Способ исследования скважины в процессе бурения

(504 Е 21 В 47 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ ее выдержки без движения, о т л и -чающий с я тем, что, с цельювозможности определения пластовогодавления, каждую выдержку колонныбез движения проводят в течение одинакового времени на разных стационарных режимах работы буровых насосов, при этом измеряют давление вскважине на уровне проницаемого пласта,2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения пластовогодавления за счет учета влияния открытого ствола скважины, измерениесил сопротивления при страгиванииколонны проводят на двух различныхуровнях ее расположения относительнопроницаемого пласта,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Специальное конструкторско-технологическое бюро промысловой геофизики(56) Патент франции М 22 17522,кл, Е 21 В 45/00, опублик, 1972.Шерстнев Н.М. и др. Предупреждениеи ликвидация осложнений в бурении,М.: Недра, 1979, с. 44-49,(54) (57) 1, СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИНЫ В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ, включающийповторные замеры на уровне проницаемого пласта сил сопротивления пристрагивании бурильной колонны после 801236097 А 11236097 равно С = Кр лРр,(1) (2) или С= К, (Р,где ЬР, и аР жения;усилие страгивания колонны после ее выдержки без движения при перепаде давления, соответственнолР, и лР С, и С,1Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может бытьиспользовано для оперативного определения пластового давления в процессе бурения скважины.Цель изобретения - возможностьопределения пластового давления, атакже повышение точности определенияпластового давления за счет учетавлияния открытого ствола скважины,Время выдержки бурильной колонныбез движения берут не менее 3-10 мин,Повышение точности определенияпластового давления путем учета влияния открытого ствола скважины можетбыть достигнуто за счет того, чтопри каждом стационарном режиме работы буровых насосов измерение силсопротивления при страгивании колонны проводят на двух различных уровнях ее расположения относительнопроницаемого пласта,Интервал изменения уровня расположения колонны относительно проницаемого пласта берут 10-30 м.В предлагаемом способе, в отличиеот известного, измерение сил сопротивления при страгивании колонны(усилия страгивания) проводят приразличном перепаде давления в системе скважина-пласт. При этом различные давления в скважине получают путем изменения стационарного режимаработы насосов, например их производительности,При прочих равных условиях усилие страгивания колонны на уровне проницаемого пласта прямо пропорционально передаче давления на этот пласт. Исходя из этого для двух перепадов давления, имеют перепад давления, соответственно для первой и второй выдержки колонны без двиР, и Р, - давление в скважинена уровне проницаемого пласта, соответственно при первой и5 второй выдержке колонны без движения;Р- пластовое давление,К, и К, - коэФфициенты пропорциональности,1 О Коэффициенты К, и К, зависят отсвойств промывочной жидкости и пласта, площади контакта труб с поверхностью пласта и продолжительностиэтого контакта. На разных выдержках15 колонны без движения свойства жидкости и пласта и площади контакта,также как и в известном способе, неизменяются - процесс измерений достаточно кратковременен и проводится2 О на одной и той же глубине. Продолжительность контакта на разных выдержках колонны без движения в предлагаемом способе также не изменяется.Поэтому по аналогии с известным спо 25 собом имеют К, = К Тогда из уравнений (2) искомое пластовое давление Р Р С Рг(3)пл СЗОПрактика бурения показывает, чтов большинстве случаев оставление колонны без движения в течение 3-10 минна уровне проницаемого пласта даетдостаточно большую величину усилий 35страгивания с возможностью уверенного их измерения существующими средствами, С другой стороны указанноевремя неподвижного контакта труб со 40стенками скважины не является аварийным даже в наиболее прихватоопасныхинтервалах разреза, Исходя из этого,время выдержки колонны без движенияустанавливают не менее 3-10 мин.45При этом для повышения точности способа большие времена выдержки берутдля менее прихватоспособных, например низкопроницаемых пластов.Наличие в открытом стволе нескольких проницаемых пластов снижает точ Оность определения пластового давления для данного пласта. В этом случае измеряемое усилие страгиванияможет быть обусловлено суммарнымвлиянием нескольких проницаемых пластов, что позволяет определить толькосреднее значение пластового давленияв интервале залегания этих пластов.Повышение точности определения плас1236 тового давления путем учета влиянияоткрытого ствола достигают за счеттого, что при каждом значении давления в скважине измерение усилия страгивания проводят при расположениинижнего конца колонны на двух глубинах относительно исследуемого проницаемого пласта. Для этого после измерения усилий страгивания С, и С,при перепаде давления соответственно6 Р и дРг и давления в скважине Ри Р, на уровне данного пласта, например, при расположении нижнего конца колонны на глубине Н, бурильнуюколонну поднимают на 10-30 м вверхи на .этом новом уровне, например,при расположении нижнего конца колонны на глубине Нг, снова измеряют усилия страгивания С и С при перепадедавления также, соответственно ЛР,и ЬРг . При этом время выдержки колонны без движения для всех измерений берут одинаковым, Значения усилия страгивания, голученные на разных глубинах относительно данногопласта, связаны между собой соотнош.ниями С Сг(4)30 и С - усилие страгиваниядля данного пластав интервале подъемаколонны (Н, -Н,)при перепаде давления соответственно35ЛР и АР где С Величина приращений усилия страгивания С - С и С - С тем .больгше, чем больше изменения площади контакта колонны с поверхностью исследуемого пласта за счет подъема колонны. Для уверенного измерения этих приращений изменение площади контакта должно быть достаточно большим, Практика бурения и расчет показывают, что для этого изменение площади контакта в большинстве случаев должно соответствовать интервалу подъема 55 колонны Н, - Н, не менее 10 и. ри этом для менее прихватоспособных (низкопроницаемых) пластов интервал Пластовое давление с учетом влияния открытого ствола скважины по отношениям (4) равно40(Сг - С,) - (С - С,) (5) 097 4подъема колонны увеличивают до величины 30 м, ограниченной сверху высотой буровой вьш 1 ки и конструкциейоборудования. С другой стороны, длина интервала подъема колонны (интервала исследования) в 10-30 м досгаточно мала, чтобы обеспечить необходимую частоту, а следовательно, иточность определения пластового давления по разрезу скважины. Например,определение и прогнозирование пластового давления с помощью промысловогеофизического метода и испытателейпласгов на трубах проводится не чаще,чем через 100-200 м углубления ствола скважины,усилие страгивания колонны и давление в скважине измеряют известными способами. При этом усилие страгивания измеряют по величине приращения нагрузки на крюке ("затяжки","посадки ) при продольном перемещении колонны или по величине приращения крутящего момента на роторе привращении колонны, Давление в скважине измеряют с помощью манометра илиопределяют расчетным путем,Для осуществления предлагаемогоспособа не требуется специальногоспуска бурильных труб, он осуществляется в любой момент углубленияили проработки скважины, приостанавливая процесс бурения на 20-40 мнн.Более того, первая выдержка колонныбез движения может быть приуроченак моменту наращивания бурильногоинструмента (проведена при выключенных насосах), что дополнительно сокращает затраты времени,Предлагаемый способ поясняетсясхемой расположения бурильной колонны в скважине.В стволе скважины 1, заполненнойутяжеленной промывочной жидкостью 2,расположена бурильная колонна 3 науровне проницаемых пластов 4 и 5,имеющих глинистую корку 6. Нижнийконец бурильной колонны находитсяна глубине 7 или 8,Последовательность операций при осуществлении способа следующая.В процессе углубления или проработки скважины в проектном режиме оставляют бурильную колонну 3 без движения на уровне проницаемого пласта 4, например, при расположении нижнего конца колонны на глубине 7, Выдерживают колонну без движения на1236097 Составитель Н.КривкоТехред Л.Сердюкова Корректор Е,Сирохман Редактор М,Бланар Заказ 3073/33 Тираж 548 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Производственно-полиграФическое предприятие, гУжгород, ул, Проектная, 4 первом стационарном режиме работы насосов с измерением давления в скважине Р, на уровне данного пласта и времени выдержки 1, которое берут5 не менее 3-10 мин, После выдержки колонны беэ движения в течение времениизмеряют усилие страгивания колонны С. Меняют стационарный режим работы насосов, например, путем изменения их производительности и при расположении нижнего конца колонны на глубине 7 снова выдерживают ее беэ движения на втором стационарном режиме насосов с измерением давления в скважине Р на уровне исследуемого пласта и времени выдержки, которое берут равным времени С. После выдержки колонны без движения в течение времени с измеряют усилие страгивания колонны С , Пластовое давление определяют на основе прямой зависимости сил сопротивления при страгивании колонны от величины перепада давления на пласт по соотношению (3), 2511 овышение точности определения пластового давления путем учета влияния открытого ствола, например, проницаемого пласта 5, достигают следующим образом,30После измерения усилия страгивания поднимают бурильную колонну на 10 - 30 м с расположением нижнего конца колонны, например, на глубине 8Снова переходят на первый стационарный режим работы насосов и после выдерж 35 ки колонны без движения в течение времени, равном , измеряют усилиестрагивания С . Затем переходят навторой стационарный режим работы насосов при расположении нижнего конца колонны также на глубине 8 и после выдержки колонны без движения втечение времени, равном , измеряютусилие страгивания С. Пластовоедавление в интервале глубины 7 и 8 сучетом влияния открытого ствола скважины (пласта 5) определяют по соотношению (5),П р и м е р. Работу проводят в интервале залегания чокракских песчаников при расположении нижнего концаколонны на глубине 2700 и 2680 мсоответственно. Время выдержки копонны беэ движения составляет шесть минут, Усилие страгивания измеряетсяс помощью датчика веса на крюке приперемещении колонны вверх по величине затяжки . Давление в скважинев интервале 2680-2700 м определяютрасчетным путем. Первый стационарныйрежим работы насосов характеризуетсяследующими величинами: Р, -- 37,2 МПа,С = 5 и С, = 3 тс, а второй - Р,= 39 МПа, С, := 7 и С, = 4 тс.Величина пластового давления посоотношению (3) равна Р =32,7 МПа,Величина пластового давления сучетом влияния открытого ствола скважины по соотношению (5) равна Р33,6 МПа.Последнее значение пластовогодавления точнее согласуется с данными бурения и результатами других исследований,