Способ определения предельного динамического напряжения сдвига бурового раствора в скважине

5048 СПУБЛИН 366 09 К 7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ЗОБРЕТЕНИ ЕПЬСТВУ(71) Ордена Трудового Красного Знамени Азербайджанский научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности(56) 1. Рязанов Я.А, Справочник по буровым растворам, М., ффНедрафф, 1979 с. 16-18.2, Там же.. 3.Маккрей А.У. и Колле Ф.У. Технология бурения нефтяных скважин, М., Гостоптехиздат, 1963, с. 326-329. (прототип).(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ П НОГО ДИНАМИЧЕСКОГО НАПРЯЖЕНИЯ РЕДЕЛЬ-, сдвигСДВИ - муле: ,к(экЪ И к тОд к в н-аЧчцън - дЕ ) ( е+ от г ть спус ных тру циент с аствора О " скоро бурил- козфф вого МПау- длина бурильнойв скважине до нспуска, см. верстий в ого расте,диаметр см; ы, см; колонн ачалаТ время запаздывания в бурового раствора, с коэффициент сжатия с суммарная площадь по ода Уи 1речОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВ ГА БУРОВОГО РАСТВОРА В СКВАЖИНЕ путем созданиястрагивающего усилия .непосредственно в скважине, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения и ускорения определения предельного динамического напряжения сдвига бурового раствора дифференцироваййбго по интервалам скважины в процессе бурения, создание страгивающего усилия осуществляют путем спуска колонны бурильных труб в скважину на постоянной скорости, причем одновременно замеряют время от начала спуска до начала течения бурового раствора из скважины в желоб и длину спущенных за это время бурильных труб, а значение предельно- вв го динамического а напряженияа рассчитывают по фор1035048 ЬРЪ Ио 4 Ь 10 кСэн-рЕ)9 Г кТь%ТОЙОЮОд 1 рд4. уф ф Ь О) О Изобретение относится к технологии бурения скважин и может быть использовано в нефтегазовой промышленности, геологии, разведке недр и других отраслях народного хозяйства, связанных с бурением скважин.Известен способ определения предельного динамического напряжения сдвига бурового раствора влаборатории или на буровой с помощью ротационных вискозиметров ВСНМ и ВСН-З, Предельное динамическое напряжение сдвига - это условная величина, характеризующая прочность структурной сетки, которую необходимо резрушить для обеспечения те чения бурового раствора, Эту величину невозможно измерить непосредственно каким-нибудь прибором. Она может быть определена графически или расчетным путем. Поэтому для получения предельного динамического напряжения сдвига приборами ВСНМ и ВСНпроизводят соответствующие измерения и по полученным данным строят график и делают расчеты ).11Известен способ определения предельного динамического напряжения сдвига бурового раствора в лаборатории или на буровой с помощью ротационного высокотемпеРатуРного Реометра РВР. По данному способу для получения предельного динамического напряжения сдвига прибором РВР производят определенные измерения при различных температурах и по замерен 1ным данным строят график и делают расчеты 1,2).Однако согласно этим способам для получения предельного динамического напряжения сдвига бурового раствора соответствующие измерения про изводят не в скважине, а на поверхности земли, поэтому применение полученной величины предельного динамического напряжения сдвига бурового раствора в гидродинамических формулах и расчетах для скважинных условий трудно применимо. Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению и достигаемому результату является способ определения предельного динамического напряжения Сдвига в скважине путем создания страгивающего усилия непосредственно в скважине, для чего на определенной глубине скважину промывают, замеряют давление Р при промывке, затем циркуляцию прекращают на определенный период и далее фиксируют давление Р при первоначаль- ной продавке бурового раствора. При 60 этом разница этих давлений Р-Ц: ЬРи есть величина давления, котораятратится на преодоление предельногодинамического напряжения сдвига,причем величину предельного динамического напряжения сдвига определяют 33, подставив значение ЬР вформулу: где 3 - диаметр скважины, м;д - наружный диаметр труб, м;Ь - длина спущенных труб, м.Таким образом, для определения предельного динамического напряжения сдвига необходимо выполнение дополнительных (непроизводительных) операций: наворачивание вертлюга, пуск насосов, простаивание буровой, вновь пуск насосов, отворачивание вертлюга, Все это отнимает немало непроизводительного времени, сил и средствКроме того, эту операцию по укаэанной причине невозможно часто осуществлять по интервалам глубин, например, для каждой фсвечн (три бурильные трубы, длиной, в среднем, 36 м). Обязательная необходимость частых замеров величины предельного динамического напряжения сдвига по интервалам вызвана тем, что эта величина по стволу скважины существенно изменяется.Таким образом, известный способ имеет следующие недостатки: необходимо выполнять дополнительные технологические операции; затрачивать лишние финансовые средства; способ невозможно осуществлять часто, по малым интервалам.Цель изобретения - упрощение и ускорение определения предельного динамического напряжения сдвига бурового раствора дифференцированно по интервалам скважины в процессе бурения.Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения предельного динамического напряжения сдвига бурового раствора в скважине путем создания страгивающего усилия непосредственно в скважине, последнее осуществляют путем спуска .колонны бурильных труб в скважину на постоянной скорости, причем одновременно замеряют время от начала спуска до начала течения бурового раствора иэ скважины в желоб и длину спущенных за это время бурильных труб, а значение предельного динамического напряжения сдвига рассчитывают по формуле:3 1035048 где О - скорость спуска колонны бурильных труб, см/с;К " коэффициент сжатия буровогораствора в .скважиие, МПа;Т - время запаздывания выходабурового раствора, с; 5,0 - коэффициент сжатия струи;Ю - суммарная площадь поперечного сечения отверстий в долоте, см;.П р - соответственно диаметр труби скважины, см;н - глубииа скважины, см;,8 - длина бурильной колонны в . )5скважине до начала спуска,см.Сущность и последовательность осуществления способа заключается в следующем.Спуско-подъемные оПерации в бу О ренин осуществляются (в среднем) один раз в два дня, При спуске очередной свечи происходит запаздывание выхода бурового раствора из скважины ввиду проявления предельного динамического напряжения сдвига (при выводе формулы учитывается и тотфакт, что часть жидкости при спуске проходит. через отверстия долота внутрь бурильных труб ). С помощью секундомера замеряется время от начала спуска каждой бурильной свечи до начала течения бурового раствора из скважины в желоб. У устья скважины замеряется длина спущенных труб до начала течения бурового раствора из скважины. Скорость спуска выдерживают постоянной (например, с помо" щью гидромата), замеренное время запаздывания выхода бурового раствора из скважины, скорость спуска бурильных труб и другие величины .подставляют в формулу (2). Таким образом вычисляется значение величины предельного динамического напряжения сдвига через каждые 30-40 м по глубине скважины.Данный способ не требует выполнения дополнительных технологических операций, затрачивания лишних финансовых средств, так как замер осуществляется во время выполнения необходимых производственных операций, дает возможность определять предельное динамическое напряжение сдвига через каждые 30-40 м по глубине скважины. Заказ 5755/22 Тираж б 39" ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб , д. 4/5 Филиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель В. НикулинРедактор Л. Авраменко Техред А,Бабинец Корректор О. Билак