Способ бурения пород различной проницаемости в глубоких скважинах
Изобретение относится к бурению глубоких скважин, в частности к способам бурения скважин, слагаемых породами различной проницаемости. Цель - повышение эффективности бурения за счет снижения трудозатрат на безэффективное изменение плотности бурового раствора (БР). При осуществлении способа бурения пород различной проницаемости в глубоких скважинах определяют пластовое давление, в зависимости от которого выбирают БР. Устанавливают плотность БР для создания перепада давления в системе скважина - пласт с его контролем в ходе бурения. Плотность БР поддерживают при естественном ее увеличении за счет обогащения БР частицами выбуренной породы путем снижения до заданного уровня и определяют текущее значение механической скорости бурения. Дополнительно контролируют соотношение текущего значения перепада давления и механической скорости бурения по заданной формуле, дифференциальное давление снижают. По достижении текущего значения перепада давления величины, определяемой по заданной формуле, при бурении высокопроницаемых горных пород в контакте с глинистым БР дифференциальное давление повышают. 9 ил.
СО)ОЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU„„1613570 д 1 (51)5 Е 21 В 21,< ()8
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
С 3
СР
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4252090/24-03 (22 j 27. 05>. 87 (46) (5. (2 90. Бюл. № 46 (75) С. В. Синев (53) 622.241.248(088.8) (56) Колесников Н. A. Влияние лифферен;(иального и угнетающего давления на разрушение горных порол. Обзорная информация. ((р.. Бурение». Вы и. 5. М., ВНИ ИО.- >Н Г, 1986 (Едины(технические правила ВеЛения ра6>от при строительсTB(. oкважин и; нефтяных, га ионы.х It га»оконлен«(ETHI>lx честорожлениях. М . 19Ю. с. 67. (54) С((O(.Or) БУРЕНИЯ 1(ОРОД РЛЗ„<1И(1НОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ В Г, 1УБ()КИХ
СКВЛЖИНЛХ (57) И»обретение отн<>сится к 6v реник) глубоки v скВ;< жин, В частности к < iioco6(t »t оъ р(ния скважин. слагаемы порол;>чи различной проницаемости. Це.<ь -- IIOEEE»EII(.HH(. эффектиин(яти бурения за счет снижения труИзобретение отн<ц ит(я к буреник) глубоки Х скважин, в части(нти к способа л< г>урения скважин, слагаемых поролями различной проницаечости.
Целью изобретения является повышение эффек)ивности бурения за сч T снижения т рулозат рат H;i безэффекти Вш)е и» мене н не
fI.1oTío(Tè бурового раствора.
На фиг. Иривелены зависимости механич(ской (корости от лифференциального лан,<(.ноя лля высоконроница(чой породы (песчаник, ироницаемостью более 900 милиларси) в контакте с глинистым буровым раствором. полученныс при бурении после разбуринания некоторого интервала; на фиг. 2 ана.и>гit
I1(pt II<1 1а .1ИВ 1(ни я и )1(хан ическои сhopo(TII бх р(ния )о зал;<иной <рорчхле, лиффер(ициа EE E T(. кх ще го з н а ч е н и я и < р l1 it ä H 1;I вле н и я вел ичи ны, оп реле.lH(чой Iio зала иной форчх. ц, 1<ри 6v p(.нии высоконроницаемыx горны поp(> 1 3 KO ll TdKT< (K I H H li(TE>I VI Б Р;1и ффе р(ll ц и а. I I> l I o (> ла В. I (1< и (, 1(> В ь) I I I <1 K) 1 . 9 И.1 ны(В нача l(бурс EIH>l. ш фиг., 3»анисим<>сти г (ЛР) .(лч и(прони цаемой llopo.(ы, ра»6>хриваемой в KHEIT;IKT<> с водой; на фиг. 4 — .гр tни:llll>ic линии, разделяю(цие лн>тноц(ения ч(xitíè÷c K<)H (корости с и лифф р(нциального ав.lt ния ЛР на»оны степ(ни влияния лифф(рсlllltl,. Il>Hol o лавл«ния 1ля слабонрони<ьаечых Ilop(> 1 (:35 50 л(или1ар(è ) В ho HTit hi (т" хи> . I«. :KoH Во 1ой и г 1 инисTIIxt бхроныл) р; гв<)ром; на фиг 5 граНИЧНЫЕ ЛИШ<И It. ГЛИHИс! t>I 1 6»r ронt)lм pit(ГВОpO»1, Hit ((>И I поле л(с ланич«ских скоростс и пр,! 6у f)< нии скнажин В;анисимости от глубины скн;(.кин, и (! фи Г. 8 иам(. 11<. Il и<> ди()фс р(. и l(èа ьНОГО (rt В, I(Í И rl !(О 1 Л X 6И HL I «) <1)>3 КТИ !((КИ "rt д;>иным и и) огранич(ниям I.ТI1, на фиг. 0 ИЛЛК)!. Т prl ция KL) IE K()«! Hbi X lip H»rt(pOB (. I r(tl(. II pOНИЦ>3L М ЬI Х !IOt>O 1 В КОII Г(tkf «С ВОДО И Г(Х НиЧ«СКОИ И !<В(! О>»ОПРОН(3на«Л11>IЛ IIOI)<>Д В К >НTiI K t«с I Litt ÍÈ L ГI,I Xt 6л роны М p>1("! BOp<>»1 ll j) ttМС НИ Г«ЛЬIIO К урОВНК) МЕX>illlt 1»риH;!H I í(3 фи(! Ilo,ió и и;1 !ри бур II è с ч;>стог<>и Вр;3:пения (олота, ранной ",! с llPH Il<)L ГОН(ЗНОИ 1!i! 1 РУВК«. (! РП,(г>И ГГ.(ЬН<>Л< 1<О.<,(сй! I !<ни I,lifll«L г<>I о р((стнора Кри()ая I ità (1)и Г. ) и кР(ITKoB (EL мс и нОм L ГО Во < ((и("!— Вии, koTopoi II»IL«i мг(T<> и принс «6у рг пия, Kpff1!r!rl 1 и;3 фи(1 llj)H част!)1( и IL нти ifll>l. ;р((ныс 2 и .> 1» фи< Н<,(уч(ны нри кр;1!конргли ином Во.s !сй гнии растВ<>ра и llj)o!Kс(с бур(ния !If>11 I >сTîiisx нраlilt. ния,(олог;I <,7 (и 1 ),, )» оо(13(гсгВ««Н<> ((ри гг;,+(ч;fi гот;1;, по !Зри .(Ли 1 (,1 Ь Н (> М BO 3, (L И С 1 В(! 1! р rt С I ВО р и, I I O <, l L. I I l)l Л р Иные 4 и 6 !I 3 фиг. " И,((«ãè÷i«>ñil и, нр,>кти !г(ки, р;>В«нс(В< сkopo(тсй а(и»; криl3l>l » С Hft,(L 1(X I 1)L"i 3<Л L I <> !3;3. 1 И < ft lt rlL K<)(И .«) рОI OH<)ll СКОРОС I H llj>i <> i(>, СH>l(КОтОР >й и <МГ НЯС « I Р(! KTL ) H, IИЯIIИЯ .(13<Р((И Р«Il l(11 3 Il>l«>1 о ,(;I В. I!. Н;(я llrt »l!» E! 11!t r, ! !»Л I<> Of« >! I I I -) I rl скоро ll) x<>pc)l I<) >i I!3! x(I(я с< . 1»оростьк> kO I )»lEl Г ll !I<3, j>i< I lrl. It .)<3!(i.l l»< >1i с>»О (;< >г l « "Ви I«! I f с В",с o и(. r >6 »< > (II »t > 1 l I !) . 3 !, »Ч I > « H I I и I 3 1 3 It if < > It И « I 3 il I;) f«) lt k< >pi)« If 6» (>«!Ill)i:IL В(ж н«!»3 ки»! р<..1 ! I!3((Я(1, Il<),1, И llrl<)tt IIPil >паЛИ 3! ТОР<)В, f»;I! С 1;! I P И Hr<(1Ы», H <)<> E><. 1!. II r >Of>i 1(ll It H. I1 <М ll(IIH(. (Р;lk I (Р;1 .РИ В(>Ь t), 7, <(ii>3 (() И Г.. 1, l«), 1» >I! II«I)I X 1, i H I«> IIP< > lilt I(;li М! !» IIOрОд В K(>HTrik 1! L ГИ>двй 1(>П р;3! 1IX Н>! lrl,1ЬНЫ Л К<>РОС I H X. IIO, I», rli.:i i!1>IX I 1X Вр 3 II(«EI ilEl «< >O I l3! I LTBL Il I«) ". ! < . 7 It 1, 1,1!, ук;3!1>IH(г Itr! pH<,lll÷H Г«> 33.!Иянин (И фф(р !I II llrl, I Ь П < >,(r! H. ! I II )3, <;I » <. »)3 Hit I» (куx) L корос I ) 6ур! ния. Ilри 3(»; пыд!.1>3! тЯ htlo. 111(Ho!i I» P(тllri H I Pill l it I(.. 1 <, k > 3 (>Р;! Я Prri.3.К» (Я! Г !H>l ×È "1(И В <ЯНИ!. Г<>I ),!;! f>it»1< 1 р (1 и О I L » 3 Г litt 3<(3 3 3 rl и я (г 3 1 I > и ><,: >1 А < > » H r3, 1(> I H lift >l »1 < « > » < ) »1 I I O, Л 1 (! I I !, 1 I» П (ж I Р (3 tl H 1(hl 1. 1 Я 1 « ) P <> (f) B <,I H 113<>ft II Р О Н И I!, 1! мосТИ В hi) flTri k I! с 1);1.<л H IHÜ, 1!1 f ll;,;t Xt lt 61 j)OE3i) ГО Р(I! Г ВО f)ii, К<) I О(> I>I(> If РИИС .I« II ()l (. I Я ) .Ц)OL ТBB В 1»<)ОР,(инат;3» >Р ) (I Piill ftl(>l А, <(>it I . 4 131>1 pilrit и<> 1(я pа I!HL и Иг,i (8=I 6i) 4 1I О !, 1!. . Я(! i! K! и «но(ls. I it rl (! 3!«,(13(1><(>(Р! II циальног< 1;IBë ll>IH íii скоро(1ь 6! f>! ния нри, (1!) ) 4 „.(я малонрони(!В«мыx 1«>род в к<>нтакт(L глин;<стим 6уроны v(р;1(гнором А соог(3« I«I B»! I IOH ж(ll<)p<) и В k<)IITi3K IÅ L 1<о.(о(3 и Выр;>жа«гся ураннением лР==-, 1 2 А! 1Р= 1, >. + (>,7 !i А лР= В О,;> соотBL гстBL нно 3;>нн lt »1!)! I!I .(Ля неи(н>ни(!Вс vlblx I«)РОД В КОН (dKT«С I ..Iit H ИС1 Ь! М C)<)POBt>l М Prt«Твором и водой. Грани(!а А<, Выражагмая как t L кор<и ти, Г(о xopo«lo Ви,дно !fH фиг, (инин и H;I фиг. 8 п<>кааынас г i>ал>с н«нис дифф«р IIHHdëüíîãî .(анл«ния Iio гл.бине в соотвстстнии ГТП ((.динык текничеслик lpdВил) д.(я конкретной нефтега до(<ос ной проВинции, а линия б фак1ичс ско(.(иффер«НИИВЛ ЬНОЕ да В. li. tlr!(. О<,i)3 BrlL Л1О(Н(3 С КВакинах топ> ж«региона. (.3!Особ реали <у тся следую(цим обра3ОМ. В аа Висил<<и ти от иластоного да В.инин Bl>16HpB K)T 6л pO HOH j)d «T BOp (EH но,(.lt. p >K 3 HHH уг гойчивости: тс нок скн;3 кипы, го п.>отн<и ть i(,1Я (О <Да НИ Я Il« 1>«llrl;I, 3 Да В, li. !{И rl !3 L HL > (М Е СКВажниа -икает С «ГО КОНГРОЛЕЛ< В X<)ДЕ C)y(>e25 НИЯ, IIO.T.(«f)rKftнаЮ! В(» II. IОТHi ÒH! IIllO»rI < «<) В< Ли Ч«H!1 il 3;3 Ч(! BOO I it (3(С i! ИЯ 6ур(я<ого рас! Вора ч(3«1и)!а ми 131(о» р(ни >и >(О f><),С(! IIÚТС Л1 (Н ИЖ(Н И Я .<О !H IHIIEIOI Et P 1 „ 1(>+6),7, г((»Р перепад .(ан.и ния В сисTi xt(сkBBжина — пласт. Mjlа, м xriflH<искан, ь >Ро Tl <)xp(>L!Itt)(, 40 <ч пр;1 6» рс нии Il(. llðîèèц;3«мыx I орны,;и>род н h(>II! itf»f«с глинистым 6лровым расгнором, 3< и 3Ð--; О, > ПР<) (>! (> I«ll и II )OHHIIB! »(Ь!». ГОРНЫ, НИРО (45 I! 3»!».I! E ll, I И ЛР 16< 4 ! If>t< бл р«нии с.idc)!)Ilpoiltfl(HL л(ыл (;p!11>lx ((оро (и контакге L I.л инистым буроны »3 расTВОРОМ, 50 п,(и ИаЗс IIpil 6урении слабопрс>ницаемых to;)IEE пород В контакте с Водой или 0,07 - +0,1 -0,7аМ 0А -(-0, —.-"б дифференциальное данление HHiKBIL>T. и ри дос(ижении текущег<) tii;3
6!35>70 ЛР(0,()7; 0,(B — 0 -; Фо/).мц.(u u.т(>()(tr и!(.! Р(1,3 с -1-6,7. при бурении высокопроницаемых горных цоро3, в контакте с глинистым буровым раствором дифференциальное завление повышают. На фиг. 9 приведена граничная линия А < лая непроницаемых горных норо j в контакте с глинистым блровым раствором. Н3пример, на глубине 2000 м дифференциа.(ь ное давление на непроницаемый пласт составляет 24 МПа при плотности бурового раствора 1200 кгс/м Буренис Вслется со скоростыю 3,5 м/ч (см. фиг 7 (ля 2000 м) . Эти коорlHHÇTBI соответствуют точке С на фиг. 9. Чтобы неpLHTH в .лону активного действия (ифференциального л()вменяя, т. с. выпо.7нить нери Вс нство лР(1,33+6>,7, чтобы повлиять на механическую скорость, недостаточно снизить плотность бурового р3ОТВор3 ло ) 000 кГс/ м, чем л (оотвст(Tt<<< (à точка D 113 фиг. 9. НеобхоTHvn снизить давление до 1! МПа, точка F), и тольк<> нри дальнейшем снижении ХР Возмс>жен I!pltp<>BT механической скорости ло точки F. Такая операция сопряжена со значительными затратами и при существующей те.<но.«зги и Врял ли целесообразна. Поэтому В конкрс гМоМ примере бессмысленно BL (TH борьбу со сни жение м дифференциального ла В.г(ни я. При про;ождении пласта, слагаел<(го, например, Вьи оконроницаемыми н(>рс>лами на (.Iy6«IIL 2400 м, из фиг. 7 меем скорости (8 м ч, точка С! Иа фиг. 9 и 15 л(/ч. тс>чк; С, Т3М же. (,ифференциальнсн давлс шп на этой глубине (фиг. 8! <.оотве(сгву«т уp()BII() линии, проходящей ц рсз C!,Ñ,С< на фи!. сз, 3 ограничени(ETI I <ч>ответствует линии F!, F, 1, там жс . При скорс)сти бурения 1,8 м, ч снижение цавления B) -.очки Е>, находя(цейся на границе А, не приводит к уB(личению < корости, à lальнсйшее снижсние в пределах ограничений цо I=TII приволит В точку F!, гле очень малое увели генис скорости не соотвеTLTB)/åT затрата м на сии;к(HH(. 33 87(B H H < C r t O /, H BT< O It(p311« !О следует исключить. 1(елесообра чо!(<>IIB(T3гьСя >>BL „7 H СЛОГ>(ЛС7Ь I(PH И МС К)1Ц( L ниж(ниеM .(авлсния и выхолом на т<)чку F >, когда Lкорость B сравнении с ll(рвона÷àльНоН вырас гет вдвое. Если поло кенис. С недостижимо, бессмысленно снижсние давления IIpH начал(и!ой скорости 3,5 м/ч, точка С<, снижение давления целесообразно. СнижеНН(лавлеHHR лля малонроницасмь х пород в (!рстелах указанных глубин в нрелелах ЕТП практич(Lки всегда целесообразно. (.пособ бурения порол разли ltt(>it проницаемости в глубоких скважина, Вклки<ающий определение нластового 73В.IL íHÿ, Вы бор бурового раствора лля но 1;((. ржания устойчивости стенок сква кины, уста:!овленис плотности бурового раствора (ëÿ созла и и я перепала давления в .систел<с «кважин;1 ПЛаСт с pIO ЛОНтрОЛс М В Х<>ЛЕ бурсния, подлержание этой плотности нри сстсс1-веннол< ее увеличении за счет обогапц ния бурового растворы частицами выбурсннои ПОрОЛ(,1 цутЕМ СНИжс ННЯ дО ЗадаННОГО у(И>ВНЯ и онрелелс ние текл щеl() значения меx;t ttlt÷L L. кой скорости бу рения, от.гичакнцип(з(тс м, что, с целью новышсния эффективности 6) pL ния 13 сч(т IIHжс ния Тр» 10 <3TpBT ll;i бсзэффективное и < «HL I;IIL H.t<)TI«)L T«Г>л р<>вого раствора, дополните,l(>tl() контрог(ирук)1 соотношение т I i (I> го значения Il(ð«3333 20 яавлений и мсхан((!сской «лоро<. бурс ния и (1 ри аост и жс н и и (ек> ll((I o 1113 lr<н и я 11(p<. нада;(((влени<(величины Г, (Е < > IIL РЕП а 7 1;i B7L НИ Я В СИСТ(Л1L k(3<>жина пласт, МПВ; механиче t 3Q l< конга кт< L глинистым м (п>вым р;1< гB<)pr>41, ll IИ <Р=-, 0, IIри 6>, р«нии нснр(1нн((;lсмых гop!Il>lx I!(>p() (11 ко нт(1 Ктс С Br)Л<) и, или 1Р..: (6. 4 (1() и 6<< pr и и и с. I (6(>l! p() It и t(<« л(ы >; Го p I(I>I >, Ilr > рол В контакте L г I(It(It<òû÷ буровым p;l<1ВОРОМ, И.(H лР(»с 2 40 нри бур< нии <.,I(16()lip()k(HIII«м(!х 1<>(>н((х РО7 и k,OH Г(<КГ< r ВО H>l< И.7И 0,07- -(- 0,1" (), <,/>(!), (, — (), (ифф pL Ill(3<1 ((!«>(.13 В I(. IIH< L НИ Л(<к>1. 11 lip!! ло THжснии Теку tl((I(> <1;<чсниH !«р<ч(;1 (;< Ла ВЛЕН и Я ВЕЛИЧИ IIЫ 1Р 007 +01 07 при бу рс нии Bbl< ()H<)tip()!((Ill 8 12 1б 20 Фиг. 1 4 8 12 Фиг 2 16 20! t ; (357 Р, e/9 Ю Р Q 16 20 Фиг. 5 1б 12 Фиг. 4 iг iзяо /2 м/У Фиг. 5, /)р г / L р.жЮ 1500 люо лба 1613э70 zo 7б <:оставитель А Меньшиков Ре,tвл I )11 М !,I и 1i ра Тсхред А. Кран if л Корректор О Кравцова ! в л;«!К71 Гирал 468 Поа исное III t IIIII!1I о н.р, г iснном ломитета titt ивобре;. ния и открытиям нри К!{Т < t.(:f I I I!t;I;t М нк а, Ж:5;t, Ра1 шская наб., я. 4,5 1 !1ьн! i(лн тасин(> и ь, I . .I . I ели I ломб tlli I 11 t t инта, Г,t ивеo!иь1, l. 1. Гаварни i !) !
