Способ определения гидравлических потерь в затрубном пространстве при промывке скважины

: ЛИО,Е;"тАи К АВТО стностическихпромыввано дл выше чно труб за счет ено действиравлических рубном про(1)ри напора вы;онал ьности. где Рт - гидра трубах при прок - козффи ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР МУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзный научно-исследовательскийи проектно-конструкторский институт геофизических методов исследований, испытания и контроля нефтегазоразведочныхскважин(56) Авторское свидетельство СССРМ 644942, кл. Е 21 В 45/00, 1974.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ В ЗАТРУБНОМ ПРОСТРАНСТВЕ ПРИ ПРОМЫВКЕ СКВАЖИНЫ(57) Изобретение относится к оптимизациипроцесса бурения з нефтегазодобывающейпромышленности. Цель - повышение точности определения гидравлических потерь в затрубном пространстве при промывке бретение относится к бурению, в чак способам определения Гидравлиотерь напора (сопротивлений) при е скважин, и может быть использооптимизации процесса бурения. Цель изобретения - пости определения,Изменение веса колонныпромывки скважины обусловлем разнонаправленных гидсопротивлений в трубах и затстранствах, т,е, имеем:ЛО = 1(Рт - Рзп )влические потемывке скважинциент пропорци скважин, Для этого промывку скважины буровым раствором проводят на двух режимах работы буровых насосов, В каждом режиме ИЗМЕряЮт даВЛЕНИЕ НаГНЕтаНИя Рн 1 И Рн 2 бурового раствора на устье скважины, вес колонны бурильных труб 61 и 62 и производительность насосов 0 и 02, Затем прекращают циркуляцию, измеряют вес колонны труб без промывки 60 и определяют приращения веса колонны, соответствующие двум режимам работы буровых насосов Л О = 60 - 61 и 662 - 60 62 Гидравлические потери в затрубном пространстве Рп определяют по формуле Рз.п.=(1 ЙРн 1 - Л 61 Рн 2 )01): 2Ь 6201 - Ь 61 СЦ ). На основе использования устьевой информации способ позволяет проще и оперативнее контролировать процесс бурения глубоких и сверхглубоких скважин. При промывке скважины на двух режимах работы буровых насосов в соответствии с выражением (1) можно получить следующую систему уравнений:ЛО =(Р 1-Р)Ь 62 = к ( Рт 2 - Рэп 2 ) (2) ГдЕ Р,1 И Рт 2 - ГИдраВЛИЧЕСКИЕ ПОтЕрИ В трубах соответственно на первом и втором режиме работы насосов;Рзп 1 И Рзп 2 - ГИдраВЛИЧЕСКИЕ, ПОтЕрИ В затрубном пространстве соответственно на первом и втором режимах работы насосов.Давление нагнетания бурового раствора, измеряемое на устье скважины, отражает сумму гидравлических потерь напора в трубах и затрубном пространстве. Для двух режимов работы насосов имеем, 1609989Рн 1= Рт 1+ Рзп 1Рн 2 = Рт 2 + Рэп 2 (3)Гидравлические потери напора в за трубном пространстве пропорциональны квадрату расхода бурового раствора, Поэта му для двух режимов работы насосов можно получить: Рэп 1 - п 1 012 Рзп 2 П 102 2(4) где а - коэффициент гидравлических со противлений, ,ф Тогда систему уравнений (2) можно представить следующим образом: ЬЬ =(Р, - 2 01)15Л 62 = К ( Рн 2 - 2 ГП 02 )(5)Решая систему уравнений (5) относительно параметра п 1, получаем(62 ( 66201 - Л 61012 ) 20С учетом выражения (4) искомые гидрав-лические потери, например, на первом режиме промывки будут равныРВР- ЬЬРЮ Рзп 1 2 ( Д 62 О 1 - Л 6101 )(7) 25Изменение режима промывки скважины проводят путем подключения или, наоборот, отключения второго (запасного) бурового насоса, Время промывки и измерения на каждом режиме работы насосов устанавливают не более 2-3 мин. Это время определяется влиянием переходных процессов - временем распространения упругих колебаний по скважине. Необходимые параметры (6, 0 и Рн) измеряются стандар- тньЬИ средствами,Способ осуществляют следующим образом. 40В процессе промывки скважины на первом режиме работы буровых насосов измеряют вес колонны бурильных труб (61), производительность насосов (01) и давление нагнетания бурового раствора (Рн 1), 45Затем изменяют режим промывки, например, путем отключения одного из действующих насосов и также измеряют вес колонны (62), производительность (02) и 50 даВЛЕНИЕ НаГНЕтаНИя (Рн 2) На ВтОрОМ рЕ- жиме работы буровых насосов, После этого полностью прекраща 1 от циркуляцию, измеряют вес колонны труб беэпромывки (6 О) и определяют прираще ния веса колонны, соответствующие двум режимам работы буровых насосов (6 Ь 61, Ь 62 = 60 - 62 ), ВЕличину гидравлических потерь в затрубном пространстве рассчитывают по формулеьОгРн 1 - лъРнг ) 012 (66201 - Л 610 )П р и м е р, При измерении в скважине М 10 на разных режимах работы буровых насосов получены следующие данные:61 = 1665 кН, 01 = 32 л/с, Рн 1 = 11 МПа - первый режим;62 = 1650 кН, 02 = 22 л/с, Рн 2 = 6,5 МПа - второй режим;6 о = 1620 кН - без промывки, соответственно 61 = 45 кН и 62 = 30 кН.Величина гидравлических потерь в затрубном пространстве равна Р 30 Х 11 - 45 Х 6,5 Х 322 (30 Х 32 - 45 х 22 ) =2,15 МПа,Полученная предлагаемым способом величина гидравлических потерь (2,15 МПа) хорошо согласуется с показаниями глубинного манометра (2,5 МПа), в то время, как известный способ дает явно заниженный результат (1,4 МПа).Способ позволяет проще и оперативнее контролировать процесс бурения глубоких и сверхглубоких скважин на основе использования устьевой информации, что способствует проводке скважины в оптимальных условиях(на равновесии, при хорошей очистке забоя, сохранении устойчивости стенок ствола, при рациональной работе оборудования и др.), Формула изобретения Способ определения гидравлических потерь в затрубном пространстве при промывке скважины, включающий определение изменения веса колонны бурильных труб и производительности буровых насосов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что. с целью повышения точности определения,. промывку скважины буровым раствором проводят на двух режимах работы буровых насосов, на которых измеряют давление нагнетания бурового раствора на устье скважины и дополнительно определяют изменение веса колонны бурильных труб и производительность буровых насосов на втором режиме промывки, а гидравлические потери Рэп в затрубном пространстве находят иэ формулы (Л 62 Р2 ( Ь 62(Я - 612 ) де ЬО и 662 - изменение веса колонн урильных труб за счет промывки соотве твенно на первом и втором режимах проывки, кН;1609989 Составитель Г,МасловаТехред М,Моргентал Корректор Л, Патэй Редактор Н.Горват Заказ 3715 Тираж 485 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Р,1 и Рн 2 - давление нагнетания бурового раствора на устье скважины соответственно на первом и втором режимах промывки, МПа; 01 и 02 - производительность буровых насосов, соответствующая первому и второму режимам промывки, л/с.