Способ исследования скважины в процессе бурения

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (504Е 21 В 47 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, "

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ ее выдержки без движения, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью возможности определения пластового давления, каждую выдержку колонны без движения проводят в течение одинакового времени на разных стационарных режимах работы буровых насосов, при этом измеряют давление в скважине на уровне проницаемого пласта.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности определения пластового давления за счет учета влияния открытого ствола скважины, измерение сил сопротивления при страгивании колонны проводят на двух различных уровнях ее расположения относительно проницаемого пласта, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2i) 37021 16/22-03 (22) 17.02,84 (46) 07.06.86. Бюл. N - 21 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро промысловой геофизики (72) С.Г.Фурсип и Б.JI.Àëåêñàíäðîâ (53) 622.24 1(088.8) (56) Патент Франции М 22 17522, кл. Е 21 В 45/00, опублик. 1972.

Шерстнев Н.М. и др. Предупреждение и ликвидация осложнений в бурении.

M. Недра, 1979, с. 44-49. (54) (57) 1. СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИНЫ В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ, включающий повторные замеры на уровне проницаемого пласта сил сопротивления при страгивании бурильной колонны после

„„SU„„1236097 А 1

1236097 равно

С =Клр

Сг Кг рг (1) (2) — P„„ );

HJIH G К, (Р, где лР, и лРг жения; усилие страгивания колонны после ее выдержки без движения при перепаде давления, соответственно лР и лР

С, и Сг

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для оперативного определения пластового давления в процессе бурения скважины.

Цель изобретения — возможность определения пластового давления, а также повышение точности определения пластового давления за счет учета влияния открытого ствола скважины.

Время вьдержки бурильной колонны без движения берут не менее 3-10 мин.

Повышение точности определения пластового давления путем учета влияния открытого ствола скважины может быть достигнуто за счет того, что при каждом стационарном режиме работы буровых насосов измерение сил сопротивления при страгивании колонны проводят на двух различных уровнях ее расположения относительно проницаемого пласта.

Интервал изменения уровня расположения колонны относительно проницаемого пласта берут 10-30 м.

В предлагаемом способе, в отличие от известного, измерение сил сопротивления при страгивании колонны (усилия страгивания) проводят при различном перепаде давления в системе скважина-пласт. При этом различные давления в скважине получают путем изменения стационарного режима работы насосов, например их производительности.

При прочих равных условиях усилие страгивания колонны на уровне проницаемого пласта прямо пропорционально передаче давления на этот пласт.

Исходя из этого для двух перепадов давления, имеют перепад давления, соответственно для первой и второй вьдержки колонны без двиР, и P — давление в скважине на уровне проницаемого пласта, соответственно при первой и

5 второй вьдержке колонны без движения;

P „ — пластовое давление, К, и К, — коэффициенты пропорциональности.

1О Коэффициенты К, и К, зависят от свойств lfIpoMblBo÷íîé жидкости и пласта, площади контакта труб с поверхностью пласта и продолжительности этого контакта. На разных вьдержках

15 колонны без. движения свойства жидкости и пласта и площади контакта, также как и в известном способе, не изменяются — процесс измерений достаточно кратковременен и проводится на одной и той же глубине. Продолжительность контакта на разных вьдержках колонны без движения в предлагаемом способе также не изменяется.

Поэтому по аналогии с известным спо25 собом имеют К, = К, . Тогда из уравнений (2) искомое пластовое давление р G2P, GP2 (3) пп С

Практика бурения показывает, что в большинстве случаев оставление колонны без движения в течение 3-10 мин на уровне проницаемого пласта дает достаточно большую величину усилий

35 страгивания с возможностью уверенного их измерения существующими средствами. С другой стороны указанное время неподвижного контакта труб со

40 стенками скважины не является аварийным даже в наиболее прихватоопасных интервалах разреза. Исходя из этого, время выдержки колонны без движения устанавливают не менее 3-10 мин.

11ри этом для повышения точности способа большие времена вьдержки берут для менее прихватоспособных, например низкопроницаемых пластов.

Наличие в открытом стволе нескольких проницаемых пластов снижает точ5Î ность определения пластового давления для данного пласта. В этом случае измеряемое усилие страгивания может быть обусловлено суммарным влиянием нескольких проницаемых пластов, что позволяет определить только среднее значение пластового давления в интервале залегания этих пластов.

Повышение точности определения плас!

236 товаго давления путем учета влияния открытого ствола достигают за счет того, что при каждом значении давления в скважине измерение усилия страгивания проводят при расположении нижнего конца колонны на двух глубинах относительно исследуемого проницаемого пласта. Для этого после измерения усилий страгивания С, и С, при перепаде давления соответственно

ЬР и лРг и давления в скважине Р и P на уровне данного пласта, например, при расположении нижнего конца колонны на глубине Н, бурильную колонну поднимают на 10-30 м вверх и на .этом новом уровне, например, при расположении нижнего конца колонны на глубине Нг, снова измеряют усилия страгивания С и G при перепаде

% давления также, соответственно hP, и дРг . При этом время выдержки колонны без движения для всех измерений берут одинаковым. Значения усилия страгивания, голученные на разных глубинах относительно данного пласта, связаны между собой соотнош ниями

Gq, +С;; (4)

30 и G„усилие страгивания для данного пласта в интервале подъема колонны (Н, -Н,) при перепаде давления соответственно

ЬР, иЬР

Сг где G„

Величина приращений усилия стра-! гивания G — G и С вЂ” С тем .боль- 4

1 1 г ше, чем больше изменения площади контакта колонны с поверхностью исследуемого пласта за счет подъема колонны. Для уверенного измерения этих приращений изменение площади контакта должно быть достаточно большим.

Практика бурения и расчет показывают, что для этого изменение площади контакта в большинстве случаев должно соответствовать интервалу подъема колонны Н, — Н, не менее 10 и. !!ри этом для менее прихватоспособных (низкопроницаемых) пластов интервал

Пластовое давление с учетом влияния открытого ствола скважины по отношениям (4) равно

40 (С вЂ” С )Е, — (С, - С„)Р (Сг Сг ) (G„Gi ) 097 4 подъема колонны увеличивают до величины 30 м, ограниченной сверху высотой буровой вьш1ки и конструкцией оборудования. С другой стороны, длина интервала подъема колонны (интервала исследования) в 10-30 м досeaточно мала, чтобы обеспечить необходимую частоту, а следовательно, и точность определения пластового давления по разрезу скважины. Например, определение и прогнозирование пластового давления с помощью промысловогеофизического метода и испытателей плас гов на трубах проводится не чаще, чем через 100-200 м углубления ствола скважины. усилие страгивания колонны и давление в скважине измеряют известными способами. При этом усилие страгивания измеряют по величине приращения нагрузки на крюке ("затяжки", "посадки ) при продольном перемещении колонны или по величине приращения крутящего момента на роторе при вращении колонны, Давление в скважине измеряют с помощью манометра или определяют расчетным путем.

Для осуществления предлагаемого способа не требуется специального спуска бурильных труб, он осуществляется в любой момент углубления или проработки скважины, приостанавливая процесс бурения на 20-40 мнн.

Более того, первая выдержка колонны без движения может быть приурочена к моменту наращивания бурильного инструмента (проведена при выключенных насосах), что дополнительно сокращает затраты времени.

Предлагаемый способ поясняется схемой расположения бурильной колонны в скважине.

В стволе скважины 1, заполненной утяжеленной промывочной жидкостью 2, расположена бурильная колонна 3 на уровне проницаемых пластов 4 и 5, имеющих глинистую корку 6. Нижний конец бурильной колонны находится на глубине 7 или 8.

Последовательность операций при осуществлении способа следующая.

В процессе углубления или проработки скважины в проектном режиме оставляют бурильную колонну 3 без движения на уровне проницаемого пласта

4, например, при расположении нижнего конца колонны на глубине 7. Выдерживают колонну без движения на

1236097

Составитель Н. Кривко

Техред Л.Сердюкова Корректор E.Ñèðoõìàí

Редактор M. Бланар

Заказ 3073/33

Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Г осударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4 первом стационарном режиме работы насосов с измерением давления в скважине P на уровне данного пласта и времени выдержки t, которое берут

ñ не менее 3-10 мин. После выдержки колонны беэ движения в течение времени t измеряют усилие страгивания колонны G„. Меняют стационарный режим работы насосов, например, путем 1р изменения их производительности и при расположении нижнего конца колонны на глубине 7 снова выдерживают ее беэ движения на втором стационарном режиме насосов с измерением давления в скважине Р на уровне исследуемого пласта и времени выдержки, которое берут равным времени t. После выдержки колонны без движения в течение времени t измеряют усилие страгивания колонны G . Пластовое давление определяют на основе прямой зависимости сил сопротивления при страгивании колонны от величины перепада давления на пласт по соотношению (3), 2

Повышение точности определения пластового давления путем учета влияния открытого ствола, например, проницаемого пласта 5, достигают следующим образом.

После измерения усилия страгивания поднимают бурильную колонну на 10—

30 м с расположением нижнего конца колонны, например, на глубине 8 ° Снова переходят на первый стационарный режим работы насосов и после выдерж35 ки колонны без движения в течение времени, равном t, измеряют усилие

\ страгивания С . Затем переходят на второй стационарный режим работы насосов при расположении нижнего конца колонны также на глубине 8 и после выдержки колонны без движения в течение времени, равном t измеряют ! усилие страгивания С . Пластовое давление в интервале глубины 7 и 8 с учетом влияния открытого ствола скважины (пласта 5) определяют по соотношению (5) .

Пример. Работу проводят в интервале залегания чокракских песчаников при расположении нижнего конца колонны на глубине 2700 и 2680 м соответственно. Время выдержки копонны беэ движения составляет шесть минут. Усилие страгивания измеряется с помощью датчика веса на крюке при перемещении колонны вверх по величине :затяжки . Давление в скважине в интервале 2680-2700 м определяют расчетным путем. Первый стационарный режим работы насосов характеризуется следующими величинами: Р, =- 37,2 MIIa, С = 5 и G, = 3 тс, а второй — P, = 39 MIIa, С, := 7 и G = 4 тс.

Величина пластового давления по соотношению (3) равна Р„„ =32,7 МПа, Величина пластового давления с учетом влияния открытого ствола скважины по соотношению (5) равна Р„„

33,6 MIIa.

Последнее значение пластового давления точнее согласуется с данными бурения и результатами других исследований.