Способ контроля водоотдачи промывочной жидкости

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и может быть использовано при автоматическом непрерывном контроле параметров буровых растворов в процессе разбуривания горных пород. При осуществлении способа при разбуривании продуктивного пласта с момента начала подхода к нему породоразрушающего инструмента в циркуляционной системе скважины одновременно и непрерывно осуществляют измерение влажности и плотности промывочной жидкости, по показаниям которых вычисляют текущее объемное содержание свободной воды в указанной жидкости по приведенной формуле, а водоотдачу определяют по мере углубления скважины по разности объемного содержания воды в промывочной жидкости на входе в разбуриваемый пласт и на выходе из него. Повышаются информативность и достоверность контроля, снижаются временные и трудовые затраты на проведение вспомогательных операций.

 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и может быть использовано при автоматическом непрерывном контроле параметров буровых растворов в процессе разбуривания горных пород.

Известен способ контроля водоотдачи промывочной жидкости с визуальным съемом показаний измерений в процессе бурения скважины, основанный на определении способного к проникновению в продуктивный пласт под влиянием перепада давлений объема свободной (химически не связанной с дисперстной фазой) воды из произвольно заданного объема исследуемой промывочной жидкости, изъятой из циркуляционной системы скважины. Сущность этого способа состоит в периодическом измерении объема свободной воды (фильтрата), удаленной из очередной исследуемой порции промывочной жидкости через бумажный фильтр отжатием с помощью грузопоршневой системы, создающей избыточное давление в течение выбранного промежутка времени. По изменению получаемых таким образом объемов фильтрата судят о скорости фильтрации свободной воды из промывочной жидкости в продуктивный пласт. Для осуществления этого способа используются широко известные в буровой практике приборы типа ВМ-6, позволяющие при перепаде давлений 0,1 МПа определять по линейной шкале объем свободной воды в см3, выделившейся из пробы промывочной жидкости за 30 мин через бумажный фильтр диаметром 75 мм [1, 2].

Указанный способ не обладает достаточной информативностью и достоверностью контроля, что приводит к вскрытию продуктивных пластов при параметрах промывочной жидкости, весьма далеких от оптимальных. Это объясняется тем, что моделирование контроля водоотдачи, осуществляемое путем отжатая объема фильтрата, зависит от конструктивных особенностей используемого прибора и в переносе на скважинные условия не отражает реальной способности промывочной жидкости к водоотдаче в процессе бурения. Это связано с зависимостью водоотдачи от таких факторов как состав промывочной жидкости, дисперсность твердых частиц, перепад давлений, температура, фильтрационное сопротивление пласта, скорость течения промывочной жидкости и др. При этом очевидно, что основным фактором, характеризующим способность промывочной жидкости к водоотдаче, является количество содержащейся в ней свободной воды, определение (выделение) которого рассматриваемым способом не обладает требуемой точностью. Периодичность осуществляемого контроля, связанная с ручным отбором промывочной жидкости из циркуляционной системы, снаряжением прибора бумажным фильтром и проведением вручную других вспомогательных технологических операций, приводит к потере ценнейшей информации о динамике, содержащейся в промывочной жидкости свободной воды, и, как следствие, к проблемам, связанным с принятием оперативных мер по эффективному управлению режимом бурения. При всем этом данный способ приводит к повышению трудоемкости осуществляемого контроля и к большим затратам времени на получение и документирование требуемой информации.

Известен также способ, отличающийся от вышеизложенного осуществлением контроля водоотдачи промывочной жидкости с автоматической регистрацией показаний измерений в процессе бурения [3]. Этот способ, реализуемый с помощью достаточно сложного в конструктивном исполнении измерительного комплекса типа РПГР-10, за исключением автоматической периодически осуществляемой регистрации и документирования результатов измерений имеет все недостатки, присущие рассмотренному выше способу.

Наиболее близким к предлагаемому является способ контроля водоотдачи промывочной жидкости с автоматической регистрацией показаний измерений в процессе бурения скважины, основанный на определении скорости фильтрации свободной воды из промывочной жидкости в продуктивный пласт.

Изобретением решается задача повышения информативности и достоверности контроля водоотдачи промывочной жидкости, а также снижение трудоемкости и уменьшение затрат времени на проведение вспомогательных технологических операций, связанных с процессом измерений.

Для достижения названного технического результата в предлагаемом способе контроля водоотдачи промывочной жидкости с автоматической регистрацией показаний измерений в процессе бурения скважины, основанном на определении скорости фильтрации свободной воды из промывочной жидкости в продуктивный пласт, при разбуривании продуктивного пласта с момента начала подхода к нему породоразрушающего инструмента в циркуляционной системе скважины одновременно и непрерывно осуществляют измерение влажности и плотности промывочной жидкости, по показаниям которых вычисляют текущее объемное содержание свободной воды в указанной жидкости по формуле

V В = 0 ,01 η ρ П ρ В V П ( 1 ) ,

где η - влажность промывочной жидкости;

ρП, ρВ - соответственно плотность промывочной жидкости и воды;

VП - произвольно заданный объем промывочной жидкости,

а водоотдачу определяют по мере углубления скважины по разности объемного содержания свободной воды в промывочной жидкости на входе в разбуриваемый продуктивный пласт и на выходе из него.

Отличительными признаками предлагаемого способа контроля водоотдачи промывочной жидкости с автоматической регистрацией показаний измерений в процессе бурения скважины, основанного на определении скорости фильтрации свободной воды из промывочной жидкости в продуктивный пласт, от указанного выше наиболее близкого к нему являются: одновременное и непрерывное измерение влажности и плотности промывочной жидкости в циркуляционной системе скважины при разбуривании продуктивного пласта с момента начала подхода к нему породоразрушающего инструмента; вычисление по формуле (1) по показаниям влагомера и плотномера текущего объемного содержания свободной воды в циркулирующей промывочной жидкости; определение водоотдачи по мере углубления скважины по разности объемного содержания свободной воды в промывочной жидкости на входе в разбуриваемый продуктивный пласт и на выходе из него.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

Перед проведением буровых работ обычно в приемной емкости буровых насосов или в отводной трубе сито-гидроциклонной установки, являющихся неотъемлемыми составными частями циркуляционной системы скважины, устанавливают измерительный комплекс, включающий в себя датчики влажности и плотности промывочной жидкости, находящейся в циркуляционной системе. Применительно к месту размещения измерительного комплекса он может быть выполнен проточным либо погружным, а используемые датчики могут быть основаны на различных известных методах измерений влажности и плотности растворов. В зависимости от решаемых технологических задач и конструктивных особенностей буровой установки могут определены в отличие от вышеупомянутых и другие места размещения измерительного комплекса. Учитывая, что при этом сущность предлагаемого способа не изменяется, рассмотрим его техническую реализацию на примере установки измерительного комплекса с датчиками влажности и плотности в отводной трубе гидроциклона [3].

В процессе бурения скважины при течении промывочной жидкости в циркуляционной системе датчики измерительного комплекса одновременно и непрерывно осуществляют измерения влажности и плотности указанной жидкости, определяемые выражениями:

где η - влажность промывочной жидкости, %;

mП, mВ - соответственно масса произвольно заданного объема промывочной жидкости и масса свободной воды, содержащейся в указанном объеме этой жидкости;

ρП - плотность промывочной жидкости;

VП - произвольно заданный объем промывочной жидкости.

Показания влажности и плотности промывочной жидкости в виде сигналов датчиков, связанных выражениями (2) и (3), поступают в микропроцессорный блок обработки (или компьютер), в котором происходит вычисление массового содержания свободной воды в соответствии с формулой

далее, с учетом выражения mВВ VВ (где ρВ и VВ - соответственно плотность и объемное содержание свободной воды в произвольно заданном объеме промывочной жидкости) показания измерений, определяемые формулой (4) приводятся к виду (1), более удобному для пользователя. Показания плотности ρП и объемной доли свободной воды VВ, содержащейся в произвольно заданном объеме промывочной жидкости, приведенном, например, к значению VП=1 см3, выводятся на принтер и индикаторное табло.

Получаемая таким образом информация позволяет в реальном масштабе времени наряду с другими контролируемыми параметрами судить о качестве циркулирующей промывочной жидкости. При разбуривании проницаемого объекта и, прежде всего, продуктивного пласта с начала момента подхода к нему породоразрушающего инструмента (долота) особо важное значение приобретает информация о водоотдаче промывочной жидкости. Для получения этой информации перед входом долота в кровлю продуктивного пласта фиксируют (запоминают) вычисленное до этого объемное содержание свободной воды в промывочной жидкости. После же вхождения долота в продуктивный пласт вплоть до выхода из него продолжают определять текущее объемное содержание свободной воды и по мере углубления скважины в соответствии с приведенным ниже выражением определяют водоотдачу промывочной жидкости:

где V В вх - объемное содержание свободной воды в промывочной жидкости на входе в разбуриваемый продуктивный пласт;

V В вых - текущее объемное содержание в промывочной жидкости на выходе из разбуриваемого продуктивного пласта.

Если учесть, что в процессе бурения на устье скважины с помощью сито-гидроциклонной установки происходит очищение промывочной жидкости от обломков выбуренной породы и песка, а изменение объемного содержания свободной воды в указанной жидкости может происходить лишь при ее подъеме к устью в интервале глубин «забой скважины - башмак обсадной колонны» в кольцевом пространстве между бурильной колонной и стенками ранее вскрытых бурением пород, обладающих практически неизменными характеристиками, то становится ясным, что алгоритм (5) можно признать обеспечивающим вполне достоверный контроль водоотдачи промывочной жидкости при разбуривании продуктивного пласта. При этом следует отметить, что рассмотренный выше способ не исключает возможности исследования скважины вне зависимости от привязки к продуктивному пласту. Контроль водоотдачи промывочной жидкости в соответствии с алгоритмом (5) может также осуществляться путем пошаговой фиксации в процессе бурения ряда верхних (входных) и нижних (выходных) значений объемного содержания свободной воды как через равные, так и определяемые проходкой на долото интервалы времени Δt. При этом скорость водоотдачи промывочной жидкости будет определяться отношением ΔVВ/Δt, а изменение его знака на противоположный будет свидетельствовать о притоке пластовой воды.

Предлагаемый способ контроля водоотдачи промывочной жидкости позволит с привлечением непрерывно регистрируемых показаний плотности ρП и объемного содержания свободной воды VВ отслеживать динамику состава используемой в процессе бурения промывочной жидкости, а с получением значений мгновенной водоотдачи оперативно решать задачи безаварийного управления режимом бурения при высоком качестве вскрытия проницаемых горизонтов.

Источники информации

1. Середа Н.Г., Соловьев Е.М. Бурение нефтяных и газовых скважин. - М.: «Недра», 1974, 456 с, с. 142-143.

2. «Методика контроля параметров буровых растворов». РД 39-00147001-773-2004, п. 3.4,

3. Справочник бурового мастера. П.Т. Птичкин, В.Л. Прокшиц. Издательство «Недра», 1968, 477 с, с. 356-358, с. 366.

Способ контроля водоотдачи промывочной жидкости с автоматической регистрацией показаний измерений в процессе бурения скважины, основанный на определении скорости фильтрации свободной воды из промывочной жидкости в продуктивный пласт, отличающийся тем, что при разбуривании продуктивного пласта с момента начала подхода к нему породоразрушающего инструмента в циркуляционной системе скважины одновременно и непрерывно осуществляют измерение влажности и плотности промывочной жидкости, по показаниям которых вычисляют текущее объемное содержание свободной воды в указанной жидкости по формуле

где η - влажность промывочной жидкости;
ρП, ρВ - соответственно плотность промывочной жидкости и воды;
VП - произвольно заданный объем промывочной жидкости,
а водоотдачу определяют по мере углубления скважины по разности объемного содержания свободной воды в промывочной жидкости на входе в разбуриваемый продуктивный пласт и на выходе из него.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли промышленности, а именно к области технического обустройства нефтедобычи, и может быть использовано для обеспечения необходимых условий оперативного определения содержания основных фаз и компонентов в нефтегазовом флюиде, поступающем из скважины, при поточных измерениях количества и показателей качества.

Изобретение относится к области исследования состава и свойств многокомпонентных углеводородных систем в процессе разработки нефтегазоконденсатных месторождений методами ИК-спектрометрии.

Изобретение относится к способу бурения ствола скважины. Способ включает бурение ствола скважины посредством непрерывной бурильной колонны насосно-компрессорных труб, измерение по меньшей мере одного параметра посредством оптического волновода в бурильной колонне, причем измерение включает в себя этап, на котором определяют оптическое обратное рассеяние вдоль оптического волновода, и регулирование штуцера, тем самым вызывая приток флюида в ствол скважины или потерю флюида из ствола скважины, при этом измерение по меньшей мере одного параметра дополнительно включает в себя этап, на котором определяют приток или потерю флюида.

Изобретение относится к эксплуатации нефтедобывающих скважин с помощью глубинно-насосного оборудования и может использоваться в нефтедобывающей промышленности.

Предложены способ и инструментальный узел для контроля положения рабочего инструмента в стволе скважины. Техническим результатом является повышение точности позиционирования рабочего инструмента в скважине.

Изобретение относится к средствам питания скважинной аппаратуры. Техническим результатом является повышение надежности и ресурса работы устройства, а также упрощение конструкции и его эксплуатации.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к области эксплуатации и ремонта скважин и изоляции притока пластовых вод в горизонтальные скважины.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для определения динамического или статического уровня жидкости в нефтедобывающей или водозаборной скважинах.

Группа изобретений относится к нефтегазовой промышленности и предназначено для теплового воздействия на призабойную зону, снижения вязкости скважинной жидкости перед приемом погружного насоса и для предупреждения образования асфальтено-парафино-гидратных отложений.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при расчетах технологических процессов, происходящих в наклонно-направленных скважинах.

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей отрасли, в частности к оборудованию и действиям, связанным с буровой скважиной. Способ включает сравнение измеренного значения давления в напорной линии с требуемым значением давления в напорной линии и автоматическое управление дросселем в зависимости от результатов этого сравнения, в результате чего уменьшается значение разности между указанным измеренным значением давления в напорной линии и указанным требуемым значением давления в напорной линии.

Группа изобретений относится к области бурения, а именно к буровым установкам. Буровая установка, согласно одному из вариантов выполнения, содержит буровое долото; первичный привод; систему насосов, функционально связанную с первичным приводом; компрессор; гидравлическую муфту, связанную с первичным приводом и компрессором, причем в конструкции компрессора присутствует техническая возможность неограниченной и ограниченной подачи воздуха в ответ на соответствующее положение муфты во включенном и разъединенном положениях.

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения параметров закачиваемой в скважину жидкости. Система включает расходомер электромагнитный, который снабжен контроллером, составляющим основу первого измерительного модуля, плотномер вибрационный, снабженный контроллером, составляющий основу второго измерительного модуля.

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена для регулирования потока флюида в скважине. Способ включает обеспечение гидравлического диода в канале гидравлического сообщения со скважиной и перемещение флюида через гидравлический диод.

Изобретение относится к области бурения и эксплуатации скважин, в частности к способам очистки наклонных и горизонтальных скважин. Создают циркуляцию бурового раствора прокачиванием его через бурильную колонну с переводником, установленным в начале горизонтального участка и содержащим полый корпус с радиальными каналами, выполненными в корпусе под углом 30-60° к его оси.

Изобретение относится к области бурения скважин, в частности к способам контроля давления в скважине. Способ включает уменьшение подачи бурового раствора насосом, сообщенным с бурильной колонной в скважине, обеспечение вытекания текучей среды из скважины в первый вспомогательный трубопровод, соединенный с водоотделяющей колонной, перекрытие уплотнения вокруг бурильной колонны, прокачку текучей среды вниз по второму вспомогательному трубопроводу со скоростью, выбранной для поддержания определенного давления в скважине, остановку потока бурового раствора через бурильную колонну.

Изобретение относится к области бурения скважин через подземные пласты, содержащие ограниченный объем углеводородов. Способ включает определение поступления углеводородов в ствол скважины, определение уменьшения скорости поступления углеводорода, переключение регулирования выпуска из ствола скважины для поддержания выбранного давления в стволе скважины на регулирование скорости выпуска флюида из ствола скважины для обеспечения его постоянной скорости, если она уменьшается, возврат регулирования выпуска из ствола скважины для поддержания выбранного давления, когда поступление углеводорода в ствол скважины находится на приемлемом уровне.

Группа изобретений относится к области добычи полезных ископаемых из подземных месторождений, в частности касается способа обеспечения доступа к подземному угольному пласту.

Изобретение относится к области бурения и, в частности, к технологическому оснащению для усовершенствованного вычисления задержки. Способ расчета количества осыпи в открытом стволе буровой скважины содержит вычисление фактической задержки для скважины посредством выявления заданного компонента атмосферного воздуха в буровой жидкости. Вычисление содержит выявление события наращивания, выявление изменения в количестве заданного компонента атмосферного воздуха в буровой жидкости, соответствующее событию наращивания, определение первого значения ходов бурового насоса при окончании события наращивания. Определение второго значения ходов бурового насоса при возникновении изменения в количестве заданного компонента атмосферного воздуха в буровой жидкости, соответствующее событию наращивания. Определение третьего значения обратных ходов бурового насоса и вычисление фактической задержки посредством вычитания второго значения и третьего значения из первого значения. Вычисление с помощью системы газового анализатора теоретической задержки для скважины. Вычисление с помощью системы газового анализатора количества осыпи посредством сравнения фактической задержки и теоретической задержки. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и может быть использовано при автоматическом непрерывном контроле параметров буровых растворов в процессе разбуривания горных пород. При осуществлении способа при разбуривании продуктивного пласта с момента начала подхода к нему породоразрушающего инструмента в циркуляционной системе скважины одновременно и непрерывно осуществляют измерение влажности и плотности промывочной жидкости, по показаниям которых вычисляют текущее объемное содержание свободной воды в указанной жидкости по приведенной формуле, а водоотдачу определяют по мере углубления скважины по разности объемного содержания воды в промывочной жидкости на входе в разбуриваемый пласт и на выходе из него. Повышаются информативность и достоверность контроля, снижаются временные и трудовые затраты на проведение вспомогательных операций.

Наверх