обсадных труб 211 6.3.3. Подготовительные работы 213 6.3.4. Технологическая оснастка обсадных колонн 216 6.3.5. Спуск обсадной колонны в скважину 219 6.3.6. Возможные осложнения и аварии при спуске обсадных колонн 221 6.4. Цементирование обсадных колонн 222 6.4.1. Тампонажные материалы, используемые при цементировании 222 6.4.2. Способы цементирования 223 6.4.3. Факторы, влияющие на качество цементирования скважин 233 6.4.4. Организация работ при цементировании скважин 235 6.4.5. Проверка герметичности обсадных колонн 239 6.5. Вторичное вскрытие продуктивных пластов 241 6.5.1. Подготовительные работы и выбор способа вскрытия 241 6.5.2. Пулевая перфорация 242 6.5.3. Торпедная перфорация 244 6.5.4. Кумулятивная перфорация 245 6.5.5. Гидропескоструйная перфорация 247 6.5.6. Гидромеханическая щелевая перфорация 249 6.5.7. Сверлящие перфораторы 250 ГЛАВА 7. ОСВОЕНИЕ СКВАЖИН 252 7.1. Общие положения 252 7.2. Методы освоения скважин 253 7.3. Освоение нагнетательных скважин 264 7.4. Передвижные компрессорные установки 267 7.5. Порядок передачи скважин заказчику 268 ГЛАВА 8. ОСЛОЖНЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ СКВАЖИН 271 8.1. Предупреждение газовых, нефтяных и водяных проявлений и борьба с ними 272 8.2. Особенности бурения скважин в условиях сероводородной агрессии и многолетнемерзлых пород 283 8.3. Борьба с поглощением бурового раствора 290 8.4. Осложнения, вызывающие нарушения целостности скважин 293 8.5. Аварии и способы их устранения 296 ГЛАВА 9. ОСОБЕННОСТИ БУРЕНИЯ НАПРАВЛЕННЫХ СКВАЖИН. БУРЕНИЕ НА ШЕЛЬФЕ 300 9.1. Особенности бурения горизонтальных и наклонных скважин 300 9.2. Бурение скважин на шельфе 307 9.3. Подводное устьевое оборудование 316 9.4. Использование подводных добычных комплексов в практике разработки морских месторождений 321 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 325 ПРИЛОЖЕНИЯ 328 Приложение А. Технические характеристики турбобуров NGT 329 Приложение Б. Технические и энергетические характеристики винтовых забойных двигателей NGT 330 Приложение В. Показатели отработки винтовых забойных двигателей при бурении нефтяных скважин 333