Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 [ 212 ] 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225

в ряде случаев гораздо больше на скорость бурения влияет другой фактор циркуляции - гидромониторный эффект размыва забоя: с увеличением скорости истечения бурового раствора из насадок долота скорость бурения увеличивается.

Скорость и режим циркуляции бурового раствора определяют интенсивность размыва забоя потоком, значение дифференциального давления на забое, качество очистки забоя и ствола от разрушенной породы, степень размыва стенок скважины, энергетические затраты на циркуляцию, т.е. то, что прямо влияет на скорость бурения скважин.

С увеличением производительности промывки будет интенсифицироваться размыв породы на забое, улучшаться удаление шлама с забоя, при этом скорость бурения должна увеличиваться. Однако возникают также отрицательные эффекты: растет дифференциальное давление на забое за счет увеличения потерь напора в кольцевом пространстве, интенсифицируется размыв стенок скважины, увеличиваются энергозатраты.

При этом потери давления в кольцевом пространстве скважины могут изменяться на единицы и даже десятки атмосфер. Эти значения иногда малы по сравнению с гидростатическим давлением столба бурового раствора, однако и они могут оказать решающее влияние, особенно тогда, когда гидростатическое и пластовое (внутрипоровое) давления близки по значению, что характерно для современной технологии бурения скважин.

Комплексные исследования, выполненные по шести скважинам штата Луизиана, показали, что роль дифференциального давления на забое в процессе проходки скважины весьма заметна особенно вблизи баланса гидродинамического и порового давлений. В подвергнутых исследованиям скважинах бурение велось в интервале 2500 - 4500 м, гидростатическое давление на забое составляло 35,0-100,0 МПа, пластовое давление изменялось от 27,5 до 93,0 МПа. В процессе бурения соотношение между пластовым и гидродинамическим давлениями у забоя было таковым, что дифференциальное давление на забое изменялось от положительного (+10 МПа) до отрицательного ( - 6,5 МПа) значения.

Для точных определений значения дифференциального давления на забое использовали прямые измерения давлений в скважинах и геофизические методы оценки внутрипоровых давлений.

Для того чтобы данные были сопоставимыми, при определении механической скорости проходки вводились поправки

на износ зубьев долота, а также на некоторое несоответствие осевых нагрузок на долота и их скоростей вращения. Результаты обработки представлены графическими зависимостями механической скорости проходки от дифференциального давления на забое.

В результате установлено, что изменение дифференциального давления на забое значительно влияет на механическую скорость проходки. Во всех анализируемых скважинах увеличение дифференциального давления от 0 до 7,0 МПа сопровождалось уменьшением механической скорости проходки на 24 - 73 %. Причем вид этой зависимости может быть как прямолинейный, так и криволинейный (рис. 10.1).

Выявлено также, что степень влияния дифференциального давления на механическую скорость проходки зависит от такого режимного параметра, как осевая нагрузка на долото: с увеличением осевой нагрузки на долото зависимость механической скорости проходки от дифференциального давления становится более существенной. Причем при отрицательном дифференциальном давлении, т.е. когда пластовое давление превышает гидродинамическое давление циркулирующего бурового раствора на забой скважины, скорость проходки продолжает увеличиваться, часто с возрастающим темпом

(табл. 1 0. 1 ).

Существенное влияние дифференциального давления на забое на эффективность работы долот установлено также в работах, выполненных в Краснодарском крае.

Путем сравнения результатов бурения скв. 158 и 154 За-падно-Крестищенского газоконденсатного месторождения показано, что в результате уменьшения дифференциального

Рис. 10.1. Зависимость механической скорости проходки vM от дифференциального давления на забое Ар (по данным бурения в Южной Луизиане)

6p, МПа 637

Т аб ли ц а 10.1

Зависимость приращения механической скорости проходки от удельной нагрузки на долото

давления на забое на 4,2 МПа в сравнимых геолого-технических условиях бурения удалось повысить механическую скорость проходки в 2 раза (от 0,9 до 1,8 м/ч). Интервал 525 м в скв. 158 в связи с этим был пройден в 2 раза быстрее, чем в скв. 154. Это мероприятие позволило сократить длительность всего цикла бурения на 19 сут.

Фактические данные бурения скв. 1, 3 и 4 Северской площади в интервале 31 00-4300 м также подтвердили, что при прочих равных условиях механическая скорость проходки уменьшается с увеличением дифференциального давления на забое.

Таким образом, отрицательным последствием интенсификации промывки скважины может стать увеличение дифференциального давления на забое скважины и, как следствие этого, ухудшение условий взаимодействия долота с разрушенными породами на забое.

Дифференциальное давление на забое скважины определяется следующими геолого-технологическими параметрами:

внутрипоровым давлением в горных породах и их проницаемостью;

плотностью, вязкостью и фильтруемостью промывочного агента;

гидродинамическими сопротивлениями потоку в кольцевом пространстве за бурильной колонной;

избыточным давлением на устье в затрубном пространстве.

Что касается геологических параметров, то они объективны и не подвластны воздействию со стороны производителей буровых работ, в то время как другие параметры могут регулироваться в широком диапазоне значений.