Способ определения параметров газовой пачки в кольцевом пространстве бурящейся скважины

 

Использование: в области бурения нефтяных и газовых скважин, для определения объема и глубины газовой пачки в процессе ее подъема к устью скважины. Сущность изобретения: измеряют амплитуды колебаний давления на выходе буровых насосов и определяют момент поступления газа в скважину по началу уменьшения амплитуды колебаний давления, измеряют глубину скважины, определяют действительное усредненное значение давления на выходе буровых л асосов и интервал времени между моментом поступления газа в скважину и моментом понижения усредненного значения до заданной величины и вычисляют объем и глубину газовой пачки.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ся>л Е 21 В 47/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

2 4ЛРН

V= — чЛС+

+ il, 1 + АVÐ . + Ач гТ0-d Р 22D2d) воя гСО -dP — vent ., f );

hP з. + г (в= б) К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4776188/03 (22) 29.12.89

- (46) 28.02;93, Бюл, ¹ 8 . (71) Апрелевское отделение Всесоюзного научно-исследовательского геологоразве- дочного йефтяного института (72) Н.В.Степанов (56) Авторское свидетельство СССР

N -1155730, кл. Е 21 В.47/00, 1983, Авторское свидетельство СССР № 1209836, кл. Е 21 В 47/00, 1984, . (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ГАЗОВОЙ ПАЧКИ В КОЛЬЦЕВОМ ПРОСТРАНСТВЕ БУРЯЩЕЙСЯ СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин.и может быть использовано для определения объема и глубины газовой пачки в процессе ее подь-. ема к устью скважины.

Целью изобретения является получение количественной. информации о параметрах

" газовой пачки в скважине.

Сущность способа заключается в следующем. При подъеме газовой пачки происходит понижение усредненной составляющей

„„5U„, 1798489 А1

2 (57) Использование: в областй бурейия нефтяных и газовых:скважин, для определения объема и глубины газовой пачки в процессе ее подъема к устью скважины. Сущность изобретения, "измеряют амплитуды колебаний давленйя на выходе буровых насосов и определяют момент поступления газа в скважину rio началу уменьшения амплитуды колебаний давления, измеряют глубину скважины, . определяют действительное усредненйое значение давления на выходе буровых;насосов и интервал времени между моментом поступления газа в скважину и моментом понижения усредненного значе:ния до заданной величины и вычисляют объем и глубину газовой пачки. давление на выкиде буровых насосов, происходящее вследствие нарушения баланса между гидростатическим давлением в бурильных трубах и кольцевом пространстве, а также снижения гидравлического сопротивления бурового раствора по мере подьема и расширения газовой пачки, Измеряя глубину скважины, действительное усредненное значение давления на выходе буровых насосов и интервал времени между моментом понижения усредненного значения давления до заданной величины, определяют объем и глубину газовой пачки из соотношений

1798489

V AP

h = Н - 2 — — v At + -- — ------ —-Л ч

2ТΠ— dg (M) Параметры, входящие в соотношение и необходимые для расчета объема газа в скважине и глубины ее нахождения: диаметр скважины О, диаметр бурильной колонны d, а также площадь сечения S u скорость движения бурового раствора ч в кольцевом пространстве скважины. извегде V — объем газовой пачки, м; з, з, h — глубина газовой пачки, м;

S — площадь сечения кольцевого пространства скважины, определенная заранее, м; ч — скорость движения бурового раствора в кольцевом пространстве, м/с;

A t — интервал времени между моментом поступления газа в скважину и моментом снижения усредненного значения давления до заданной величины, с;

A P — заданная величина снижения усредненной составляющей давления, Па; з, p — плотность бурового раствора, кг/м; д — ускорение силы тяжести, м/с;

2, Л- безразмерный коэффициент гидравлических сопротивлений, D — диаметр скважины, м;

d — внешний диаметр бурильной колонны, м;

Н вЂ” глубина скважины, замеренная в момент поступления газа, м.

В данном способе производят следующие операции. B процессе бурения сква>кины непрерывно измеряют амплитуду колебаний давления на выкиде буровых насосов. При вскрытии газоносного пласта и поступлении газа в скважину происходит уменьшение амплитуды колебаний, В этот момент начинают отсчет времени и измеряют глубину скважины. Поступление газа в скважину можно также определить геофизическими и другими методами.

С момента поступления газа в скважину измеряют усредненную составляющую давления на выкиде буровых насосов и при ее уменьшении на заданную величину AÐ прекращают отсчет времени, получая его интервал At. Величина A Р, с одной стороны, не должна быть слишком велика, чтобы длительность измеряемого интервала времени At позволила, в случае необходимости, закрыть превентор, а, с другой стороны, должна быть не меньше порога чувствительности датчика давления. стны заранее, а плотность бурового раствора р в кольцевом пространстве за измеряемый интервал времени Л 1 не меняется, Пример, Бурение скважины ведется долотом О = 0,203 м и бурильными трубами d

= 0,127 м, S = 0,0195 м . Скорость движения бурового раствора ч =- 1,54 мlс, его плотность р = 1010 кг/м, Задаем величину снижения усредненной величины давления на выкиде буровых насосов равной A P =- 4 х 10 Па, 5

При вскрытии газонасосного пласта на глубине Н = 1725 м произошло поступление газа в скважину, зарегистрированное на поверхности по падению амплитуды колебаний бурового раствора, а через Л t = 720 с произошло уменьшение усредненной составляющей давления на выкиде насосов на заданную величину, 20 Используя приведеннь!е соотношения, находим, что объем газовой пачки V = 1 м, з а верхняя граница находится на глубине h = .-510 м. Исходный обьем газа, поступивший на забой Vo = 0,3 м, з

В рамках предлагаемого способа при известном температурном градиенте горных пород можно также учесть изменение температуры по глубине и сверхсжимаемость газа. Однако, как показали проведенные расчеты, возникающие погрешности невелики и сравнимы с погрешностью определения других параметров: средней скорости v б5у р оoв оoг о o рpа с тTв оoр а, глубины Н, плотности р бурового раствора и коэффи,...,. Л.

Формула изобретения

Способ определения параметров газо- вой пачки в кольцевом пространстве бурящейся скважины, включающий измерение

40 амплитуды колебаний давления на выходе буровых насосов и определение момента поступления газа в скважину по началу уменьшения амплитуды колебаний давления, отличающийся тем, что, с целью

45 получения количественной информации о параметрах газовой пачки в скважине, задают усредненное значение давления на выхо-, де насосов в момент начала поступления газа в скважину, измеряют ее глубину, определяют действительное усредненное значение давления на выходе буровых насосов и интервал времени между моментом поступления газа в скважину и моментом понижения усредненного значения давления до заданной величины, при этом объем V и глубину h газовой пачки определяют из соотношений

1798489

vÃ

5 р г ЛР 2

V= — vht+---- — —— D — б) 4Л Р

4ЛРH л v ð рц+

2 (D — d) мз, ЛЧ2

2 (Π— д) h=H-2 — — vht+

Ч hP

S (м)

Р 9+ тр — д

Составитель Н.Степанов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор H.Ревская

Редактор З,Ходакова

Заказ 758 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 где $ — площадь сечения кольцевого пространства скважины, определенная заранее, м; ч — скорость движения бурового раствора в кольцевом пространстве скважины, м/с;

h t — интервал времени между моментом поступления газа в скважину и моментом понижения усредненного значения давления до заданной величины, с;

Л P — заданная величина снижения усредненного давления, Па;

5 р- плотность бурового раствора, кг!м; з, р — ускорение силы тяжести, м/с;

2.

Л вЂ” безразмерный коэффициент гидравлических сопротивлений;

0 — диаметр скважины. м:

10 d — внешний диаметр бурильной колонны,м;

Н вЂ” глубина скважины, измеренная в момент поступления газа, м,