Способ определения геометрической формы ствола глубокой скважины

 

Изобретение относится к исследованиям скважин при бурении на нефть и газ. Цель изобретения - повышение оперативности , сокращение времени простоя скважины и снижение трудоемкости путем проведения определения геометрической, формы скважины в процессе бурения. Способ включает установление изменения диаметра скважины и определение местоположения этого изменения относительно забоя. Перед процессом бурения периодически измеряют нагрузку на долото, измеряют перемещение колонны бурильных труб, а о геометрической форме ствола скважины судят по зависимости перемещения колонны бурильных труб от нагрузки на долото. В зоне увеличенного диаметра скважины размещается больше инструмента, используемого в нагружении долота, что требует большего перемещения колонны бурильных труб на единицу нагрузки, создаваемой на долото. 5 ил. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 47/12,47/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4726362/03 (22) 19.06.89 (46) 29.02.92. Бюл. ЬЬ 8 (75) С.В. Синев (53) 622.241(088.8) (56) Семак Г.Г., Яремийчук P.Ñ., Струс Я.M.

Изучение ствола скважины при бурении с продувкой воздухом методом фотографирования. - Нефтяное хозяйство, М.: Недра, 1972, N 2,с. 64 — 66.

Кривко Н.Н., Шароварин В.Д., Широков

В.Н. Промыслово-геофизическая аппаратура и оборудование. M. Недра, 1981, с. 9396, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ СТВОЛА ГЛУБОКОЙ

СКВАЖИНЫ (57) Изобретение относится к исследованиям скважин при бурении на нефть и гаэ, Изобретение относится к бурению глубоких скважин, в частности к определению геометрической формы ствола скважины.

Известен способ определения геометрической формы ствола скважины путем фотографирования и киносьемки.

Недостатком данного способа является то, что при бурении скважин с промывкой буровым раствором, содержащим непрозрачные частицы, освещение стенок скважины затруднено, Наиболее, близким к предлагаемому является способ определения геометрической формы ствола скважины кавернометрией, включающий установление изменения диаметра скважины и определение местополо-!

„,5U„, 1716121 А1

Цель изобретения — повышение оперативности, сокращение времени простоя скважины и снижение трудоемкости путем проведения определения геометрической формы скважины в процессе бурения. Способ включает установление изменения диаметра скважины и определение местоположения этого изменения относительно забоя. Перед процессом бурения периодически измеряют нагрузку на долото, измеряют перемещение колонны бурильных труб, а о геометрической форме ствола скважины судят по зависимости перемещения колонны бурильных труб от нагрузки на долото. В зоне увеличенного диаметра скважины размещается больше инструмента, используемого в нагружении . долота, что требует большего перемещения колонны бурильных труб на единицу нагрузки, создаваемой на долото. 5 ил. жения этого изменения относительно забоя с помощью каверномера с передачей сигнала на устье скважины, фиксацией этого сигнала и последующей расшифровкой.

Недостатком этого способа является то, что геометрическая форма ствола скважины может быть определена в конце отдельного долбления, по окончании бурения и может быть использована для решения задач тех. нологии бурения, в частности по установлению зоны возможного зависания бурильного инструмента из-за потери продольной устойчивости лишь для последующего долбления или только части последующего долбления, если проходка нг долОто сопоставима с длиной инструмента

1716121 участвующей в нагружении долота. Кроме того, проведение кавернометрии (профилеметрии) после каждого долбления затруднительно из экономических соображений.

Цель изобретения — повышение оперативности, сокращение времени простоя скважины и снижение трудоемкости работ по определению геометрической формы ствола скважины путем проведения определения в процессе бурения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения геометрической формы ствола глубокой скважины, включающему установление изменения диаметра скважины и определение местоположения этого изменения относительно забоя, перед процессом бурения периодически изменяют нагрузку на долото, измеряют перемещение колонны бурильных труб, а о геометрической форме ствола скважины судят по зависимости перемещения колонны бурильных труб от нагрузки на долото.

B процессе бурения после приработки долота забою производят нагружение долота с фиксацией нагрузки и перемещения колонны бурильных труб, соответствующего этой нагрузке. Нагружение производят без промывки забоя и с промывкой, без вращения инструмента и c его вращением.

Фиксацию нагрузки и перемещения производят как при дискретном изменении нагрузки.(интервалом в единицу веса или единицу показаний прибора), так и при постоянном изменении нагрузки на долото.

Фиксацию производят как вручную (с замером отдельного перемещения при дискретном изменении нагрузки с постоянным шагом), так и в автоматическом режиме записью перемещений и нагрузки с датчиков измерения этих параметров. По полученным данным строят зависимость изменения перемещения бурильного инструмента от нагрузки на долото. Масштаб координаты нагрузки выбирают соответствующим масштабу длины части бурильного инструмента, участвующего в нагружении долота через вес единицы длины инструмента с учетом выталкивающей силы бурового раствора. Полученная длина соответствует удаленности рассматриваемой точки от забоя скважины. Положительное отклонение значения перемещения от среднего соответствует увеличению диаметра скважины на рассматриваемом удалении от забоя.

На фиг. 1 представлена схема нагружения долота в скважине, имеющей увеличение диаметра при: минимальной нагрузке на долото (а), нагрузке на долото, обеспечивающей потерю устойчивости инструмента до зоны увеличенного диаметра с соответствующим перемещением инструмента (б); потере устойчивости в начале зоны увеличения диаметра и его зависания (в); потере устой5 чивости инструмента по всей зоне увеличения диаметра с соответствующим перемещением на устьи (г); потере устойчивости выше зоны увеличенного диаметра (д); на фиг. 2 — зависимость изменения

10 перемещения колонны бурильных труб от нагрузки на долото без вращения инструмента (а), с проворотом (б) и фактическая кавернограмма в соответствующем масштабе на глубине 1930 м на скв. 51 Вост. Кол15 винской Нарьян-Марской НГРЭ ПГО

"Архангельскгеология"; на фиг. 3 — зависимость перемещения колонны бурильных труб от нагрузки на долото (а) и кавернограмма (б) на глубине 1990-2039 м; на фиг. 4

20.— зависимость перемещения колонны бурильных труб от нагрузки на долото (а) и кавернограмма (б) на глубине 2060 — 2096 м; на фиг. 5 — зависимость перемещения колонны бурильных труб от нагрузки на доло25 то (а) и кавернограмма (б) на глубине 2230 м;

На фиг. 1 обозначено: 1 — долото, 2— нижняя часть бурильного инструмента, используемая для нагружения долота (например, утяжеленные бурильные трубы), 3—

30 индикатор веса. 4 — индикатор перемещения инструмента.

Способ осуществляют следующим образом.

После приработки долота забою долото

35 1 отрывают от забоя, фиксируют вес инструмента и долото 1 подводят к забою. Такое . положение принимается за нулевое. Долото

1 нагружают на единицу веса по индикатору

3 с фиксацией перемещения по индикатору

40 4 перемещения (положение а)..Нагрузку увеличивают с принятым интервалом единицы веса на одно деление (положение б) с фиксированием перемещения по индикатору 4.

Нагрузку увеличивают еще на одно деление

45 по индикатору 3 с фиксацией перемещения по индикатору 4, когда часть 2 инструмента, потерявшего устойчивость, размещается в начале зоны увеличения диаметра (в). Значение перемещения больше предыдущего.

50 В положении r инструмент 2 размещается в зоне увеличенного диаметра полностью и перемещение по индикатору 4 близко пред-.

ыдущему при увеличении нагрузки на ту же величину. В положении д потерявший устой55 чивость инструмент 2 выходит за пределы зоны увеличенного диаметра с падением перемещения по индикатору4 притом же приращении нагрузки.

По полученным данным строятся зависимости, приведенные на фиг. 2а, б, фиг. За, 1716121 фиг. 4а и фиг. 5а. По отклонению перемещения инструмента от среднего значения определяют наличие зоны увеличенного диаметра скважины и его величину. Местоположение зон увеличенного диаметра 5 скважины относительно забоя определяют пересчетом нагрузки на долото на длину труб, создающих эту нагрузку.

Кавернограммы на фиг. 2г, 36, 46 и 56 с масштабом глубины, соответствующим мас- 10 штабу длины труб, участвующих в создании нагрузки на долото; служат подтверждением предлагаемого спосрба.

Физический смысл способа заключает-. ся в том, что большему размещению поте- 15 рявшего устойчивость инструмента в зоне ствола скважины увеличенного диаметра соответствует большее перемещение колонны бурильных труб, фиксируемое на устьи скважины.

Формула изобретения

Способ определения геометрической формы ствола глубокой скважины, включающий установление изменения. диаметра скважины и определение местоположения этого изменения относительно забоя, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения оперативности, сокращения времени простоя скважины и снижения трудоемкости путем проведения определения геометрической формы скважины в процессе бурения, периодически увеличивают. нагрузку на долото, измеряют перемещение колонны бурильных труб, а о геометрической форме ствола скважины судят по зависимости перемещения колонны бурильных труб от нагрузки на долото.

1716121

1716121

Фс

40 те

2 4 б

220

210

190 гт

0 20 40 00 ео 100

Фиг. 0

Составитель С.Синев, Техред M. Моргентал

Корректор Н.Король

Редактор М.Петрова

Производственно-издатев вски и комбинат "Патент", г. Ужгород, уа.Гагарина. 101

Заказ 594 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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