Способ прогнозирования искривления и слома эксплуатационных колонн

(51)4 Е 21 В 4500 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К А ВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Азербайджанский институт нефти и химии им. М. Азизбекова(56) Авторское свидетельство СССР670914, кл. б О 1 Ч 9/00, 1979,Справочное руководство / Под ред. А. Е, Сарояна. М.: Недра, 1976, с. 354 в 3. (54) СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ИСКРИВЛЕНИЯ И СЛОМА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ КОЛОНН(57) Изобретение относится к исследованиям в области буреИия нефтегазовых месторождений и может быть широко применено в системе нефтегазодобывающей промышленности. Целью изобретения является повышение достоверности определения времени образования дефектов в эксплуатационных колоннах и сокращение объема геофизических работ при разработке технологических схем в условиях сейсмичности, Поставленная цель достигается тем, что измеряют смещения точек земной поверхности во времени путем периодических нивелировок, по которым определяют среднегодовую скорость СДЗК и вычисляют время образования де 50 фектов в колоннах по формуле 1 = - , где 1 - времй образования дефектов, год; о - среднегодовая скорость СДЗК, мм,год.5О15 20 25 зо 35 40 4 50 55 Изобретение относится к исследованиям в бурении нефтегазовых месторождений и может быть применено в системе нефтегазодобывающей пром ьпцленности.Цель изобретения - повышение достоверности определения времени образования дефектов в эксплуатационных колоннах и сокращение объема геофизических работ при разработке технологических схем в условиях сейсмичности.В промысловой практике разработки нефтегазовых месторождений нередки случаи искривления и слома эксплуатационных колонн. В результате такого преждевременного выхода из строя колонн происходит сокращение действующего фонда эксплуатационных скважин, нарушается технологическая схема разработки залежей и возникают серьезные технические трудности по извлечению остаточного запаса нефти и газа из недр месторождений. С обнаружением дефектов в колоннах скважин обычно делается возврат на вышележащий нефтегазоносный горизонт и осуществляется ряд геолого-промысловых мероприятий. Все это приводит к удорожанию себестоимости каждой тонны добывае. мой нефти.К природным факторам, влияющим на повреждение эксплуатационных колонн, относятся такие, как перетекание пластичных глин в зонах тектонических нарушений, образование коррозии труб от агрессивного воздействия подземных вод и т, д. Если допустить, что в природе происходит такой переток глинистой массы после формирования основных элементов складчатости, то следует предполагать ее перемещение от далеких погружений складки к своду. Отсюда можно ожидать, что образование наибольшего количества повреждений колонн происходит на участках далеких погружений складки, т. е. в зонах проявления максимальных динамических усилий. Однако в промысловой практике наблюдается совершенно обратная картина, что свидетельствует о несостоятельности такого предположения. С другой стороны, проникновение пластичной глины в тектоническую зону вряд ли возможно из-за чрезмерной твердости тектонической брекчии.Коррозионное воздействие агрессивных пластовых вод на колонны не вызывает сомнений, если при этом пренебрегать добавкой в сплавы труб антикоррозионных компонентов, Если допустить такие влияния пластовых вод на эксплуатационные колонны для месторождений Апшеронского полуострова, то нам следует ожидать образование наибольшего количества их на далеких погружениях складки, совпадающих с зоной водонефтяного контакта (ВНК), что не подтверждается фактическими данными,Дефекты технологического порядка, возникающие при обслуживании промысловогооборудования, следует рассматривать каксубъективные факторы, не поддающиеся прогнозированию.Способ реализуется следующим образом.Определяют среднегодовую скорость осовременных движений земной коры (СДЗК)повторным нивелированием и устанавливаютвремя 1 образования дефектов в колоннахиз условия Лй = 50 мм, где Лй - амплитудасмещения блоков по плоскостям разрывов,равная о 1.Для повышения точности определениявремени образования дефектов в эксплуатационных колоннах выполняют повторныенивелироваия с интервалом времени в одингод по созданной на местности сети опорныхпунктов шагом, не превышающим 300 м.По предложенному способу выполненаповторная нивелировка по выбранным направлениям местности с помощью приборанивелир высокой точности; определена среднегодовая скорость СДЗК, проведена систематизация случаев искривления и сломаэксплуатационных колонн по срокам их образования, В качестве исходных данныхдля исчисления указанных сроков использованы даты вступления скважин в эксплуатацию. При сопоставлении глубины образования дефектов колонн с глубинами прохождения разрывных нарушений оказалось, чтоони совпадают,Характерно, что аналогичная картинас приуроченностью искривлений и сломовколонн к зонам прохождения разрывныхнарушений наблюдается и на других участках месторождения, с которыми осложненаданная структура.Из полученных данных следует, что разрывные нарушения, рассекающие свод иприсводовую часть складки, являются болееактивными, нежели расположенные накрыльях и далеких погружениях, Такая неравномерная активность разрывных нарушений на отдельных участках прохожденияприводит к различным срокам образованиядефектов колонн.В связи с установлением причин образования дефектов в колоннах скважин в зависимости от интенсивности проявленияСДЗК, особенно в зонах прохождения разрывных нарушений, возникает необходимость в разработке прогностических картискривления и слома эксплуатационныхколонн скважин для тех или иных нефтегазовых месторождений сейсмоактивных зон.На сводовой и присводовых частях складки,где скорость СДЗК составляет 18 мм/годи больше, сроки образования дефектов колонн могут ограничиться до трех лет. Накрыльевых частях складки со скоростьюСДЗК 13 - 17 мм/год эти сроки увеличиваются до 4 - 5 лет. При скорости СДЗК 6 -12 мм/год сроки образования дефектов со12 б 0509 Формула изобретения о -а Ео 81 пЯ Составитель В. ЗверевТехред И. Верес Корректор А ЗимокосорТираж 548 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий1 3035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор И. РыбченкоЗаказ 5201/28 3ставляют б - 10 лет. На участках со скоростью 4 - 5 мм/год для образования дефектов надо 16 - 20 лет. С уменьшением скорости до 2 мм/год и меньше процесс образования дефектов затягивается надолго (21 год и более).5Таким образом, устанавливается зависимость искривления и слома эксплуатационных колонн (Я) от. амплитуды СДЗК ЛЬ, вычисленной путем умножения среднегодовой скорости о на продолжительность вре мени 1. Она выражается формулой в = = М = о 1. На математической модели часть колонны обсадных труб, расположенная в зоне смещаемого блока, рассматривается как 15 балка на двух опорах, Нагрузка действует по линейному закону. Составляются условия равновесия и определяется реакция опор, После ряда математических вычислений получают следующую формулу для определения значения /:о - допустимое напряжение для материала труб, б)25%5 - запас прочности;Р - горное давление;р - коэффициент бокового размера;6 - толщина трубы;а - мощность пласта; 30 Е - модуль упругости материала трубы; о - скорость выделения блока по наклону;- угол наклона;Р - радиус трубы.При этом, как установлено многочисленными наблюдениями, для образования искривления и слома эксплуатационных колонн допустимой в условиях больших глубин величиной амплитуды СДЗК является 50 мм. Однако разорванность складки многочисленными нарушениями при всех обстоятельст вах оказывает влияние на характер упорядоченности искривления и слома эксплуатационных колонн по площади, в силу чего происходит образование отдельных небольших аномальных участков в сроках образования дефектов колонн на структуре нефтегазовых месторождений. Но общий фон закономерности дифференциации СДЗК по площади сохраняется в пределах структуры с изменением интенсивности их проявления от свода к крыльям и далеким погружениям.Таким образом, прогнозироваие искривления и слома колонн в зависимости от интенсивности проявления СДЗК позволяет осуществить разработку рациональной схемы размещения поисково-разведочных и эксплуатационных скважин; выбор оптималь ных сроков эксплуатации скважин и разработку на этой основе технологической схемы; выбор новых конструкций эксплуатационных колонн с усилением их устойчивости против смещения блоков. Способ прогнозирования искривления и слома эксплуатационных колонн путем измерения геофизических параметров, по которым судят об искривлении и/или сломе эксплуатационных колонн, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности определения времени образования дефектов в эксплуатационных колоннах и сокращения объема геофизических работ при разработке технологических схем в условиях сейсмичности, измеряют среднегодовую скорость современных движений земной коры и определяют время образования дефектов в колоннах по формуле где 1 - время образования дефектов, год;о - среднегодовая скорость современныхдвижений земной коры, мм/год; д/т = 5 О мм - максимально допустимая амплитуда смещения точек земной поверхности.