A mélyfúrás alapjai 1. MFKOT6101

Átírás

1 A mélyfúrás alapjai 1. MFKOT6101 Műszaki földtudományi alapszak Olaj- és gáz specializáció nappali munkarend TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ MISKOLCI EGYETEM MŰSZAKI FÖLDTUDOMÁNYI KAR KŐOLAJ ÉS FÖLDGÁZ INTÉZET Miskolc, 2019/2020. I. félév

2 TANTÁRGYI ADATLAP Tantárgy neve: A mélyfúrás alapjai 1. Tárgyjegyző: Dr. Szabó Tibor Tantárgy kódja: MFKOT6101 Tárgyfelelős tanszék/intézet: OMTSZ/KFGI Tantárgyelem: K Javasolt félév: 5 Előfeltételek: MFKGT (Áramlástan) Óraszám/hét (ea+gyak): 2+1 Számonkérés módja (a/gy/v): aláírás/vizsga Kreditpont: 3 Tagozat: nappali Tantárgy feladata és célja: Az olaj-, gáz- és vízkutak fúrási technológiája alapvető tudnivalóinak megismerése, a mélyfúrások tervezéséhez és kivitelezéséhez szükséges szakmai ismeretek elsajátítása. 2 Tantárgy tematikus leírása: 1. Bevezetés a mélyfúrás világába. A kút és a mező életciklusai. Fúrások fajtái. 2. Mértékegység-rendszerek. Nyomások, számításuk. Nyomásviszonyok U-csőben. 3. A fúróberendezések csoportosítása, fúróberendezések felépítése: emelő berendezés, torony, alépítmény kötél, öblítőkör, furadékkezelő rendszerek 4. Fúrólyuk felépítése. Kútfej szerkezete. 5. Rétegnyomás, gradiensek, túlnyomás, Leak off teszt, MAASP ZH 7. Béléscsövek típusai. A béléscsövekre vonatkozó előírások, menetek 8. Béléscsősaru helyének meghatározása 9. Béléscsőrakatok tervezése 10. Fúrószár felépítése 11. Fúrófejek, használt fúrók kiértékelése 12. Függőleges és irányított ferde fúrási technológiák 13. Elsődleges palástcementezés ZH Félévközi számonkérés módja: A félév során heti két óra előadás és 1 óra gyakorlati foglalkozás van. Az órák minimum 60 %-án részt kell venni mindenkinek, aki ezt nem teljesíti, attól meg kell tagadni az aláírást. A gyakorlati foglalkozások alatt a hallgatók számítási feladatokat oldanak meg. A félév során a hallgatók 2 zárthelyi dolgozatot írnak, az aláírás feltétele mindkét zárthelyi dolgozat legalább 50%-os eredménnyel történő megírása. A félév során az aláírás megszerzésének további feltétele a házifeladat(ok) határidőre és megfelelt szinten történő leadása. Vizsga: a kötelező írásbeli dolgozat sikeres teljesítését szóbeli vizsga követi. Kötelező és javasolt irodalom jegyzéke: 1. Dr. Alliquander Ödön: Rotari fúrás, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, Adam T. Bourgoyne Jr. at all: Applied Drilling Engineering, SPE Textbook Series SPE Richardson, Texas Hussein Rabia: Well Engineering & Construction, Petroleum Engineering Handbook, Volume II: Drilling Engineering, Robert F. Mitchell, Editor 5. Fúrási technológia I-III. Mélyfúró és szénhidrogéntermelő technikusi szak, középiskolai tankönyv

3 A tantárgyi tematika bontása: 2018/19 tanév Dátum A foglalkozás témája Bevezetés a mélyfúrás világába. A kút és a mező életciklusai. Fúrások fajtái Mértékegység-rendszerek. Nyomások, számításuk. Nyomásviszonyok U-csőben A fúróberendezések csoportosítása, fúróberendezések felépítése: emelő berendezés, torony, alépítmény kötél, öblítőkör, furadékkezelő rendszerek Fúrólyuk felépítése. Kútfej szerkezete Rétegnyomás, gradiensek, túlnyomás, Leak off teszt, MAASP ZH Béléscsövek típusai. A béléscsövekre vonatkozó előírások, menetek Béléscsősaru helyének meghatározása Béléscsőrakatok tervezése Fúrószár felépítése Fúrófejek, használt fúrók kiértékelése Függőleges és irányított ferde fúrási technológiák Bevezetés a mélyfúrás világába. A kút és a mező életciklusai. Fúrások fajtái. 3

4 4

5 MINTA ZÁRTHELYI FELADAT A mélyfúrás alapjai I. I. Pótzárthelyi dolgozat 1. Nevezze meg a kivetítőn látható eszközöket! (3 pont) A: D: B: E: C: F: 5 2. Írja le a fúróberendezések típusait, és jellemezze azokat röviden. (4 pont) 3. Mi az a FIT? Mikor alkalmazzuk? (3 pont) 4. Döntse el, hogy igazak-e vagy hamisak az alábbi állítások! Helyes válasz +1 pont, helytelen válasz -1 pont. (6 pont) Igaz Az Iron roughneck a Kelly bepörgető, fúrócső bepörgető, nyomatékkulcs és béléscsőkulcs feladatát egymaga látja el. Átmenetekre a különböző falvastagságú csövek miatt van szükség. Fúrórúdhoz, súlyosbítóhoz, és béléscsőhöz is különböző éket kell használni. A vastagfalú fúrórúd átmenetet képez a fúrórúd és súlyosbító között. Ha a Top Drive van használatban fúrás közben, akkor a forgató asztal nem forog. A kitörésgátlót az alépítmény tartja. Hamis 5. Béléscső tervezési feladat (részfeladat) (6 pont) A következő táblázatban felsorolt béléscső adatok ismeretében határozza meg a béléscső rakat összetételét! Csak a külső, összeroppantó és a belső, felhasító terheléseket vegye figyelembe! Anyagi minőség Collapse bar Burst bar Húzás (1000kg) test & karmantyú K55/ K55/ L80/ C95/ Fúrási terv: m 20" csövezett szakasz m 17 1/2" fúrólyuk m 12 1/4" fúrólyuk Béléscső terv: 13 3/8" béléscső, saru 2250 m-ben Iszapprogram: 17 1/2" szakasz 1,15 kg/l 12 1/4" szakasz 1,25 kg/l Biztonsági tényezők: Burst: 1.2 Collapse: Húzás: 1.6 Rétegnyomás gradiense: 12 1/4" szakasz: 0,107 bar/m A célréteg fluidumának gradiense: 0,0225 bar/m

6 Húzási arányszám Maradék collapse ellenállás (%) Írja le az alábbi rövidítések magyar és angol nyelvű jelentését! (3 pont) RIH PJSM WOB

7 MINTA ZÁRTHELYI FELADAT MEGOLDÁS A mélyfúrás alapjai I. I. Pótzárthelyi dolgozat 1. Nevezze meg a kivetítőn látható eszközöket! (3 pont) A: Görgős fúró D: Torony B: Top Dirve egység E: Mozgócsigasor C: Iszapszivattyú F: Kapcsolóállás 7 2. Írja le a fúróberendezések típusait, és jellemezze azokat röviden. (4 pont) Szárazföldi berendezések Könnyű szárazföldi fúróberendezések sekélyebb kutak fúrására alkalmas berendezések, általában könnyebben szállíthatóak, kisebb a telepítési hely igényük. Névleges horogterhelésük kb. <200 t Nehéz szárazföldi fúróberendezések mélyebb kutak fúrására, illetve nagyobb átmérőjű kutak fúrására alkalmasak. Jellemzően 300 t fölötti horogterhelésű berendezések. Szállításuk komoly logisztikai feladat, számos teherautóra van szükség hozzá. Kútjavító, lyukbefejező berendezések (Workover) egyszerűbb felszereltség, könnyebben szállíthatóság jellemzi őket. 1-1 kútmunkálat jellemzően rövidebb ideig tart, mint a fúrási tevékenység. Alacsonyabb napidíjuk miatt éri meg őket alkalmazni. Offshore berendezések Úszó berendezések mélytengeri fúrásokhoz alkalmazható berendezések. Akár 1500 m mély tenger sem jelent nekik akadályt. Dinamikus pozíciószabályozás, nagy teljesítmény jellemzi őket. Semisubmersible Fúróhajó Tengerfenéken álló berendezések Jack-Up lábakkal rendelkező mobil tengeri berendezés. A kívánt területre szállítják, ahol leeresztik lábait a tengerfenékre és a kútmunkálat végeztével tovább szállítják. Jellemzően kb m mélységig alkalmazhatóak. Platform a termelő berendezés saját fúróberendezése, amit fúrásra, kútmunkálatra alkalmaznak. 3. Mi az a FIT? Mikor alkalmazzuk? (3 pont) A FIT (Formation Integrity Test), magyarul rétegterhelhetőségi vizsgálat a nyitott lyukszakasz leggyengébb formációját hivatott vizsgálni. A fúrás biztonságos mélyítéséhez szükségünk van a maximálisan megengedhető felszíni gyűrűstéri nyomás értékére (MAASP), amit a rétegterhelhetőségi vizsgálatokkal határozunk meg.

8 4. Döntse el, hogy igazak-e vagy hamisak az alábbi állítások! Helyes válasz +1 pont, helytelen válasz -1 pont. (6 pont) Igaz Az Iron roughneck a Kelly bepörgető, fúrócső bepörgető, nyomatékkulcs és béléscsőkulcs X feladatát egymaga látja el. Átmenetekre a különböző falvastagságú csövek miatt van szükség. Fúrórúdhoz, súlyosbítóhoz, és béléscsőhöz is különböző éket kell használni. X A vastagfalú fúrórúd átmenetet képez a fúrórúd és súlyosbító között. X Ha a Top Drive van használatban fúrás közben, akkor a forgató asztal nem forog. X A kitörésgátlót az alépítmény tartja. Hamis X X 5. Béléscső tervezési feladat (részfeladat) (6 pont) A következő táblázatban felsorolt béléscső adatok ismeretében határozza meg a béléscső rakat összetételét!csak a külső, összeroppantó és a belső, felhasító terheléseket vegye figyelembe! 8 Anyagi minőség Collapse bar Burst bar Húzás (1000kg) test & karmantyú K55/ K55/ L80/ C95/ Fúrási terv: m 20" csövezett szakasz m 17 1/2" fúrólyuk m 12 1/4" fúrólyuk Béléscső terv: 13 3/8" béléscső, saru 2250 m-ben Iszapprogram: 17 1/2" szakasz 1,15 kg/l 12 1/4" szakasz 1,25 kg/l Biztonsági tényezők: Burst: 1.2 Collapse: Húzás: 1.6 Rétegnyomás gradiense: 12 1/4" szakasz: 0,107 bar/m A célréteg fluidumának gradiense: 0,0225 bar/m Húzási arányszám Maradék collapse ellenállás (%)

9 + 9 Anyagi minőség Burst határmélység Collapse határmélység K55/ K55/ L80/ C95/ A korábbiak alapján a béléscsőrakat összetétele belső felhasító és külső összeroppantó igénybevétel alapján: 1. 0 m 388 m C m 665 m L m 1142 m K55/ m m L m 2250 m C95 6. Írja le az alábbi rövidítések magyar és angol nyelvű jelentését! (3 pont) RIH Run in hole beépítés PJSM Prejob Safety Meeting Biztonságtechnikai megbeszélés WOB Weight on Bit - Fúróterhelés

10 Minta vizsgaminimum kérdések 10

11 11 Megoldás 1. a 2. d 3. c 4. a & c 5. a 6. a 7. b 8. a & d 9. a 10. a

12 VIZSGA FELKÉSZÜLÉSI TÉMAKÖRÖK Témakörök A mélyfúrás alapjai 1. c. tárgy vizsgájához a Műszaki földtudományi alapszakos, Olaj- és gáz specializációs hallgatók részére 1. Fúróberendezések típusai, főbb részei 2. Nyomások a fúrási tevékenység során (pórus-,nyelési-,repesztési-,lyuktalpi nyomás; ellenőrzése, meghatározása elméleti képletek) 3. Béléscsősaru helyének meghatározása 4. Kútszerkezet (a béléscsövek fajtái, funkciói) 5. Béléscső méretezés (burst, collapse, tension) 6. Fúrószár elemei (fúrószár funkciói, BHA részei, 3 alapelv) 7. Fúrók csoportosítása (fajtái, IADC kód rendszer) 8. Használt fúrók kiértékelése 9. Elsődleges palástcementezés módszerei 10. Cementezés eszközei 11. Irányított fúrási technológiák 12 Koncz Ádám tanársegéd Miskolc, szeptember 10.