Рабочая программа учебной ... дисциплины УТВЕРЖДАЮ:

Рабочая программа учебной
дисциплины
Ф ТПУ 7.1-21/01
УТВЕРЖДАЮ:
Директор ИК
________ М.А.Сонькин
____________ 2011 г.
БУРЕНИЕ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН
НАПРАВЛЕНИЕ ООП: 220700 - Автоматизация технологических процессов и
производств
ПРОФИЛИ ПОДГОТОВКИ: Автоматизация технологических процессов и
производств в нефтегазовой отрасли
КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ)
бакалавр
БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА
2011 г.
КУРС 3 СЕМЕСТР 5
КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ
2 кредита ECTS
ПРЕРЕКВИЗИТЫ
–
КОРЕКВИЗИТЫ
ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:
Лекции
18 часов
Лабораторные занятия
18 часов
АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
36 часов
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
36 часов
ИТОГО
72 часов
ФОРМА ОБУЧЕНИЯ
очная
ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ
зачет
ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ
кафедра БС
ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ БС
_________________ Евсеев В.Д.
РУКОВОДИТЕЛЬ ООП 220700
_________________ Громаков Е.И.
2011
Рабочая программа учебной
дисциплины
Ф ТПУ 7.1-21/01
1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Учебная дисциплина «Бурение нефтяных и газовых скважин» является
специальной, устанавливающей знания при изучении других специальных
дисциплин.
Целью изучения дисциплины является: изучение способов бурения
скважин на нефть и газ, основ техники и технологии бурения скважин,
специальный и вспомогательный инструмент при бурении и сопутствующих
работ в скважине, способов крепления стенок скважины, отбора керна,
возможных осложнений, аварий и методов их предупреждения и ликвидации,
возможных резервов повышения эффективности и качества буровых работ.
Основная задача состоит в том, что после изучения данной дисциплины
будущий специалист должен уметь грамотно производить вскрытие пластов,
проектировать конструкцию скважин, выбирать тип и регулирование
основных параметров промывочных жидкостей.
Самостоятельная (внеаудиторная) работа по данной дисциплине
заключается в выполнении домашних индивидуальных занятий, цели, задачи
и содержание которых предварительно рассматриваются на (лекциях,
лабораторных) аудиторных занятиях. В этот объем также входят подготовка
к лабораторным работам и углубленная проработка лекционного материала и
выполнении контрольной работы.
2. СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛА ДИСЦИПЛИНЫ
2.1. Введение
Содержание дисциплины, история развития бурения, его значение для
подготовки специалистов в области геологоразведочных работ и связь с
другими дисциплинами.
2.2. Общие сведения о сооружении скважин
Понятие о буровой скважины, классификация скважин по назначению.
Технологическая схема бурения скважин. Элементы цикла
строительства скважин. Понятие о видах и способах бурения скважин.
Современные способы бурения и технологические процессы в цикле
сооружения скважин.
2.3. Горно-геологические условия бурения скважин
Общие сведения о горных породах слагающие нефтяные и газовые
месторождения. Основные физико-механические свойства горных пород:
упругость,
пластичность,
твердость,
абразивность,
пористость,
трещиноватость. Влияние свойств горных пород на показатели бурения.
2.4. Буровой породоразрушающий инструмент (ПРИ)
Назначение и классификация породоразрущающего инструмента
(ПРИ). Основные их конструкции. Типы и шифр шарошечных долот,
системы промывки (продувки) в долотах. Буровые долота для бурения с
отбором керна. Типы алмазных и твердосплавных долот и бурголовок.
Долота специального назначения, расширители и калибраторы.
Колонковые наборы, их классификация, принципиальная схема
устройства и составные элементы.
2.5. Бурильная колонна
Назначение и составные элементы бурильной колонны. Условия
работы бур. колонны при различных способах бурения и основные принципы
расчета. Назначение и конструкции стальных бурильных труб, замков, и
муфт.
Утяжеленные бурильные трубы (УБТ) и их назначение.
Назначение и конструкции ведущих труб и из алюминиевых сплавов.
Принцип и расчет компоновки бурильной колонны. Основы
эксплуатации бурильной колонны.
2.6. Механизмы для вращения породоразрушающего инструмента
Роторы и их технические характеристики. Забойные двигатели, их
классификация, устройство и принцип работы. Конструктивные особенности
одно-двух и трехсекционных турбобуров. Турбобуры для отбора керна и их
конструктивная особенность. Винтовые забойные двигатели и их
конструкция. Электробуры, реактивно-турбинные буры их конструкции и
принцип работы.
2.7. Буровые промывочные жидкости
Назначение и функции буровых растворов. Типы буровых растворов и
их классификация. Основные показатели свойств буровых растворов,
приборы для их определения. Технология и цели химической обработки
буровых растворов. Классификация химических реагентов и краткая
характеристика наиболее распространенных химических реагентов.
Глинистые растворы. Ингибирующие буровые растворы. Буровые растворы
на углеводородной основе. Выбор буровых растворов для бурения скважин.
Основные требования к промывочным жидкостям при вскрытии
продуктивных пластов. Технология и техника приготовления, очистки и
химические обработки буровых растворов. Контроль показателей свойств
буровых растворов.
2.8. Режимы вращательного бурения
Основные понятия о режимах бурения и их основные показатели:
осевая нагрузка, количество промывочной жидкости, частота вращения ПРИ.
Влияние режима бурения на технико-экономические показатели бурения.
Режимы бурения при отборе керна и факторы, влияющие на вынос
керна. Измерительные приборы для контроля параметров режима бурения,
качества и количества промывочной жидкости.
2.9. Искривление скважин и наклонно-направленное бурение
Основные понятия о пространственном положении скважин. Причины
и последствия искривления ствола скважины. Мероприятия по
предупреждению
искривления
ствола
скважины.
Контроль
за
пространственным положением ствола скважины и приборы для их
измерения. Область применения наклонно-направленных скважин.
Отклоняющие устройства и компоновки бурильной колонны для
искривления скважин. Методы управления траекториями и методика расчета
профиля ствола скважин.
2.10. Крепление ствола скважин
Обсадные трубы, их назначение, конструкция и их типоразмеры.
Основы расчета обсадных труб. Техника, вспомогательный инструмент и
технология при спуске обсадных труб. Цементировочные агрегаты (ЦА),
цементосмесительные агрегаты и другие приспособления для закачивания и
продавливания тампонажной смеси в затрубье. Основные химические
реагенты для обработки цементного раствора. Показатели свойств
цементного раствора и приборы для определения этих свойств.
2.11. Вскрытие и опробование продуктивных пластов
Понятие о первичном и вторичном вскрытии пласта. Специфика
вскрытия продуктивных пластов с аномально высокими и аномально
низкими Пластовым давлениями. Способы вызова притока пластового
продукта при опробовании. Влияние свойств промывочной жидкости на
качество вскрытия продуктивных пластов.
2.12. Осложнения и аварии в процессе бурения и крепления скважин
Классификация аварий и осложнений в процессе бурения. Причины
возникновения аварий. Причины возникновения осложнений. Методы и
способы по предупреждению ликвидации аварий. Пути и меры по
предупреждению осложнений.
2.13. Буровые установки (БУ)
Назначение БУ. Классификация буровых установок. Принципиальные
схемы расположения бурового оборудования. Требования к буровым
установкам. Основные узлы и агрегаты БУ.
3. СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛА ДИСЦИПЛИНЫ
3.1. Перечень лабораторных работ
Выполнение лабораторных работ направленно на закрепление
теоретического курса полученных знаний с целью самостоятельного
принятия
правильного
решения
при
бурении
в
конкретных
геолого-технических условий.
3.1.1 Проектирование конструкции скважины (2 часа)
Проведение оценки геологического разреза (возможные обрушения
стенок скважины; поглощения промывочной жидкости; «Проявления»
пластовых флюидов). Определение диаметра эксплуатационной колонны.
Обосновать выбор последующих колонн.
3.1.2. Изучение конструкций шарошечных долот (4 часа)
Принципиальная схема шарошечных долот и назначение каждого узла
долота. Конструктивные особенности разных типов долот.
3.1.3. Определение параметров свойств буровых растворов (2 часа)
Практическое определение параметров свойств буровых растворов.
Изучение приборов для их определения. Замеры параметров свойств буровых
растворов и их оценка.
3.1.4. Изучение элементов компоновки бурильной колонны (2 часа)
Назначение компоновки бурильной колонны. Основные элементы
бурильной колонны, их конструктивные особенности и назначение.
Правильность выбора каждого элемента в конкретных геологических
условиях.
3.1.5. Крепление ствола скважины (2 часа)
Цель крепления скважин и способы разобщения пластов. Типы
обсадных колонн, конструкции обсадных труб. Технологическая оснастка
обсадных колонн. Способы цементирования и расчет количества
тампонажной смеси.
3.1.6. Определение параметров свойств цементного раствора
(2 часа)
Основные свойства цементных (тампонажных) растворов и приборы
для измерения их параметров. Замеры параметров свойств цементного
(тампонажного) раствора.
3.1.7. Физико-механические свойства горных пород (2 часа)
Отразить понятия основных физико-механических свойств горных
пород и влияние их параметров на технико-экономические показатели
бурения. Показать принцип (схему) разрушения упругих и пластичных
пород.
3.1.8. Наклонно-направленное бурение (2 часа)
Параметры пространственного положения оси скважины: зенитный и
азимутальный углы оси скважины и ее глубина (длина). Приборы
(аппаратура, комплексы) и способы определения параметров искривления
скважин.
Темы лабораторных занятий указываются преподавателем.
4. КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
4.1. Общие методические указания
При изучении данной дисциплины студент выполняет контрольную
работу. Контрольная работа состоит в выборе компоновки бурильной
колонны при заданных её параметрах.
Расчет компоновки приводится в отдельной тетради, с указанием
номера варианта, Фамилии И.О., номера группы. Переписываются исходные
данные Вашего варианта.
Выбор варианта контрольного задания производится по последним
двум цифрам зачетной книжки студента. Если получаемое число больше 27,
то необходимо отнять 27 столько раз, чтобы получаемое число было меньше
или рано 27. Например, две последние цифры 56, тогда Ваш вариант
№ 2 = 56 – 27 – 27.
4.2. Варианты контрольных заданий и методические указания
Требуется выбрать компоновку бурильной колонны при следующих
заданных параметрах (табл. 1.)
Способ бурения - турбинный.
Расход промывочной жидкости – 26 л/с.
Таблица 1
Параметры
Dд, мм
Н, м
G, тс
Параметры
Dд, мм
Н, м
G, тс
Параметры
Dд, мм
Н, м
G, тс
1
2
12
2700
13
14
10
11
12
12
2800
13
14
19
20
21
3100
14 15
3
16
Варианты
4
5
6
190,5
2800
13
14
15
Варианты
13
14
15
215,9
2900
15
16
17
Варианты
22
23
24
190,5
3200
17
18
19
7
8
9
11
2900
12
13
16
17
18
15
3000
16
17
25
26
27
18
3300
17
16
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
6.1. Литература обязательная
1. Гусман А.М., Породский К.П. Буровые комплексы. Современные
технологии и оборудование.– Екатеринбург: УГГГА, 2002.
2. Иогансен К.В. Спутник буровика.– М.: «Недра», 1981.
3. Технология бурения нефтяных и газовых скважин / А.Н. Попов,
А.И. Спивак и др.– М.: «Недра», 2003.
4. Элияшевский И.В и др. Типовые задачи и расчеты в бурении. М.,
Недра, 1982
6.2. Литература дополнительная
5. Басарыгин Ю.М., Булатов А.И., Проселков Ю.М. Осложнения и
аварии при бурении нефтяных и газовых скважин.– М.: «Недра», 2000.
6. Ильский А.П., Шмидт А.П. Буровые машины и механизмы.– М.,
«Недра», 1989.
6.3.
Учебно-методические пособия
7. Борисов К. И., Рязанов В.И. Методические основы расчета колонны
бурильных труб. Изд. ТПУ, Томск, 2005