Строительство наклонно-направленной эксплуатационной скважины №12 на площади Северо-Прибрежная

- эффективную очистку забоя  скважины от шлама;

- транспортирование шлама на  поверхность без аккумуляции  его в кольцевом пространстве  между бурильными трубами и  стенками скважины;

- нормальную (устойчивую) работу забойного  двигателя;

- сохранение целостности и нормального  диаметра ствола скважины (предупреждение  эрозии стенок скважины и гидроразрыва  пород).

Расчет расхода промывочной жидкости для эффективности очистки забоя скважины определяется по формуле:

 

Q1 = K·SЗАБ (2.46)

 

где К – коэффициент удельного расхода жидкости равный 0,3…0,65 м3/сек на 1 м2 забоя, принимается К = 0,65 м3/сек на 1 м2 забоя;

SЗАБ – площадь забоя м2

Площадь забоя определяется по формуле 2.47

 

SЗАБ = 0,785·DД2 (2.47)

 

где DД – диаметр долота, м.

Интервал 0-1027 метров:

Q1 =0,65·0,785·0,39372 = 0,079 м3/сек.

Интервал 1027-1660 метров:

Q1 =0,65·0,785·0,29532 = 0,044 м3/сек.

Интервал 1660-1950 метров:

Q1 =0,65·0,785·0,29532 = 0,044 м3/сек.

Интервал 1950-2539 метров:

Q1 =0,65·0,785·0,29532 = 0,044 м3/сек.

Интервал 2539-2846 метров:

Q1 =0,65·0,785·0,21592 = 0,023 м3/сек.

Интервал 2846-3147 метров:

Q1 =0,65·0,785·0,16512 = 0,014 м3/сек.

Расчет расхода промывочной жидкости, предотвращающего размыв стенок скважины, ведется по формуле:

 

Q2=Vкп.мах·Smin (2.48)

 

Vкп.мах – максимально допустимая скорость течения жидкости в кольцевом пространстве, м/с, принимаем Vкп.мах=1,5 м/с.

где Smin – минимальная площадь кольцевого пространства, м2, рассчитываемая по формуле:

 

Smin = 0,785·(( DД·К)2 – dгзд2) (2.49)

 

где К – коэффициент кавернозности;

dгзд – диметр гидравлического забойного двигателя, м.

Интервал 0-1027 метров:

Q2 =1,5·0,785·(0,3937·1,1)2 = 0,22 м3/с.

Интервал 1027-1660 метров:

Q2 =1,5·0,785·((0,2953·1,1)2-0,242) = 0,056 м3/с.

Интервал 1660-1950 метров:

Q2 =1,5·0,785·((0,2953·1,1)2-0,242) = 0,056 м3/с.

Интервал 1950-2539 метров:

Q2 =1,5·0,785·((0,2953·1,1)2-0,242) = 0,056 м3/с.

Интервал 2539-2846 метров:

Q2 =1,5·0,785·((0,2159·1,1)2-0,1712) = 0,032 м3/с.

Интервал 2846-3147 метров:

Q2 =1,5·0,785·(0,1651·1,1)2 = 0,038 м3/с.

Расчет расхода бурового раствора по гидромониторному эффекту производится по формуле:

 

Q3=Fн·7,5 (2.50)

 

где Fн– площадь сечения насадок, см2.

 

Fн=0,785·dн2·m (2.51)

 

где dн – диаметр насадок, см;

m – число насадок.

Интервал 0-1027 метров:

Q3 = 0,785·2,02·3·7,5 = 70 л/сек.

Интервал 1027-1660 метров:

Q3 = 0,785·1,42·3·7,5 = 35 л/сек.

Интервал 1660-1950 метров:

Q3 = 0,785·1,42·3·7,5 = 35 л/сек.

Интервал 1950-2539 метров:

Q3 = 0,785·1,42·3·7,5 = 35 л/сек.

Интервал 2539-2846 метров:

Q3 = 0,785·1,22·3·7,5 = 25 л/сек.

Интервал 2846-3147 метров:

Q3 = 0,785·1,62·2·7,5 = 45 л/сек.

Расчет расхода промывочной жидкости для предотвращения прихватов производится по формуле:

 

Q4=Smax·Vкп.min (2.52)

 

где Vкп.min – минимально допустимая скорость течения промывочной жидкости в кольцевом пространстве, равная 0,5 м/с;

Smax – максимальная площадь кольцевого пространства, м2, определяется по формуле:

 

Smax = 0,785·(Dд2·К–dбт2) (2.53)

 

где dБТ – диаметр бурильных труб, м;

К – коэффициент кавернозности.

Интервал 0-1027 метров:

Q4 = 0,5·0,785·(0,39372·1,1-0,1272) = 0,061 м3/сек.

Интервал 1027-1660 метров:

Q4 = 0,5·0,785·(0,29532·1,1-0,1272) = 0,031 м3/сек.

Интервал 1660-1950 метров:

Q4 = 0,5·0,785·(0,29532·1,1-0,1272) = 0,031 м3/сек.

Интервал 1950-2539 метров:

Q4 = 0,5·0,785·(0,29532·1,1-0,1272) = 0,031 м3/сек.

Интервал 2539-2846 метров:

Q4 = 0,5·0,785·(0,21592·1,1-0,1272) = 0,024 м3/сек.

Интервал 2846-3147 метров:

Q4 = 0,5·0,785·(0,16512·1,1-0,1272) = 0,018 м3/сек.

Окончательный выбор расхода промывочной жидкости обусловлен производительностью насосов при заданном коэффициенте наполнения, с учётом результатов приведённых выше расчётов, по формуле 2.54:

 

 

Q5 = m·n·QH (2.54)

 

где m– коэффициент наполнения, принимается m=1 т.к. цилиндровопоршневые группы насосов расположены ниже уровня раствора в емкостях;

n – число насосов;

QH – производительность насоса.

В расчете принимается производительность бурового насоса УНБ-600А, с диаметром втулок равным: 180 мм. – 42 л/сек; 160 мм. – 31,5 л/сек; 150 мм. – 27,5 л/сек; 140 мм. – 23,3 л/сек[9].

Интервал 0-1027 метров: Q5 = 1´2´42 = 84 л/сек.

Интервал 1027-1660 метров: Q5 = 1´2´27,5 = 55 л/сек.

Интервал 1660-1950 метров: Q5 = 1´1´31,5 = 31,5 л/сек.

Интервал 1950-2539 метров: Q5 = 1´1´27,5 = 27,5 л/сек.

Интервал 2539-2846 метров: Q5 = 1´1´31,5 = 31,5 л/сек.

Интервал 2846-3147 метров: Q5 = 1´1´27,5 = 27,5 л/сек.

Принятые значения расхода промывочной жидкости по интервалам бурения представлены в таблице 2.10

 

Таблица 2.10 – Расход промывочной жидкости

Интервал, м		Расход, л/с
от	до
0	1027	80
1027	1660	55
1660	1950	32
1950	2539	28
2539	2846	32
2846	3147	28

 

 

2.3.8 Обоснование критериев  рациональной отработки долот

Под показателем отработки долот подразумеваются данные, позволяющие оценить результаты его эксплуатации, в данных условиях, т.е. эффективность бурения. К основным технико-экономическим показателям работы долот относятся [14]:

1. Проходка  на долото L – длина ствола скважины в массиве горных пород, пробуренного данным долотом. Этот показатель позволяет судить об объёме полезной работы, выполненной данным долотом при бурении.

Для шарошечных долот этот показатель совпадает с проходкой за рейс, т.к. эти долота выходят из строя в течение первого же рейса.

Проходка для алмазного долота обычно превосходит проходку за долбление. Для данных долот существует определенная документация, в которой указывается шифр долота, заводской номер, проходка за долбление, время механического бурения, параметры бурения, причину подъема долота. Как правило, недоработанное долото отправляют на следующую скважину для дальнейшей доработки.

2. Долговечность  долота t представляет собой время бурения скважины данным долотом до его полного износа. Увеличение длительности работы инструмента может привести не только к полезным результатам (особенно ощутимы в глубоком бурении, где прирост рассматриваемого показателя по отношению к продолжительности спускоподъемных, подготовительно-заключительных и иных работ особенно ценен), но и к отрицательным.

Отрицательные результаты могут быть выражены чрезмерным износом инструмента (вплоть до аварии или необходимости перебуривания ствола из-за уменьшения диаметра). Работа долота может прерваться при возникновении критической ситуации, определяемой бурильщиком, которая наступает под действием одного, реже нескольких обстоятельств следующего характера:

а) Экономического (вследствие изменения свойств пород бурение которых данным долотом оказывается экономически не выгодным).

б) Физического (предельно допустимое изнашивание долот по вооружению, его диаметру, опоре шарошки или сочетанием того и другого).

в) Технологического (необходимость срочной замены забойного двигателя, элементов бурильной колонны, аварии).

г) Геолого-технологического (достижение глубины, на которой необходимо переходить на долото другого диаметра, отбирать керн, проводить каротаж, цементировочные работы).

3. Механическая  скорость бурения:

 

 (2.55)

 

где - проходка на долото; - время бурения.

Эта величина характеризует буримость горной породы данным инструментом при данных значениях параметров режима бурения. С ростом глубины скважины высокая механическая скорость менее выгодна, чем увеличение проходки за рейс. Объясняется это увеличением длительности спускоподъемных работ при росте глубины скважин.

4. Рейсовая скорость бурения:

 

 (2.56)

 

где tСПО - длительность спускоподъемных операций с учетом времени наращивания колонны и смены долота. Величина с ростом времени бурения снижается;

5. Техническая  скорость бурения:

 

 (2.57)

 

где - длительность вспомогательных операций.

Величина технической скорости характеризует общий темп углубления скважины.

6. Удельные  эксплуатационные затраты на  1 м проходки (себестоимость одного метра пробуренной скважины), определяемые по формуле:

 

 (2.58)

 

где - стоимость 1 часа работы буровой установки;

- стоимость долота.

Рациональным типом породоразрушающего инструмента данного размера для конкретных условий бурения является такой тип, который при применении в данных условиях обеспечивает минимум эксплуатационных затрат на 1 м проходки.

Величина C с ростом времени вначале снижается, но при достижении значения tKP начинает возрастать. Время tKP указывает на момент подъема долота из скважины.

Увеличение проходки на долото приводит к резкому сокращению числа спускоподъемных операций и снижает удельные эксплуатационные затраты на 1 м проходки.

Показателем конечной стадии отработки долота является резкое снижение механической скорости бурения от начальной величины при износе вооружения долота или резкое повышение крутящего момента при износе опоры.

Главным критерием отработки долота является рейсовая скорость, т.е. при достижении рейсовой скорости максимального значения долото следует заменить, к тому же, это обеспечивает минимальные сроки строительства скважины.

В качестве основных критериев при выборе породоразрушающих инструментов использовались механическая скорость бурения и проходка на долото.

 

2.3.9 Технология бурения на участках  искусственного искривления скважины  и вскрытия продуктивного пласта

Вид операций и тип КНБК для каждого интервала приведены в таблице 2.7 раздела 2.3.1. Данные о параметрах режима бурения по всем интервалам проектируемой скважины сводятся в таблице 2.11

 

Таблица 2.11 – Режимы бурения по интервалам

Интервал, м		Типоразмер долота, мм	Осевая нагрузка на долото, кН	Частота вращения долота, об/мин	Расход бурового раствора, л/с	Показатели свойств бурового раствора
от	до					Плотность, кг/м3	Условная вязкость, с	Фильтрация, см3/30мин	СНС, дПа	Содержание песка, %
0	1027	III 393,7 М-ГВ	30-50	80-100	80	1,1·103	20-25	7-8	20/30	1-2
1027	1660	III 295,3 RX+C	30-40	100-120	55	1,12·103	20-25	7-8	20/30	1-2
1660	1950	III 295,3 RX+C	30-40	100-120	32	1,14·103	20-25	7-8	20/30	1-2
1950	2539	III 295,3 RX+C	30-40	100-120	28	1,8·103	35-40	5-6	5/8	1-2
2539	2846	III 215,9 М-ГАУ	50-60	100-120	32	2,0·103	35-40	5-6	5/8	1-2
2846	3147	III 165,1 МС-ГАУ	20-30	100-120	28	2,1·103	35-40	5-6	5/8	1-2

 

Бурение нижнего интервала скважины и вскрытие продуктивного пласта необходимо производить малолитражными забойными двигателями за одно долбление.

В случае невозможности осуществить вскрытие пласта и добуривание скважины до проектной глубины за одно долбление (необходимость отбора керна, вскрытие многопластовых продуктивных горизонтов большой мощности и т.д.) углубление скважины осуществляется минимально возможным количеством рейсов. При этом с целью снижения гидродинамических нагрузок на пласт скорость спуска последних 400 – 500 м бурильного инструмента производится со скоростью, не превышающей 0,2 м/с, а подъем до башмака предыдущей колонны осуществляется на второй скорости для исключения эффекта поршневания.