Проводим проверку установки на грузоподъемность проверкой условия Qk<[Q].

Qk=q1•L• (1-(рж/рм))=41,1•236(1-(1200/7850))=8251,7 кг=8,286 т

q1 – масса 1 метра обсадной колонны

рж и рм – плотности жидкости и стали соответственно

L – длина обсадных труб

8,286 т<32 т

Установка подходит.

Диаметр бурильных труб выбираем из условия: dбт=0,45•dд

Под водоприемную часть:

dбт=0,45•214=96,3 мм.

Уточняем по ГОСТу dбт=102 мм.

Под эксплуатационную часть:

dбт=0,45•349,2=157 мм.

Уточняем по ГОСТу dбт =168 мм.

Диаметр утяжеленных бурильных труб

dубт=(0,7-0,8) dд

Под водоприемную часть

dвубт=0,7•214=149,8 мм.

Уточняем по ГОСТу dвубт=178 мм.

Под эксплуатационную:

dэкубт=0,7•349,2=244,4 мм.

Уточняем по ГОСТу dэкубт=203 мм.

Выбор конкретных типоразмеров породоразрушающего инструмента осуществляется в зависимости от свойств горных пород и диаметров бурения по проектной конструкции скважины с учетом существующей номенклатуры по действующим ГОСТам и отраслевым нормалям.

Принимаем по ГОСТу 20692-75 следующие долота:

Для бурения под направление – Д490СГ.

Для бурения под Эксплуатационную колонну – Б-349,2СЦВ.

Для бурения принимаем долото 3Л-214.

6. Выбор очистного агента

Геологический разрез сложен мягкими и средними породами II – VII категорий по буримости. При бурении возможны следующие осложнения: сужение ствола скважины при набухании глин, частичное поглощение в известняках, осыпание аргиллитов, поглощение промывочной жидкости в песках. Поэтому в интервале залегания этих пород предполагается применение нормального глинистого раствора со следующими свойствами: плотность 1,1 – 1,2 г/см3; условная вязкость 20 – 22 с.; содержание песка не более 4%; водоотдача 8 – 10 см3 за 30 мин; толщина глинистой корки 1 – 2 мм. Для получения такого раствора необходимо добавить реагент УЩР (15 – 20%).

7. Технология бурения

Подготовительные работы

Всё буровое и вспомогательное оборудование размещают на специальной площадке. Размещаются заземления, водные емкости, дом-общежитие, буровая установка.

Общий порядок сооружения скважины.

Забурка скважины под направление глубиной 6 метров осуществляется долотом диаметром 490 мм. Полученный интервал обсаживается трубами диаметром 426 мм с полной цементацией затрубного пространства.

Бурение по непродуктивным толщам в интервале 6 – 236 метров ведется долотом диаметром 349,2 мм с последующей установкой эксплуатационной колонны диаметром 273 мм с выходом на дневную поверхность также с полной цементацией затрубного пространства.

Дальнейшее бурение до проектной глубины 260 м. ведется по водоносной породе долотом диаметром 214 мм.

Забурка скважины под направление.

Осевая нагрузка создается собственным весом бурового снаряда.

Частота вращения принимается: n=105 об/мин.

Подача промывочной жидкости максимальная, но посредством одного насоса =32 л/с.

Расчет цементирования под направление.

1. Плотность цементного раствора: рцр= рв• рц•(1+m)/(рв+ m•рц),

где рв – плотность воды

рц – плотность цемента

m – водоцементное отношение

рцр=3100•1000•(1+0,5)/(1000+0,5• 3100)=1830 кг/м3

2. Необходимое количество цементного раствора

Vцр=0,785•[(к•D2-dн2)•hц+ d 2•h]

к – коэффициент, учитывающий возможное увеличение диаметра скважины

D – диаметр скважины, м

dн – наружный диаметр обсадных труб, м

d – внутренний диаметр обсадных труб, м

hц – высота подъема цемента в затрубном пространстве

h – высота цементного стакана

Vцр=0,785•[(1,3•0,492-0,4262)•6+0,4062•5]=1,26 м3

3. Необходимое количество сухого цемента

Qц=кц•qц•Vцр

кц – коэффициент, учитывающий потери цемента.

Qц=1,1•1,22•1,26=1,69 т.

4. Необходимый объем воды

Vв=(m•Qц)/ (кц•рв)=(1,69•0,5)/(1,1•1)=0,77 м3

5. Количество продавочной жидкости

Vпр=0,785•к2•d2•(L-h)=0,785•1,05•0,4062• (6-5)=0,136 м3

к2 – коэффициент, учитывающий сжимаемость жидкости

Бурение по непродуктивным толщам.

Осевая нагрузка бкдет создаваться УБТ диаметром 245 мм с весом одного метра трубы q1м=232 даН, длина необходимого УБТ будет составлять:

Lубт=Р•к/(q1м•(1-рж/рм))

На интервале залегания пород I-IV категорий

Р=руд•D=100•34,92=3490 кг=3490 даН.

Принимаем Р=3500 даН.

Lубт=Р•к/(q1м•(1-рж/рм))=3500•1,25/(232•(1-1,2/7,85))=22,26 м

С учетом длины свечи (12 м) принимаем длину УБТ – 24 м.

Частота вращения n=105 об/мин

На интервале залегания пород VI-VII категорий:

Р=руд•D=200•34,92=6980 кг=6980 даН.

Lубт=Р•к/(q1м•(1-рж/рм))=6980•1,25/(232•(1-1,2/7,85))=44,4 м

Принимаем длину УБТ – 48 м.

В соответствии с технической характеристикой установки принимаем n=183 об/мин

Q=0,785•(D2-d2) •Vn

D - наибольший диаметр скважины или обсадных труб, м

d - наружный диаметр бурильных труб, м

Vn - скорость восходящего потока, м/с

Q=0,785•(0,34922-0,1682)•0,2=0,015 м3/с; принимаем Q=15 л/с

Расчет цементирования эксплуатационной колонны.

1. Плотность цементного раствора: рцр= рв• рц•(1+m)/(рв+ m•рц),

рцр=3100•1000•(1+0,5)/(1000+0,5• 3100)=1830 кг/м3

2. Необходимое количество цементного раствора

Vцр=0,785•[(к•D2-dн2)•hц+ d 2•h]

Vцр=0,785•[(1,3•0,34922-0,2452)•236+0,23052•7]=18,46 м3

3. Необходимое количество сухого цемента

Qц=кц•qц•Vцр

Qц=1,1•1,22•18,46=24,77 т.

4. Необходимый объем воды

Vв=(m•Qц)/ (кц•рв)=(24,77•0,5)/(1,1•1)=11,26 м3

5. Количество продавочной жидкости

Vпр=0,785•к2•d2•(L-h)=0,785•1,05•0,23052• (235-7)=9,985 м3

6. Давление на оголовке скважины в конце цементирования на момент схождения пробок

р=рг+g•(hц-h)•(pцр-pпр)

рг - потери на гидравлическое сопротивление

рг=0,001•L+0,8=0,001•236+0,8=1,035 МПа

р=1,035•106+9,8•(235-7)•(1830-1200)=2,443 МПа

7. Суммарная производительность цементировочных агрегатов при продавке цементного раствора

Q=0,785•(D2с-D2)•к•V=0,785•(0,34922-0,2452)•1,2•1,5=0,0873 м3/с

Для обеспечения такой подачи принимаем 3 цементировочных агрегата марки 3ЦА-400 с максимальной подачей 0,033 м3/с.

8. Продолжительность цементирования скважины: T=t1+t2+t3

t1 – время закачки цементного раствора

t2 – время установки верхней пробки =15 мин

t3 – время продавки

t1= Vцр/(n•qn)=18,46/(3•0,033)=186,46 с=3,11 мин

t3= Vпр/(n•qn)=9,985/(3•0,033)=100,86 с=1,68 мин

T=3,11+1,68+15=19,79 мин.

Время начала загустевания цементного раствора должно быть больше продолжительности цементирования с 25% запасом времени 19,79<60 условие выполняется.

8. Вскрытие и освоение водоносного горизонта

Исходя из того, что водоносный горизонт сложен мелкозернистым песком, принимаем для вскрытия продуктивного пласта вращательный способ бурения с прямой промывкой меловым раствором. Раствор имеет следующие параметры:

Плотность, г/см3 – 1,35 – 1,4;

Вязкость, с – 40 – 60;