Совершенствование методики оптимизации параметров режима бурения скважин трехшарошечными долотами

• Автор: Беркунов, Владимир Сергеевич
• Шифр специальности: 05.15.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 133 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. КРАТКИЙ АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ БУРЕНИЯ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1 .Модель оптимизации режимов бурения
1.2.Обзор исследований закономерностей износа долота
1.3.Оценка способов контроля износа долота
1.4 .Цель и основные задачи дальнейших исследований
2. ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАБОТЫ ДОЛОТА НА ЗАБОЕ
2.1.Нестационарная задача. Изменение механической скорости проходки во времени
2.2.Начальная механическая скорость проходки 27 2.3.Оптимальное время бурения для достижения максимума
рейсовой скорости проходки
2.4.Оптимальные нагрузка и частота вращения долота для
достижения максимальной рейсовой скорости
2.5.Стационарная задача. Осреднение механической скорости проходки в течение периода работы долота
2.6.Уравнение износа долота
2.7.Совершенствование сбора данных для учета отработки
и износа трехшарошечных долот
2.8.Выбор расхода промывочной жидкости
3. ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ РОТОРНОГО БУРЕНИЯ 55 3.1.Оптимизация режимов бурения по критерию максимума
рейсовой скорости
3.2.Оптимизация режимов бурения по критерию минимума
стоимости метра проходки

3.3.Определение адаптационных коэффициентов в уравнении механической скорости проходки
3.4.Тестовый расчет при роторном способе бурения
4. ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ ТУРБИННОГО БУРЕНИЯ
4.1.Постановка задачи и ее решение по критерию стоимости метра проходки
4.2.Тестовый расчет оптимальной нагрузки на долото при турбинном бурении
5. ОПТИМАЛЬНЫЕ РЕЖИМЫ БУРЕНИЯ ВИНТОВЫМИ
ЗАБОЙНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ
5.1.Проектирование гидравлической программы промывки скважины с помощью ВЗД
5.2.Промысловая методика определения параметров режима бурения ВЗД по давлению жидкости в стояке
5.3.Оптимизационная задача бурения с ВЗД
5.4.Тестовый расчет оптимальной нагрузки на долото при бурении с помощью ВЗД
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Среди технологических задач бурения проблему оптимизации работы долота на забое можно считать одной из наиболее актуальных, поскольку выбор лучшего типа долота и оптимальных параметров режима бурения скважин на площади являются важнейшими путями повышения технико-экономических показателей без привлечения дополнительных капиталовложений. С помощью определения рационального типа долота и оптимального режима бурения, по данным отечественных и зарубежных исследователей [13,61 и др.], общее время бурения и стоимость скважины могут быть снижены в 1,5-2 раза. Например, на пяти морских наклонных скважинах, где производилась оптимизация бурения, уменьшение общих затрат составило 31,3%, суточная проходка возросла на 45,2%. В скважинах глубиной 4000-4500 м проходка за рейс повысилась с 240 до 360-370 м, затраты на 1 м проходки сократились с 274 до 169-211 долл. [78].
Библиография из многочисленных публикаций, содержащая не менее 1000 работ по отдельным аспектам проблемы работы долота, свидетельствует о большом внимании к ней. Вместе с тем, имеющиеся в отечественной и зарубежной литературе открытые работы по оптимизации процесса углубления забоя носят фрагментарный характер. Комплексные методики и программы оптимизации режимных параметров видимо, являются конфиденциальной собственностью таких фирм, как Амако, Бритиш петролеум, Рид Тул и т.д., так как сотрудники этих фирм используют результаты расчетов по программам на практике, не имея доступа к ним. В настоящее время выбор лучших типов долот и режимов бурения производят в два этапа:
1) на стадии составления технологического проекта с помощью статистической информации накопленной при строительстве предшествующих скважин в аналогичных геолого-технических условиях выбирают лучшие типы долот и рассчитывают оптимальные режимы, которые отражаются в геолого-

[у‘-° -Ф,г(1-vj-
Фі (2 - n)
При t=ton проходку Н подставим в формулу (2.3.6)
(2.3.9)
[von -ФПопО-п)]1-“

t +т
иОП СП
kn-9iton(l-n)b -vg n Фі (2-n)

t + T
lon T 1 СП
vo П ~ФіУп Q-n) Фі(2-п)

Фі(2-п)кп-Фі10П (l-n)]1-"
-(ton +ТСП )ф1(2-п)=УП-ф11оп(1-п)-У nkn -Фі10п(і-п)] 1-n; -(ton +Тсп)фі(2-п)
, 1-n
ФПОП (l-n)-Vg

f _, 1—n Л
.1-n
v V1_n ;
V o У

-ФПопО-п)-

(ton +ТСп)фі(2-п)

" Ф11 on (t_n)—Vq "V0

Фіton (t— n)
.1-n

"(ton +ТСП )фі (2-n) = -Vі- -91ton(l-n)-v1-

Фі1оп(і-п)
.1-n

(2.3.10)
Таким образом, нами на основании анализа на экстремум решения нестационарного уравнения буримости впервые получено трансцендентное выражение (2.3.10), из которого можно определить в общем случае при п > 0 оптимальное время ton в момент достижения максимальной рейсовой скорости Vp.
При п-»1 обобщенное выражение (2.3.10) превращается в известную частную формулу для оптимального времени бурения [11,13,14 и др.].