Способ определения пластового давления

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей пром-сти. Цель изобретения - повышение точности и производительности определения . Для этого регистрируют погрешность скорости бурения и ее уменьшение в единицу времени. По их отношению определяют время, в течение которого изменяют забойное давление. Находят зависимость механической скорости бурения от величины забойного давления при постоянных значениях других параметров режима бурения. По этой зависимости при постоянных значениях других параметров режима бурения определяют производные второго и третьего порядков от механической скорости бурения по величине забойного давления для всего диапазона изменения забойного давления. При получении в предыдущем цикле изменения забойного давления отрицательных значений производных второго и третьего порядков в последующем цикле диапазон изменения давления смещают в сторону его увеличения. При получении положительной и отрицательной производных второго и третьего порядков соответственно в последующем цикле диапазон изменения давления смещают в сторону его увеличения. При получении положительной и отрицательной производных второго и третьего порядков соответственно в последующем цикле диапазон изменения забойного давления смещают в сторону его уменьшения. Строят график зависимости производной второго порядка от величины забойного давления, на котором производная третьего порядка положительная. О величине пластового давления судят по величине забойного давления в точке пересечения данного графика с осью абсцисс. 3 ил., 1 табл. S (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Е 21 В 47 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4204795/22-03 (22) 04.03.87 (46) 28.02.89. Бюл. № 8 (71) Архангельский отдел Всесоюзного научно-исследовательского геологоразведочного нефтяного института и Всесоюзный научноисследовательский геологоразведочный нефтяной институт (72) Б. А. Матус, В. И. Славин и В. В. Шевердяев (53) 550.83(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1183670, кл, Е 21 В 47/06, 1984. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛАСТОВОГО ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к нефтегазодобывающей пром-сти. Цель изобретения — повышение точности и производительности определения. Для этого регистрируют погрешность скорости бурения и ее уменьшение в единицу времени. По их отношению определяют время. в течение которого изменяют забойное дав пение. Находят зависимость механической скорости бурения от величины забойного давления при постоянных значениях других параметров режима бурения. По этой зависимости при постоянных значениях

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к определению и прогнозированию пластовых давлений в процессе бурения глубоких и сверхглубоких поисково-разведочных скважин на нефть и газ.

Цель изобретения — повышение точности и производительности определения пластового давления.

На фиг. дана зависимость механической скорости бурения от дифференциального давления на забое, <о=1(ЛР); на фиг. 2—

„„Я0„„1461886 А1 других параметров режима бурения определяют производные второго и третьего порядков от механической скорости бурения по величине забойного давления для всего диапазона изменения забойного давления. При получении в предыдущем цикле изменения забойного давления отрицательных значений производных второго и третьего порядков в последующем цикле диапазон изменения давления смещают в сторону его увеличения.

При получении положительной и отрицательной производных второго и третьего порядков соответственно в последующем цикле диапазон изменения давления смешают в сторону его увеличения. При получении положительной и отрицательной производных второго и третьего порядков соответственно в последуюгцем цикле диапазон изменения забойного давления смещают в сторону его уменьшения. Строят график зависимости производной второго порядка от величины забойного давления, на котором производная третьего порядка положительная.

О величине пластового давления судят по величине забойного давления в точке пересечения данного графика с осью абсцисс.

3 ил., 1 табл.

2 зависимость механической скорости бурения от забойного давления, со=((Р.. ); на фиг. 3 — зависимость значений произьодных второго и третьего порядков от механической скорости бурения по забойному давлению.

В связи с тем, что пластовое давление неизвестно и кривую зависимости механической скорости бурения от дифференциального давления на забое <о= ((ЛР) в ходе бурения скважины построить невозможно, изменение механической скорости проходки в процессе

1461886 реализации способа предложено строить в

КООрдниатаХ (CO, Рзаб) . График 0)=f (Рзаб) показан на фиг. 2. Он представляет собой тот же график, что и на фиг. 1, только смещенный вправо вдоль оси абсцисс на расстояние, численно равное величине пластового давления, поэтому изменено наименование

ОСИ абСцИСС На «ЗабОйНОЕ даВЛЕНИЕ Рзаб».

Производные первого и более высоких порядков от механической скорости бурения по ЛР и по Р-б на одних и тех же участках графиков в=1(ЛР) и co=f(P.аб) имеют одни и те же значения, только смещены вдоль оси абсцисс на величину, численно равную пластовому давлению.

Исходя из этого, после регистрации механической скорости бурения в условиях изменения забойного давления при постоянных значениях других технологических параметров бурения находят производные второго и третьего порядков от механической скорости бурения по величине забойного давления и строят график

cf u — — а-- = f (Рзаб) .

Pзаб

Определяют на построенном графике участок, производная третьего порядка которого положительная, и экстраполируют или интерполируют его до пересечения с осью абсцисс. Значение абсциссы в точке пересечения численно равно величине пластового давления.

ДЛя ПОЛуЧЕНИя ЗаВИСИМОСтИ a)=f(Pзаб), показанной на фиг. 2, бурение при переменном забойном давлении необходимо осуществить в течение ограниченной продолжительности времени, когда износом долота можно пренебречь, в противном случае зависимость со=1(Р .б) может быть искажена настолько, что внесет неприемлемые погрешности в определении пластового давления.

Если погрешность в определении скорости проходки принять равной о, а снижение скорости проходки, вызванное износом долота, равной Р, то, вероятно, существует такая продолжительность времени т, в течение которой суммарная потеря скорости проходки численно будет равна 6, т. е. о=рт, отсюда т= —.

Поэтому кратковременное бурение. при плавном и равномерном изменении забойного давления рекомендуется осуществлять в течение времени, равного или меньшего т.

В этом случае искажение зависимости б =((Рзаб), вызванное износом долота, не будет превышать погре I HocTH в определении скорости бурения.

В процессе первых циклов изменения забойного давления значения производных второго и третьего порядков от механической скорости бурения по забойному давлению могут оказаться отрицательными (на фиг. 3 эти значения будут соответствовать линии, расположенной левее от точки А) .

В этом случае в последующих циклах изменения давления диапазон изменения забойного давления смещают в сторону увеличения давления, например, увеличением плотности бурового раствора, а в случае получения положительной и отрицательной тех же производных второго и третьего порядков

10 соответственно (на фиг. 3 эти значения будет соответствовать линии, расположенной правее от точки Б) в последующих циклах изменения давления диапазон изменения забойного давления смещают в сторону умень15 щения давления, например, снижением плотности бурового раствора.

Непременным условием для определения величины пластового давления является получение в ходе бурения информации, опи0 сываемой уравнением (0=1(Рзаб), производная второго порядка которой соответствует участку линии между точками -А и Б на фиг. 3.

Многократное изменение забойного давления необходимо еще потому, что в ряде случаев могут быть получены неинформативные графики о)=1(Рзаб), например, при пересечении скважиной в течение времени т интервалов неоднородных горных пород, зон тектонических нарушений и дробления пород. р Неинформативные данные подлежат отбраковке.

Пример.

Глубина забоя скважины (Н), м 6000

Удельный вес бурового раствора (у), Н/м

Начальный расход жидкости при бурении (q) 3/ 0,0396

Начальная скорость проходки (оз),м/с 0,000964

Погрешность в определении скорости проходки (о), м/с 0,0000118

Снижение скорости бурения в единицу времени в результате износа долота

=0,00000003933 м/с .

45 Определяем продолжительность одного цикла изменения давления

35

12000

0,0000118

0,00000003933

Забойное давление изменяем путем умень50 шения расхода жидкости при промывке от начального значения 0,0396 до 0,020 м /с.

Результаты регистрации изменения расхода жидкости (ц), забойного давления (Р-б), механической скорости бурения (а) и определения производных второго и третьего порядков от механической скорости бурения по величийе забойного давления (P3. ) приведены в таблице.

1461886

Продолжение таблицы

L 1 I

1 2 3

264 0,0230 62,0 10 0,00362

-830 10

-732. 10

-642.10

-563 .10

-1, 020 10

-0,941 10

-0,844 10

-О, 744. 10

276 О, 0220 61,9. 10 О, 00369

288 О, 0210 61,8 .10 О, 00376

300 0,0200 61,7. 10 О, 00381

Формула изобретения

Изменение механической скорости бурения при уменьшении забойного давления показано на фиг. 2, а производной второго порядка от механической скорости бурения по забойному давлению — на фиг. 3.

Как видно из фиг. 3, участок графика

cl — - = f(P.. ) между точками А и Б харакД Рзаб теризуется положительной производной третьего порядка, это видно также из таблицы (в пределах забойных давления от 62,5 ° 106 до 63,6 ° 10 производная третьего порядка положительная) .

Кривая производной второго порядка пересекает ось забойных давлений в точке с абсциссой 63,0 ° 10 Па, численное значение которой равно пластовому давлению.

3а период исследования средняя скорость бурения составила 0,002387 м/с; проходка за указанное время составила 0,716 м. Давление, которое определено, относится к середине указанного интервала.

Таким образом, на глубине 6000 36 м пластовое давление равно 63,0 .10 Па.

Способ определения пластового давления, включающий регистрацию механической скорости бурения, частоты вращения долота, осевой нагрузки на долото, подачи бурового насоса, многократное изменение забойного давления и обработку данных, отличающий20 ся тем, что, с целью повышения точности и производительности определения, регистрируют погрешность скорости бурения и ее уменьшение в единицу времени, по их отношению определяют время, в течение которого изменяют забойное давление, находят зави25 симость механической скорости бурения от величины забойного давления при постоянных значениях других параметров режима бурения, по которой определяют производные второго и третьего порядков от механической скорости бурения по величине забойного давления для всего диапазона изменения забойного давления, причем при получении в предыдущем цикле изменения забойного давления отрицательных значений производных второго и третьего порядков в

35 последуюшем UHK te 3Hana3oH H3>teHeH«s бойного давления смещают в сторону его увеличения, при получении положительной и отрицательной производных второго и третьего порядков соответственно в последуюшем цикле диапазон изменения забойного

40 давления смещают в сторону его уменьшения, строят график зависимости производной второго порядка от величины забойного давления, на котором производная третьего порядка положительная, а о величине пластового давления судят по величине забой4ч ного давления в точке пересечения данного графика с осью абсцисс.

1461886

Результаты регистрации )> Р,, ш и определения производных второго и третьего порядков от м по Р,а ,)з

Забойное

Текущее

Механическая давление, Г зай, ))а скорость проХОДКИ, 213 м/с

Дрг,(Р З время, .- 1>

-0,84ч-10

-О, 941.10

+643- 10

0,0396 бч,2.10

0,0390 64,1 10

0,000964

0,00103

+732 10

-1, 020 10

О, 0383 64,0.10 О, 00110

24 — 1, 060.10

-1,020.10

48

+1130 10

-0,847.10

+1200 10

+1220. 10

О, 0349 63, 5 . .10 О, 00159

+11, l.! 0

63,4-10

О, 00173

0,00187

О, 0342

108

+10 (1(.

О, 0335 63,3 - 10

+ >0 !)-10

63,2 10,).2!! jlr)

О, 00203

О, 0328

120

О, 0320 63,1 10

- — 2

О, 00219

О, 00236

132

-г

7 lii l

О, 0313 63, О 10

0,0306 62,9.10

1 лл

0, 00253

156

- 7!

-764 10

- >8

62,8 "10

0 00, 69

О, 0298

168

l2 (1

О, 0291 62, 7 -1(}

О, 00285.1 (}2(:

180 — 7

+(), 980. 1» (30299 () )j )31.3 — 1170

62,6 10

0,0283

192

20л

67,5 1О

62, . . 10

+(), 11

0,0 76

-z!

1« — (j 8j!

О, 00323

О, () 67 !б.,- 2 () «-» 10 — (13(:- 10

0,00336

6 ?,3 10

0,0>59

228 а —; :.)4() 10 — 1 !) .)

>!!!! ) !(> о,.

0, ()" 3() 2лО

62,1-10

IQ — 93- . 1() — 1, Об() .1"

ii(i 1,,.

О, 02ч0

3 7 7

Расход жидкости при промывке, „з(с

0,0377 63,9.10

О, 0370 63,8 10

О, 0363 63,7.10

0,0356 63,6- 10

0,00118

О, 00126

О, 00136

О, 00147

+830.10

+93 .10

+1 040 -10

-О, 89 10

+О, 113 10

+0,980 10

1461886

Яифференциаюное даАеюие на яа&е

Фиа 1 1

Ь ф ф

ЯаЮойы е Ра&егие Р р п,, Фиг. Я

1461886

12 10

10 10

08 10

08 10

ОФ 10

02 10

-02 10

-1

-1 2 10

Составитель Г.Маслова

Редактор М. Петрова Техред И. Верес Корректор В. Романенко

Заказ 583/26 Тираж 514- Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 1О1