Способ прогнозирования искривления и слома эксплуатационных колонн

 

Изобретение относитсй к исследованиям в области бурейия нефтегазовых месторождений и может бьзть широко применено в системе нефтегазодобывающей промышленности . Целью изобретения является повышение достоверности определения времени образования дефектов в эксплуатационных колоннах и сокраш,ение объема геофизических работ .при разработке технологических схем в условиях сейсмичности. Поставленная цель достигается тем, что измеряют смешения точек земной поверхности во времени путем периодических нивелировок, по которым определяют среднегодовую скорость СДЗК и вычисляют время образования дефектов в колоннах по формуле t j, где / - время образования дефектов, год; и - среднегодовая скорость СДЗК. мм/год. (Л с to 05 о сд о со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1260509 А1 (5й4 Е21 В4500

ВС1":"

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

RO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3855791/24-25 (22) 20.11.84 (46) 30.09.86. Бюл. № 36 (71) Азербайджанский институт нефти и химии им. М. Азизбекова (72) О. Д. Гусейнзаде (53) 550.83 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 670914, кл. G Ol V 9/00, 1979.

Справочное руководство / Под ред.

А. Е. Сарояна. М.: Недра, 1976, с. 354 — 356. (54) СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ИСКРИВЛЕНИЯ И СЛОМА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ КОЛОНН (57) Изобретение относится к исследованиям в области бурения нефтегазовых месторождений и может быть широко применено в системе нефтегазодобывающей промышленности. Целью изобретения является повышение достоверности определения времени образования дефектов в эксплуатационных колоннах и сокращение объема геофизических работ .при разработке технологических схем в условиях сейсм ичности. Поставленная цель достигается тем, что измеряют смещения точек земной поверхности во времени путем периодических нивелировок, по которым определяют среднегодовую скорость

СДЗК и вычисляют время образования де50 фектов в колоннах по формуле t = —, где

t — время образования дефектов, год; u— среднегодовая скорость СДЗК, мм, год.

1260509

1Î

25 зо

Изобретение относится к исследованиям в бурении нефтегазовых месторождений и может быть применено в системе нефтегазодобывающей пром ьппленности.

Цель изобретения — повышение достоверности определения времени образования дефектов в эксплуатационных колоннах и сокращение объема геофизических работ при разработке технологических схем в условиях сейсмичности.

В промысловой практике разработки нефтегазовых месторождений нередки случаи искривления и слома эксплуатационных колонн. В результате такого преждевременного выхода из строя колонн происходит сокращение действующего фонда эксплуатационных скважин, нарушается технологическая схема разработки залежей и возникают серьезные технические трудности по извлечению остаточного запаса нефти и газа из недр месторождений.

С обнаружением дефектов в колоннах скважин обычно делается возврат на вышележаший нефтегазоносный горизонт и осуществляется ряд геолого-промысловых мероприятий. Все это приводит к удорожанию себестоимости каждой тонны добываемой нефти.

К природным факторам, влияющим на повреждение эксплуатационных колонн, относятся такие, как перетекание пластичных глин в зонах тектонических нарушений, образование коррозии труб от агрессивного воздействия подземных вод и т. д.

Если допустить, что в природе происходит такой переток глинистой массы после формирования основных элементов складчатости, то следует предполагать ее перемещение от далеких погружений складки к своду.

Отсюда можно ожидать, что образование наибольшего количества повреждений колонн происходит на участках далеких погружений складки, т. е. в зонах проявления максимальных динамических усилий. Однако в промысловой практике наблюдается совершенно обратная картина, что свидетельствует о несостоятельности такого предположения. С другой стороны, проникновение пластичной глины в тектоническую зону вряд ли возможно из-за черезмерной твердости тектонической брекчии.

Коррозионное воздействие агрессивных пластовых вод на колонны не вызывает сомнений, если при этом пренебрегать добавкой в сплавы труб антикоррозионных компонентов. Если допустить такие влияния пластовых вод на эксплуатационные колонны для месторождений Апшеронского полуострова, то нам следует ожидать образование наибольшего количества их на далеких погружениях складки, совпадающих с зоной водонефтяного контакта (ВНК), что не подтверждается фактическими данными.

Дефекты технологического порядка, возникающие при обслуживании промыслового оборудования, следует рассматривать как субъективные факторы, не поддающиеся прогнозированию.

Способ реализуется следующим образом.

Определяют среднегодовую скорость v современных движений земной коры (СДЗК) повторным нивелированием и устанавливают время t образования дефектов в колоннах из условия Лй = 50 мм, где Ah — амплитуда смещения блоков по плоскостям разрывов, равная v t.

Для повышения точности определения времени образования дефектов в эксплуатационных колоннах выполняют повторные нивелироваия с интервалом времени в один год по созданной на местности сети опорных пунктов шагом, не превышающим 300 м.

По предложенному способу выполнена повторная нивелировка по выбранным направлениям местности с помощью прибора нивелир высокой точности; определена среднегодовая скорость СДЗК, проведена систематизация случаев искривления и слома эксплуатационных колонн по срокам их образования. В качестве исходных данных для исчисления указанных сроков использованы даты вступления скважин в эксплуатацию. При сопоставлении глубины образования дефектов колонн с глубинами прохождения разрывных нарушений оказалось, что они совпадают.

Характерно, что аналогичная картина с приуроченностью искривлений и сломов колонн к зонам прохождения разрывных нарушений наблюдается и на других участках месторождения, с которыми осложнена данная структура.

Из полученных данных следует, что разрывные нарушения, рассекающие свод и присводовую часть складки, являются более активными, нежели расположенные на крыльях и далеких погружениях. Такая неравномерная активность разрывных нарушений на отдельных участках прохождения приводит к различным срокам образования дефектов колонн.

В связи с установлением причин образования дефектов в колоннах скважин в зависимости от интенсивности проявления

СДЗК, особенно в зонах прохождения разрывных нарушений, возникает необходимость в разработке прогностических карт искривления и слома эксплуатационных колонн скважин для тех или иных нефтегазовых месторождений сейсмоактивных зон.

На сводовой и присводовых частях складки, где скорость СДЗК составляет 18 мм/год и больше, сроки образования дефектов колонн могут ограничиться до трех лет. На крыльевых частях складки со скоростью

СДЗК 13 — 17 мм/год эти сроки увеличиваются до 4 — 5 лет. При скорости СДЗК 6—

12 мм/год сроки образования дефектов со12б0509

Формула изобретения о ) - а

Ev sinPR

t==

Составитель В. Зверев

Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор И. Рыбченко

Заказ 5201/28

3 ставляют б — 10 лет. На участках со скоростью 4 — 5 мм/год для образования дефектов надо 16 — 20 лет. С уменьшением скорости до 2 мм/год и меньше процесс образования дефектов затягивается надолго (21 год и более) .

Таким образом, устанавливается зависимость искривления и слома эксплуатационных колонн (8) от. амплитуды СДЗК ЛЬ, вычисленной путем умножения среднегодовой скорости v на продолжительность времени t. Она выражается формулой в =

=Ah= v t.

На математической модели часть колонны обсадных труб, расположенная в зоне смещаемого блока, рассматривается как 15 балка на двух опорах. Нагрузка действует по линейному закону. Составляются условия равновесия и определяется реакция опор.

После ряда математических вычислений получают следующую формулу для определения значения t: (о) — допустимое напряжение для материала труб, (б)

25 !

Я (S) — запас прочности;

P — горное давление; р — коэффициент бокового размера;

6 — толщина трубы; а — мощность пласта; 30

Š— модуль упругости материала трубы;

v — скорость выделения блока по наклону; — угол наклона;

R — радиус трубы.

При этом, как установлено многочисленными наблюдениями, для образования искривления и слома эксплуатационных колонн допустимой в условиях больших глубин величиной амплитуды СДЗК является 50 мм.

Однако разорванность складки многочисленными нарушениями при всех обстоятельст- 40 вах оказывает влияние на характер упорядоченности искривления и слома эксплуатационных колонн по площади, в силу чего происходит образование отдельных небольших аномальных участков в сроках образования дефектов колонн на структуре нефтегазовых месторождений. Но общий фон закономерности дифференциации СДЗК по площади сохраняется в пределах структуры с изменением интенсивности их проявления от свода к крыльям и далеким погружениям.

Таким образом, прогнозироваие искривления и слома колонн в зависимости от интенсивности проявления СДЗК позволяет осуществить разработку рациональной схемы размещения поисково-разведочных и эксплуатационных скважин; выбор оптималь ных сроков эксплуатации скважин и разработку на этой основе технологической схемы; выбор новых конструкций эксплуатационных колонн с усилением их устойчивости против смещения блоков.

Способ прогнозирования искривления и слома эксплуатационных колонн путем измерения геофизических параметров, по которым судят об искривлении и/или сломе эксплуатационных колонн, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности определения времени образования дефектов в эксплуатационных колоннах и сокращения объема геофизических работ при разработке технологических схем в условиях сейсмичности, измеряют среднегодовую скорость современных движений земной коры и определяют время образования дефектов в колоннах по формуле где t — время образования дефектов, год;

v — среднегодовая скорость современных движений земной коры, мм/год; д/т = 50 мм — максимально допустимая амплитуда смещения точек земной поверхности.