8/13/2019 Proiect Foraj Special

1/20

1

UNIVERSITATEA PETROL-GAZE PLOIESTI

PROIECT LA FORAJUL SONDELOR

DEVIEREA I DIRIJAREA SONDELOR

ndrumtor proiect:

Prof. dr. ing. AVRAM LAZR

STUDENT : NEDELCU VIRGIL

AN IV - GRUPA 2I.F.R.I.P.G.

PLOIETI 2013

8/13/2019 Proiect Foraj Special

2/20

8/13/2019 Proiect Foraj Special

3/20

3

1. Proiectarea sondei dirijat n J.

Se calculeazintensitatea de deviere:

0.5 1 1.5 2 2.5R [m] 1140 573 382 286 229

Aleg 2 grade/10 m => R = 286 mAvnd A > R se va alege o sonda cu profil J1.

Elementele ce trebuie determinate:

1. - unghiul de nclinare pe intervalul curbiliniu: ( ) [ ( )] ( ) [ ( )]

2. lB- lungimea intervalului pn la punctul B unde se stabilizeaz:

3. hBadncimea pe vertical a punctului B unde se stabilizeaz:

4. a2deplasarea orizontal n punctual B unde se stabilizeaz:

8/13/2019 Proiect Foraj Special

4/20

4

5. lTlungimea total a intervalului forat:

Datele necesare reprezentrii proieciei sondei n plan vertical (Tab. 2):

Lungimea forat (l)Adncimea pe

vertical (h)nclinarea ( )

Deplasareaorizontal (a)

Iniierea dirijrii

(A)600 600 0 0

Sfritul dirijrii

(B)658.517 658.109 11.723 5.965

inta (T) 2251.511 2075 11.723 300

OA

B

R

T

A

a3a2

h1

h2

h3

H

Fig. 1 Proiecia vertical pentru J1

R

8/13/2019 Proiect Foraj Special

5/20

5

2. Calculul traseului spaial folosind metoda unghiului mediu

Aparatele de deviere folosite uzual msoar nclinarea i azimutul n diverse puncte de-alungul traseului spaial.

Pentru a stabili traseul lor, respectiv pentru a evalua nclinarea i azimutul n orice alt puncteste nevoie de un sistem de referin, anumite ipoteze despre forma traseului i o metod de calculadecvat.

Ca sistem de referin se consider gura sondei considerat fie la nivelul masei rotative, fie lanivelul pmntului, fie la nivelul mrii. Avemastfel:

ANaxa meridianului magnetic cusensul pozitiv ctre nord (OY);

AEaxa perpendicular pe primadirecie (OX);

AVaxa vertical cu sensul pozitiv njos (OZ);

Llungimea;

Hdeplasarea orizontal (A);

Vverticala (H);

V, N, E, H, L variaiile finiteale mrimilor ntre punctele A i B.

n acest caz se aproximeaz arcul decurb dintre dou puncte msurate (staii) cuun segment de dreapt care are nclinarea iazimutul egale cu mediile aritmetice ale valorilor de la capete iar lungimea egal cu cea a arcului decurb.

EA

B

L

Fig. 2 Sistemul de referin

V

N

V

N

E

H

H

8/13/2019 Proiect Foraj Special

6/20

6

Relaiile de calcul folosite sunt:

Tabel 1. Valorile elementelor finite

delta_V delta_H delta_N delta_E

78.7565 9.896158 -9.12168 -3.83782

34.01203 18.58085 -17.1267 -7.20583

29.26755 27.26555 -26.1986 -5.28733

25.43982 30.46219 -18.4071 16.13758

16.20907 25.24413 6.007815 20.31176

16.20907 25.24413 7.641987 -4.26279

8.556247 17.90456 -10.7041 -9.57032

1.370763 19.32971 -3.8721 6.879764

-1.07509 19.81481 11.14442 16.38379

1.414744 19.9499 -3.58411 4.379364

-5.57436 17.75568 -11.4016 3.592687

-8.0642 17.62059 -1.12083 -2.31863

-11.0255 13.65647 4.288961 -11.8559

-18.486 7.63322 -0.58055 -2.58147

-11.0255 13.65647 -13.5363 -1.80787

-8.0642 17.62059 -10.9532 -8.99026

-15.5248 11.59734 2.249132 -9.32175

-17.2545 9.801331 2.526116 -7.54722

-14.6908 23.73687 -3.66074 -23.4529

8.301642 24.98437 5.491011 -7.93405

12.71991 15.2311 2.791502 -3.63637

8/13/2019 Proiect Foraj Special

7/20

7

12.71991 15.2311 2.159263 -2.99002

14.63378 13.63278 7.049746 -1.26077

8.046357 5.805321 -0.49847 -1.53213

18.9664 29.53841 -23.2447 18.1339

0.353686 4.987475 -3.85131 3.151651

-4.74764 10.37379 -4.30484 0.563651

-8.95568 3.697961 0.727258 -2.39064

-5.02628 -2.63854 -2.70563 1.363114

1.18162 -7.20238 -3.76568 4.401651

8.426287 -2.4521 0.054183 2.451503

5.40191 6.048594 -0.13365 -6.04712

-1.25387 0.221408 -0.00489 -0.22135

-0.4255 0.082438 -0.00182 -0.08242

-3.7377 9.845371 -0.21755 -9.84297-8.69071 4.283777 -0.61418 -2.37224

-9.68056 -0.40718 -1.50237 -0.19423

-11.4919 -3.45484 0.170115 -0.17546

-8.30028 -4.99844 3.825782 3.216804

-2.17331 -7.59335 6.114163 -0.35948

2.63328 -11.7075 -0.75137 -4.81376

1.97496 -8.78063 -5.50856 -5.38832

1.97496 -8.78063 -2.56491 -8.39766

4.388799 -19.5125 3.461836 -16.7703

3.730479 -16.5856 6.643909 1.870009

2.1944 -9.75626 3.908182 1.100005

1.97496 -8.78063 5.680564 -6.69558

1.97496 -8.78063 5.680564 -6.69558

4.169359 -18.5369 11.9923 -14.1351

1.97496 -8.78063 5.680564 -6.69558

6.363759 -28.2932 18.30404 -21.5746

4.169359 -18.5369 11.9923 -14.13513.949919 -17.5613 11.36113 -13.3912

3.949919 -17.5613 11.36113 -13.3912

4.388799 -19.5125 12.62347 -14.8791

-0.44579 -15.4962 10.02514 -11.8164

-5.0932 -6.64776 5.099896 -2.99164

-8.5666 -5.15882 5.113415 0.682933

8/13/2019 Proiect Foraj Special

8/20

8

-7.25728 -3.21514 3.186844 0.425626

-17.611 -2.96935 2.943215 0.393087

-16.7086 5.778503 -3.60092 4.763614

-3.90114 5.54814 -3.58933 4.230673

-2.40006 21.18053 -3.47003 18.26325

1.230635 8.915466 2.604297 8.526616

0.957161 6.934251 2.025564 6.631812

-5.19601 -37.6431 -10.9959 -36.0013

8.887919 64.38948 -11.4237 55.3403

2.46127 17.83093 2.814215 9.2139

-1.36737 -9.90607 -9.53556 -2.6839

3.965379 28.72761 27.65313 7.78331

1.230635 8.915466 7.625734 -1.75045

1.230635 8.915466 6.66946 -5.91641.230635 8.915466 6.66946 -5.9164

1.367372 9.906074 7.410511 -6.57378

1.777584 12.8779 9.633664 -8.54592

1.367372 9.906074 7.410511 -6.57378

1.367372 9.906074 7.410511 -6.57378

1.367372 9.906074 7.410511 -6.57378

0.120717 9.921242 7.421858 -6.58385

-1.12594 9.936411 7.433206 -6.59391

-1.12594 9.936411 7.433206 -6.59391

-1.12594 9.936411 7.433206 -6.59391

-1.12594 9.936411 7.433206 -6.59391

0.241434 19.84248 14.84372 -13.1677

1.914321 13.8685 10.37472 -9.2033

0.683686 4.953037 3.705256 -3.28689

1.230635 8.915466 6.66946 -5.9164

0.820423 5.943644 1.764834 -4.9084

0.410212 2.971822 -0.45832 -2.936271.230635 8.915466 -1.37496 -8.8088

2.314367 8.624654 -1.33011 -8.52147

3.398099 8.333842 -1.28526 -8.23414

3.398099 8.333842 -1.28526 -8.23414

3.020533 7.40786 -1.14245 -7.31923

4.376193 7.783951 -1.20045 -7.69083

8/13/2019 Proiect Foraj Special

9/20

9

5.949207 8.037844 -1.23961 -7.94168

5.949207 8.037844 -1.23961 -7.94168

8.263021 6.731733 -1.03818 -6.6512

3.629787 1.680668 -0.2592 -1.66056

8.167021 3.781503 1.122834 -3.12286

8.167021 3.781503 2.828858 -2.50945

13.6117 6.302506 4.714763 -4.18241

8.507854 2.712448 1.287706 -2.06659

8.848687 1.643392 -0.25345 -1.62373

8.848687 1.643392 -0.25345 -1.62373

4.734324 2.959151 -0.45637 -2.92375

3.658289 8.971959 -1.38367 -8.86462

-1.09094 9.627512 -1.48477 -9.51233

-4.65056 8.764584 -1.35169 -8.65973-6.67438 7.341548 -3.60497 -5.35497

-7.59688 6.502878 -5.68667 0.479055

-4.98361 13.12716 -10.9512 7.238337

8.208204 14.59997 -12.1799 8.050443

8.628282 1.602458 -1.33683 0.883598

16.14802 -7.62923 -1.76187 -4.09911

7.634517 -13.8291 2.790683 3.236848

-4.24 -16.9172 12.94831 10.88724

-8.55966 -15.8345 13.62147 2.749043

-3.59325 -9.24847 8.833051 -2.74069

0.047169 -10.6579 10.17921 -3.15837

4.21452 -7.63413 7.291223 -2.2623

6.08764 -11.0271 10.53177 -3.26776

3.307475 -8.29467 7.922096 -2.45804

3.307475 -8.29467 7.922096 -2.45804

1.152519 -8.85509 8.457344 -2.62412

-1.07409 -8.86495 5.46185 -5.54044-6.46785 -16.6472 -2.9521 -14.3133

-4.27983 -7.91726 -5.28015 -5.89942

-4.27983 -7.91726 -5.28015 -5.89942

-3.32876 -6.15787 -3.285 0.527656

-4.75537 -8.79696 -3.66025 0.064693

-4.27983 -7.91726 -4.24491 -0.52874

8/13/2019 Proiect Foraj Special

10/20

10

-12.0965 -10.1933 -7.28074 4.66904

-12.6409 -2.56536 -1.89634 -0.33398

-7.92775 0.394953 -0.61928 0.60389

-9.47948 2.93004 -1.02804 2.425097

-4.55565 2.060592 -1.00187 0.485571

-9.1113 4.121185 -3.74649 -1.61546

-6.48439 6.673613 0.964721 -4.08459

-2.70024 6.458229 -1.04879 -3.32805

-2.92186 10.51579 -4.00976 4.037209

-0.18768 8.927807 1.454885 8.808464

0.934149 8.951389 1.458728 8.831731

4.70203 12.72376 -3.14152 10.73057

5.843722 5.0925 -2.15012 3.98265

10.40851 2.292757 0.37363 2.2621088.995045 -0.29861 -0.04866 -0.29462

5.485808 2.764656 -2.79876 -0.8705

1.184146 11.34695 -4.18529 4.512896

8/13/2019 Proiect Foraj Special

11/20

11

3. Stabilirea Diametrelor Coloanelor i Sapelor

Diametrul coloanei de exploatare se stabileste in principal in functie de debitul de titei respectiv degaze care urmeaza a fi extrase, respectiv de metoda de extractie care se va aplica ulterior.

Sunt date valori orientative ale diametrului coloanei de exploatare in functie de debitul depetrol,respectiv de gaze care urmeaza a fi extrase.

Diametrele coloanelor si sapelor pentru celelalte sectiuni se stabilesc prin asa numita metoda de josin sus. Cu alte cuvinte se vor avea in vedere valori ale jocului radial , respectiv ale ratiei de tubare

R, suficient de mari pentru introducerea coloanei fara dificultati, respectiv pentru realizarea unorcimentari corespunzatoare spatiului inelar.

Dsdiametrul sondei

Dmdiametrul peste mufa

In tabelul urmator sunt date valori orientative pentru si diverse valori al diametrului coloanei, Dc, in

16-2

, mm 710 1015 1520 2025 2535 3540 40 -6

acuprins intre 2 si 4 mm

aleg a = 3 mm

Primul tronson:

8/13/2019 Proiect Foraj Special

12/20

12

I : Dc = in =139.7 mm(diametrul coloanei)Dm = 153.7 mm(diametrul peste mufa)

Ds = Dm + 2= 153.7 + 2*10 = 173.7 mm = 6.84 in(diametrul sapei)Aleg sapa

in

II: aleg Ds = inDi = Ds + 2a = 215.9 + 2*3 = 221.9 mm

Dc = Di + 2t = 221.9 + 2*10 = 231.9 mm = 9.13in

Aleg Dcstandard= inAleg Ds standard = in

Al doilea tronson:

I : Dc= in = 244.48 mmDm= 269.9 mm

Ds = Dm+ 2= 269.9 + 2*25 = 319.9 mm = 12.6 inAleg sapa

in

II : Ds = inDi= Ds+2a = 311.15 + 2*3 = 317.15 mm

Dc = Di + 2t = 317.15 + 2*10 = 337.15 mm =13.27 in

Aleg Dcstandard= inAleg Ds standard = in

Al treilea treilea tronson :

8/13/2019 Proiect Foraj Special

13/20

13

I : Dc= in = 339.72 mmDm= 365.1 mm

Ds = Dm+ 2= 365.1 + 2*37 = 439.1 mm = 17.28 inAleg sapa

in

II : Ds = inDi= Ds+2a = 444.5 + 2*3 = 450.5 mm

Dc = Di + 2t = 450.5 + 2*10 = 470.5 mm

4. Alegerea garniturii de foraj : ansamblu de fluid

8/13/2019 Proiect Foraj Special

14/20

14

In cazul forajului vertical se stie ca, necesarul de apasare pe sapa se realizeaza cu aproximativ 75%din greutatea prajinilor grele. In cazul forajului dirijat, dar mai ales orizontal, apar diferente majoredatorita frecarilor dintre garnitura si peretele orizontal al sondei, respectiv datorita amplificarii,solicitarilor garniturilor de foraj ( tractiune, compresiune, incovoiere, oboseala, vibratii, etc ).

In figura este prezentat sistemul de forte BHA ( Bottom Hole Assembly )

8/13/2019 Proiect Foraj Special

15/20

15

Daca ansamblul de fund BHA , nu este in miscare de rotatie, Fp dintre elementul respectiv si gaurade sonda este data de relatia:

- coeficient de frecare

Nforta normala

Contributia neta de apasare din ansamblul BHA este :

( ) Masuratorile apasarii pe sapa Gs realizate cu dispozitivul MWD ( Measurements While Drill )confirma faptul ca, atunci cand dispozitivul este rotit exista doar o usoara reducere a apasarii pe sapaGs, datorita unei componente a fortelor de frecare ce actioneaza dealungul garniturii. Efectulacestora poate fi luat in considerare prin intermediul unui coeficient de siguranta

= coeficient de siguranta marginal si care se ia intre 10 %15 %In aceste conditii rezulta :

= Ds = sapa cu role Gs = 32 tf = 32*NDs=12 sapa cu role Gs = 22 tf = 22*NDs= sapa cu role Gs = 15 tf = 15*N

Flotabilitatea = 1-

8/13/2019 Proiect Foraj Special

16/20

16

Pentru Coloana Exploatare :

Dc= in ; Ds= in = 215.9 mmDg =0.75 *

= 6.37 in ; Dg =

in

Dg = in

;

;

Dp=DHWDP= 5 in

Aleg

Aleg m

8/13/2019 Proiect Foraj Special

17/20

17

Pentru Coloana Intermediara :

Dc= in ; Ds= in = 311.15 mmDg =0.75 *

= 9.18 in ; Dg =

in

Dg = in ; ; Dp=DHWDP= 5 in

Aleg

Aleg m

8/13/2019 Proiect Foraj Special

18/20

18

Pentru Coloana Ancoraj :

Dc= in ; Ds= in = 444.5 mmDg =0.75 * = 13.125 in ; Dg = in Dg = inDp=DHWDP= 5 in

;

;

Aleg

Aleg m

8/13/2019 Proiect Foraj Special

19/20

19

5. Lucrul cu prajinile de foraj in compresiune

La sondele cu inclinari mari, forate in diametru mic, o parte din apasarea pe sapa este asigurata deprajinile de foraj aflate in compresiune. Se accepta ideea ca 90% din valoarea fortei critice sa fie

maximum de contributie la apasarea pe sapa a prajinilor de foraj. In aceste conditii, relatia devine:

In functie de valoarea fortei de compresiune axiala, forma garniturii in gaura de sonda este fie osinusoida aplicata pe peretele inferior al sondei, fie o elicoida ce contacteaza peretele sondei de jurimprejurul ei pe lungimea unei bucle.

Conform lui Dawson si Pasley, forta critica de pierdere a stabilitatii garniturii de foraj este:

= greutatea unitara a prajinilor de foraj calculata in fluid - Young

8/13/2019 Proiect Foraj Special

20/20

20