Влияние дифференциального давления на буримость горных пород (на примере нефтяных и газовых месторождений Азербайджана и Туркмении)

• Автор: Бабаян, Рудик Левонович
• Шифр специальности: 05.15.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 199 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ОЦЕНКЕ ВЛИЯНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ И ПРОМЫВКИ СКВАЖИН НА БУРИМОСТЬ И СТОЙКОСТЬ ШАРОШЕЧНЫХ ДОЛОТ
1.1. Влияние дифференциального давления на процесс разрушения забоя глубоких скважин и стойкость шарошечных долот

1.2. Гидравлическая программа промывки глубоких

скважин

2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ

2.1. Общие положения

2.2. Промысловые исследования.

2.3. Определение оптимального количества экспериментов

и выбор модели

3. ПРОМЫСЛОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.
3.1. Исследования по выбору параметра оценки эффективности гидравлической программы промывки скважин . .
3.2. Исследование влияния гидравлической мощности,реализуемой на долоте, на буримо с ть.
3.3. Исследование вопросов подведения к забою максимума гидравлической модности при проводке глубоких скважин
3.4. Исследование влияния частоты вращения и осевой нагрузки на механическую скорость проходки
3.5. Исследование влияния регулируемых параметров на стойкость шарошечных долот .
4. ВЫБОР И ПРОВЕРКА МОДЕЛИ ПРОЦЕССА УГЛУБЛЕНИЯ ЗАБОЯ . . .
4.1. Определение зависимости механической скорости проходки от регулируемых параметров с учетом влияния гидравлической мощности,реализуемой
на долоте и дифференциального давления.
4.2. Выбор модели процесса износа опор долота. юб
4.3. Определение достаточного числа уровней варьирования для определения параметрических коэффициентов и проверка модели
5. ОПТИМИЗАЦИЯ РЕШИ. БУРЕНИЯ
5.1. Методика определения коэффициентов базовых зависимостей
5.2. Оптимизация процесса углубления забоя.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ. 0,
ЛИТЕРАТУРА


С ростом дифференциального давления до значений 3,5 Ша механическая скорость проходки снижается вдвое, относительно буримости пород при Р Зиф = -3,5 Ша. Дальнейшее увеличение Райф до Ша согласно [ б] приводит лишь к незначительному уменьшению У м . Автор объясняет это явление тем, что после увеличения силы прижатия до определенной величины, соответствующей пороговому значению Рзиф , возможности технологических средств и технологии бурения уже не в состоянии существенно изменить условия процесса разрушения и очистки. В этом случае, изменение свойств бурового раствора,нагрузки и частоты вращения долота не приводят к существенному увеличению Ум ,так как из-за ухудшения условий удаления выбуренных частиц на забое образуется шламовая подушка. Р.М. Рис. Влияние дифференциального давления на механическую скорость проходки. Наличие порогового дифференциального давления,превышение которого приводит к стабилизации Ум »отмечалось и в [4,6,]. Д.М. Видрин и Е. М.Бенит [б] приводят данные исследований при бурении 8 скваяин на юге Луизианы. Эксперименты проводились в непроницаемых породах (глинах) на глубинах . Гидростатическое давление изменялось от до МПа, поровое от до МПа, дифференциальное давление, с учетом потерь давления в затрубном пространстве ( Ркп), изменялось от +,3 до -6,4 МПа, т. И ниже Рп<ф . Было установлено, что Ум ( Раиф ) могут быть апроксимиро-ваны функциями от экспоненциальной до линейной, в зависимости от осевой нагрузки, гидравлической мощности, реализуемой на забое и механической прочности пород. При этом величины порогового давления изменялись от 3 до МПа, что по мнению авторов объясняется влиянием гидравлической мощности, реализуемой на долоте, т. Р Зол ) и расхода бурового раствора. Несмотря на то, что значения порогового давления варьировали в больших пределах, было также подтверждено наличие таких дифференциальных давлений, при превышении которых влияние режимных параметров практически не сказывается на V м . Лабораторные и промысловые исследования [ 4,5,] показали, что по мере увеличения Р Зиф (свыше 3,5 МПа) в сланцевых и песчанистых породах показатель степени при б в зависимости /м(&,п) постоянно снижается и стремится к нулю. Наличие порогового дифференциального давления было установлено и Ф. И.Железняковым []. Рэиф I. МПа и на Ромашкинском месторождении в Татарии при изменении Рзиф от 0,7 до 2,7 МПа. В качестве цромы-вочной жидкости использовалась вода. Анализ данных исследований показал, что при увеличении дифференциального давления от I до 4,2 МПа механическая скорость проходки в слабосцементироваяных песчано-глинистых разностях альбского яруса снизилась со 9 до м/ч, т. В условиях Ромашкинского месторождения при бурении в твердых известняках, с увеличением Р Эиф в системе "скважина-пласт" от 0,5 до 2,6 МПа механическая скорость проходки снижается от 9, до 2, м/ч, т. Рзиф =4 МПа становится минимальной, независимо от разбуриваемой породы. Указанное явление автор объясняет тем, что при бурении в условиях большого перепада в системе "скважина-пласт" частицы выбуренной породы заново консолидируются. Силы сцепления между ними достаточно велики, в результате чего на забое образуется плотная псев-допластическая штукатурка, что не позволяет управлять скоростью проходки. При низком Р зцф> механизм разрушения и темп углубления забоя скважины определяются прочностью пород, поскольку шлам может быть легко удален с забоя под действием гидравлической струи бурового раствора. Выводы Ф. И.Железнякова согласуются с выводами [б]в том, что пороговые значения РЭиф зависят от гидравлической мощности, реализуемой на забое. На наш взгляд, такая трактовка порогового давления как функции не только природных условий, но и режимных параметров методически неверна. С точки зрения организации процесса углубления забоя следует определить пороговое давление, как дифференциальное давление, после превышения которого чувствительность Ум к изменению режимных параметров, в том числе и гидравлической мощности, в любом их сочетании практически не сказывается на буримости.