Способ определения параметров газовой пачки в кольцевом пространстве бурящейся скважины

(56) Авторское свидетельство СССРМ 1155730, кл, Е 21 В 47/00, 1983,Авторское свидетельство СССРМ 1209836, кл. Е 21 В 47/00, 1984,. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВГАЗОВОЙ ПАЧКИ В КОЛЬЦЕВОМ ПРОСТРАНСТВЕ БУРЯЩЕЙСЯ СКВАЖИНЫ 2(57) Использование: в областй бурейия нефтяных и газовых:скважин, для определенияобьема и глубины газовой пачки в процессе ее подъема к устью скважины. Сущность изобретения, "измеряют амплитуды колебаний давленйя на выходе буровых насосов и определяют момент поступления газа в скважину по началу уменьшения амплитуды колебаний давления, измеряют глубину скважины, определяют действительное усредненйое значение давления на выходе буровых;насосов и интервал времени между моментом поступления газа вскважину имоментом понижения усредненного значе:ния до заданной величины и вычисляют объем и глубину газовой пачки. Изобретенйе относится к бурению нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для определения объема и глубины газовой пачки в процессе ее подьема к устью скважины. ие на выкиде буровых насосов, прове вследствие нарушения баланса идростатическим давлением в бух трубах и снижения бурового р рения газо ны, действ давления рвал ерем усредненн ой величин зовой пачизобретения явл нной.информацики в скважине. ть способа закл яется получение и о параметрах Целью количестве газовой пачСущнос ющем;При по понижение чается в следу-.:ки происходитоставляющей дъеме газовой и усредненной+г(о=б г 4 ЬРН. 4 ЛРхР л 2 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР). ОПИСАНИЕКАВТОРСКОМУ СВИД давле исходя .между рильнь также ления расши скважи чение . и инте жения заданн бину га кольцевом пространстве, а гидравлического сопротив- в аствора по мере подьема ивой пачки, Измеряя глубинуительное усредненное зна- ОО, на выходе буровых насосов ени между моментом пони- , фф ого значения давления доОо ы, определяют объем и глуки из соотношенийЬРи = Н - 2 -- ч Ь 1 +-- 2 ТО - с 3где Ч - объем газовой пачки, м;3,3,й - глубина газовой пачки, м;Я - площадь сечения кольцевого пространства скважины, определенная заранее, м;ч - скорость движения бурового раствора в кольцевом пространстве, м/с;Ь т - интервал времени между моментом поступления газа в скважину и моментом снижения усредненного значения давления до заданной величины, с;Ь Р - заданная величина снижения усредненной составляющей давления, Па;3,р - плотность бурового раствора, кг/м; д - ускорение силы тяжести, м/с;2,Л- безразмерный коэффициент гидравлических сопротивлений,О - диаметр скважины, м;б - внешний диаметр бурильной колонны,м;Н - глубина скважины, замеренная в момент поступления газа, м,В данном способе производят следующие операции. В процессе бурения сквакины непрерывно измеряют амплитуду колебаний давления на выкиде буровых насосов, При вскрытии газоносного пласта и поступлении газа в скважину происходит уменьшение амплитуды колебаний, В этот момент начинают отсчет времени и измеряют глубину скважины, Поступление газа в скважину можно также определить геофизическими и другими методами.С момента поступления газа в скважину измеряютусредненную составляющую давления на выкиде буровых насосов и при ее уменьшении на заданную величину ЬР прекращают отсчет времени, получая его интервал Ь, Величина Ь Р, с одной стороны, не должна быть слишком велика, чтобы длительность измеряемого интервала времени Й позволила, в случае необходимости, закрыть превентор, а, с другой стороны, должна быть не меньше порога чувствительности датчика давления. Параметрь 1, входящие в соотношение и необходимые для расчета объема газа в скважине и глубины ее нахождения: диаметр скважины О, диаметр бурильной колонны б, а также площадь сечения 5 и скорость движения бурового раствора ч в кольцевом пространстве скважины, известны заранее, а плотность буровогораствора р в кольцевом пространстве за изме.ряемый интервал времени Ь 1 неменяется,П р и м е р, Бурение скважины ведетсядолотом О = 0,203 м и бурильными трубами д= 0,127 м, Я = 0,0195 м . Скорость движениябурового раствора ч =- 1,54 м/с, его плотностьр = 1010 кг/м, Задаем величину снижения усредненной величины давления на выкиде буровых насосов равной Ь Р = 4 х 10 Па,5При вскрытии газонасосного пласта наглубине Н = 1725 м произошло поступлениегаза в скважину, зарегистрированное на поверхности по падению амплитуды колебаний бурового раствора, а через Ь= 720 спроизошло уменьшение усредненной составляющей давления на выкиде насосов назаданную величину,20 Используя приведенные соотношения,находим, что объем газовой пачки Ч = 1 м,3а верхняя граница находится на глубине й =-510 м. Исходный обьем газа, поступившийна забой чо=0,3 м,3В рамках предлагаемого способа приизвестном температурном градиенте горных пород можно также учесть изменениетемпературы по глубине и сверхсжимаемость газа, Однако, как показали проведенные расчеты, возникающие погрешностиневелики и сравнимы с погрешностью определения других параметров: средней скорости ч бурового раствора, глубины Н,плотности р бурового раствора и коэффициента Л,Формула изобретенияСпособ определения параметров газо-вой пачки в кольцевом пространстве бурящейся скважины, включающий измерение40 амплитуды колебаний давления на выходебуровых насосов и определение моментапоступления газа в скважину по началууменьшения амплитуды колебаний давления, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью45 получения количественной информации опараметрах газовой пачки в скважине, задают усредненное значение давления на выхо-,де насосов в момент начала поступлениягаза в скважину, измеряют ее глубину, определяют действительное усредненное значение давления на выходе буровых насосов иинтервал времени между моментом поступления газа в скважину и моментом понижения усредненного значения давления дозаданной величины, при этом объем Ч и глубину и газовой пачки определяют из соотно- шенийЬ=Н-- чЛт+Ч ЛРЯ1 м)Р 9+ур 4) Составитель Н.СтепановТехред М,Моргентал Корректор Н.Ревская Редактор З,Ходакова Заказ 758 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101 где 3 - площадь сечения кольцевого пространства скважины, определенная заранее, м;ч - скорость движения бурового раствора в кольцевом пространстве скважины, м/с;Ь т - интервал времени между моментом поступления газа в скважину и моментом понижения усредненного значения давления до заданной величины, с;Л Р - заданная величина снижения усредненного давления, Па;5 р- плотность бурового раствора, кг/м;з,р - ускорение силы тяжести, м/с;2,А - безразмерный коэффициент гидравлических сопротивлений;О - диаметр скважины. м:10 б - внешний диаметр бурильной колонны,м;Н - глубина скважины, измеренная вмомент поступления газа, м,