Способ определения буримости пород в процессе проводки скважины

 

Изобретение относится к области глубокого бурения. Цель изобретения - повышение точности определения буримости пород за счет учета влияния напряженного состояния призабойной зоны скважины. В процессе проводки скважины измеряют скорость проходки , осевую нагрузку на долото,частоту вращения долота и его диаметр. Определяют плотность бурового раствора с последующим расчетом прочности разбуриваемых пород и горное давление . Измеряют забойное давление. Определяют перепад горного давления над забойным давлением. По величине перепада горного давления над забойным выделяют интервалы разреза скважины , характеризующиеся изменением :напряженного состояния пород приза- Iбойной зоны. Буримость на этих интервалах определяют по формуле о IB-CV: ГеО п (P,-P5)|-rigrG:(yp,g , где V - скорость проходки ,м/г; п - частота вращения долота, об/мин; G - осевая нагрузка на долото , кН; - iплотность бурового раствора, г/см ; g - ускорение свободного падения, м/с ; D - диаметр долота, см; Pj - горное давлен ие, МПа, РЗ - забойное давление, МПа. 1 ил. а

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕа1УБЛИН,.ЯУ„„1388557 сЮ 4 E 21 С 39/00

1, 1,13(1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21).. 4056175/22-03 (22) 16.04.86 (46) 15.04.88. Бюл. М- 14 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро промысловой геофизики (72) Б.Л.Апександров и С.Г.Фурсин (53) 622.24.082(088.8) (56) Лукьянов Э.Е.Исследование скважин в процессе бурения ° — M.: Недра, 1978.

Шевцов В.Д. Регулирование давления в бурящихся скважинах. — М.: Недра, 1985. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БУРИМОСТИ

ПОРОД В ПРОЦЕССЕ ПРОВОДКИ СКВАЖИНЫ (57) Изобретение относится к области глубокого бурения. Цель изобретения. — повышение точности определения буримости пород за счет учета влияния напряженного состояния призабойной зоны скважины. В процессе проводки скважины измеряют скорость проходки, осевую нагрузку на долото,частоту вращения долота и его диаметр.

Определяют плотность бурового раствора с последующим расчетом прочности разбуриваемых пород и горное давление. Измеряют забойное давление.

Определяют перепад горного давления над забойным давлением. По величине перепада горного давления над забойным выделяют интервалы разреза скважины, характеризующиеся изменением напряженного состояния пород приза бойной зоны. Буримость на этих ин.тервалах определяют по формуле а =

1р ° Ч: (60 п (Р -Р )). (18 ГС: (у .р i

«D )), где Ч вЂ” скорость проходки м/г; n — - частота вращения долота,,об/мин; С вЂ” осевая нагрузка на долото, кН; 1 — . плотность бурового раствора, г/см ; р — ускорение своУ." бодного падения, м/с ; D " диаметр долота, см; Р— горное давление, МПа, P> — забойное давление, МПа.

1 ил.

1388557

А=К(Р-Р), (P Р3) ( II P В

60. и (Р д-Р>) I

45 а

G

,рй где а

U и

60 90

Р 80

10 1,97.29,5

1,47 усл.ед.

Изобретение относится к глубокому бурению,в. частности к способам определения буримости пород в процес се проводки скважин, и может быть использовано для выбора оптимальных типов долот и режимов бурения.

Цель изобретения — повышение точности определения буримости пород за счет учета влияния напряженного lp состояния призабойной зоны скважины.

На чертеже приведены кривые буримости пород на различной глубине.

Кривая 1 соответствует буримости пород, определенной известным способом, кривая 2 — буримость, определенная предлагаемым способом, кривая

3 соответствует буримости глин,определенной независимым геофизическим методом (по данным удельного электри- 20 ческого сопротивления пород „ ), а также кривая 4 перепада горного давления над забойным P — P>.

Способ осуществляется следующим образом.

В процессе проводки скважины измеряют скорость проходки, осевую нагруз. ку на долото, частоту вращения долота, диаметр долота и плотность бурового раствора с последующим расчетом 30 прочности разбуриваемых пород. При этом определяют горное давление,.измеряют забойное давление, определяют перепад горного давления над забойным давлением и по величине перепада горного давления над забойным выделяют интервалы разреза скважины, характеризующиеся изменением напряженного состояния пород призабойной эоны, а буримость на этих интервалах опреде- 40 ляют по формуле буримость пород в условиях напряженного состояния, усл.ед.; скорость проходки, м/ч; частота вращения долота, об/мин; осевая нагрузка на долото, кН; плотность бурового раствора, г/см ускорение свободного падения, м/с

D — диаметр долота, см;

Р— горное давление, МЛа;

Рз — забойное давление, МПа.

При вскрытии скважиной массива происходит нарушение естественного залегания горных пород за счет перераспределения напряжений, действующих со стороны незатронутого массива и скважины.В результате этого первоначальная прочность пород снижается пропорционально действующему в момент вскрытия пород перепаду горного давления в массиве над забойным в скважине. В первом приближении связь между прочностью пород и перепадом давлений в массиве и в скважине может быть принята линейной. Тогда интервалы разреза, характеризующиеся изменением напряженного =остояния пород в момент их вскрытия, будут снижать свою прочность согласно следующему выражению: где А — величина снижения прочнос- ти пород в условиях напряженного состояния, усл.ед.;

Р - горное давление, MIIa;

P — забойное давление, МПа;

К вЂ” постоянный коэффициент.

Поэтому, используя введенное условие для нарушенных бурением интервалов проходки, имеют: где К= 1.

Решая это уравнение относительно а, определяют искомое значение прочности (буримости) пород.

Пример. При бурении скважины в интервале 3298-3310 м получены следующие исходные данные: V =2 м/ч; и = 90 об/мин; G = 80 кН; у =

1,97 г/см ; D = 29,5 см; Р

71,3 MIIa; Р = 65 МПа; 8 = 10 м/с .

Буримость пород по известному спосо6у будет равна:

1388557 ют горное давление, измеряют забойное давление, определяют перепад горного давления над забойным давлением, 5 по величине которого выделяют интервалы разреза скважины, характеризующиеся изменением напряженного состояния пород призабойной зоны, а буримость пород на этих интервалах опре10 деляют по формуле

Фактическая буримость пород их напряженного

О) составит: состо учетом влияния яния ((Р -Рэ) 1g а

Р

1р

60 90 .(71i3-65) 80

10 1,97 29,5 — 1,82 усл.ед.

60 п (Р -Рэ) P

18 .Р.Р т где а

Формула

V и

Р2

Р1

Сравнение результатов буримости пород в интервале литологически однородных глин верхнего майкопа показывает повышение точности определе15 ния буримости по сравнению с известным способом. изобретения

Способ определения буримости пород в процессе проводки скважины, включающий измерение скорости проходки, осевой нагрузки на долото, частоты вращения долота, диаметра долота, 25 плотности бурового раствора с последующим расчетом прочности разбуриваемых пород, отличающийся тем,что, с целью повышения точности, определения буримости пород эа счет gp учета влияния напряженного состояния приэабойной зоны скважины, определябуримость пород в условиях напряженного состояния, усл.ед.; скорость проходки, м/ч; частота вращения долота, об/мин; осевая нагрузка на долото, кН; плотность бурового раствора, г/см ускорение свободного падения, м/с ° диаметр долота, см; горное давление, ИПа; забойное давление, ИПа.

1388557

Составитель В.Архипов

Техред А.Кравчук Корр ек тор И. Муск а

Редактор М.Товтин

Заказ 1559/34 Тираж 459 Подписное

ВНИИПИ- Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035., Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4