Способ определения гидродинамического давления в скважине

(7 сследо ваных газов.Г.Панченк тво СС 6, Ь 98 вание вребуровогоа колонн. -хозяйство ИЯ ГИДРО СКВАЖИНЕ сится к для буре ин (С), и опр вления и ДИНАгорному ния неф еделениязмеря. -ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ А ВТОРСКОМУ СВИ(46) 15,04,87. Бюл. Ф 141) Украинский научно-и тельский институт природ (72) В.С.Котельников и Г (53) 550.83(088,8) (56) Авторское свидетель Кф 945402, кл. Е 21 В 47/Сеид-Рза и др. Исслед мени запаздывания выхода раствора на процесс спус Азербайджанское нефтяное Ф 11, 1981, с, 34.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕ МИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ В (57) Изобретение отн делу и предназначено тяных и газовых сква лью повьппения точнос гидродинамического д ют глубину и диаметр С, Определяютплощадь (Р, ), длину и среднийдиаметр спускаемой колонны труб (КТ)Определяют коэфФициентупругогоизменения объема системы С - промывочная жидкость. Измеряют скоростьЧ спуска КТ. При спуске КТ измеряют время движения промывочной жидкости из кольцевого пространства С после окончания спуска КТ с помощьюсекундомера или с помощью установленного в желобной системе уровнемера. Измеряют интервал времени между окончанием спуска КТ и окончанием движения жидкости из С. По немуопределяют время запаздывания (г. )начала движения жидкости из кольцевого пространства КТ при спуске трубы.Затем вычисляют гидродинамическоедавление Р, по формуле Р =Р, Ч/1 Р ьап/(0,5 Ч, +Ч ), где Ч, - объем кольцевого пространства С, м ; Ч - объемз,части С ниже башмака КТ, м, 4 ил,13 О 37 О 7 Ч=ф+Ч, ф 1Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при бурении нефтяных и газовых скважин.Цель изобретения - повышение точности определения гидродинамического давления.На фиг. 1 схематично показано положение колонны труб в скважине до на-чала движения очередной трубы или бурильной свечи; на фиг. 2 - то же, в момент начала движения промывочной жидкости из скважины; на фиг. 3 - эпюра гидродинамических давлений по скважине в момент страгивания промывочной жидкости; на фиг. 4 - данные контрольного замера на скважине.Сущность способа заключается в следующем,Запишем закон Гука для системы скважина - промывочная жидкость где ЬР - изменение давления в скважине;6 Ч - упругое изменение объемасистемы скважина - промывочная жидкость при изменении давления на величину ДР;коэффициент упругого изменения объема системы скважина - промывочная жидкость;Ч - объем жидкости в скважине,Упругое изменение объема системыскважина - промывочная жидкостьЬЧ) за время запаздывания началавыхода жидкости из скважины й , равно объему спущенных за это времятруб (Ч, ), т,е,6 Ч Чтр РтрРтзсюпэтр 1опгде Р - площадь поперечного сеченияспускаемых труб;- длина спущенных труб завремя запаздывания;Ч вскорость спуска труб.С другой стороны, изменениеупругого объема жидкости в скважинеравно где Ч, - упругое изменение объема в кольцевом пространстве скважины; ЬЧ - упругое изменение объема в части скважины ниже башмака (низа) спускаемой колонны,Согласно закону Гука и эпюры распределения гидродинамических давлений в скважине (фиг. 3) получаем 5 Ч, = Ч, - , Ч:.Ч Р Ргде Ч - обьем кольцевого простран -ства скважины;Ч - объем части скважины нижег10 башмака колонны.Подставляя последние три выражения в равенство ЬЧ=Р, 3 получимследующее уравнение для определениявеличины гидродинамического давле 5 ния (Р ):Рт2 т тзапф (0,5 Ч, +Ч ) Р(0,5 Ч, +Ч )Проведенные на скважинах экспери 20 ментальные исследования показали,что время движения жидкости иэ скважины после окончания спуска трубы(свечи) и время запаздывания началаее движения совпадают или близки по25 величине,Измерение времени движения жидкости из скважины после окончанияспуска трубы (свечи) можно осущетвлять с помощью установленных вЗО желобной системе расходомера илипоплавка, что значительно упрощаетизмерения по сравнению с известнымспособом для случаев, когда уровеньжидкости находится ниже устья скважины и расширяет возможности применения предлагаемого способа. Способ осуществляют следующим образом.При спуске колонны труб 1 измеряют время движения промывочной жидкости из кольцевого пространства скважины 2 после окончания спуска трубы(свечи) с помощью секундомера илииспользуют для этой цели, например,установленные в желобной системеуровнемер или расходомер, Затем определяют время запаздывания началадвижения жидкости из кольцевого пространства (1:, ), используя для этого 50 ранее выполненные контрольные замеры времени движения жидкости после спуска трубы ( ) и времени(Г. ). Определяют длину спущеннойтрубы (свечи) за времяс началаЗс 1 и 55 спускаиспользуя для этого данныетахограммы спуска или показания датчика проходки, или путем умножениясредней скорости спуска на С . Привыполнении контрольных замеровПлощадь поперечного сечения скважины ,к П 3,14 0 216гр: ф -- =0,0366 м,ск 8 4 4 Объем кольцевого пространства сква 40жины (Ч 1 ) Ч =Жкь РтР ) 1=(0,0366-0 0127) тк 3000=71,7 м. Объем скважины ниже долота (Чг) Чг =Рскв (Н 1) =0 0366 (3500-3000) ==18,3 м. Время запаздывания начала движенияжидкости из скважины равно временидвижения жидкости из скважины послеокончания спуска свечи, т.е,50 С,=8 =9 с55По данным тахограммы спуска свечиили по показаниям датчика проходкиопределяют длину спущенных труб за9 с, 1, =9 м. Объем спущенных труб 3 13037искважину перед спуском очередной трубы (свечи) заполняют жидкостью до устья с целью получения истинного значения величины гНа фиг 4 приведены данные контрольного замера на скважине времениспуска бурильной свечи 3, временизапаздывания начала движения промывочной жидкости из скважины 4 и времени движения жидкости из скважины 10после окончания спуска свечи 5 взависимости от длины бурильной колонны (Ь). По данным контрольного замера следует, что г. =рЗабой скважины при проведении контрольного замера равен 2822 м, параметры раствора следующие: плотность 1,16 кг/дм ;3,условная вязкость 20-22 с; статическое напряжение сдвига нулевое,П р и м е р. Глубина скважины Н= 20=3500 м, средний диаметр скважиныП=О,216 м, длина спущенной колонныЬ=ЗООО м, диаметр спускаемых трубс 1=0,127 м,. коэффициент упругого изменения объема системы скважина - 25промывочная жидкость =4,5 ф 10 1/МПа,замеренное время движения жидкостииз скважины после окончания спускатрубы равно Т =9 с. Длина спущенныхтруб за время 9 с составляет 1 =9 м. 30Определяют площадь поперечногосечения труб (Ррр)Я й 3 14 0 127 гР = --- -0,01274 4 07 4определяют за время запаздывания(Ч )Ч =Г Х =0,0127 9=0,114 мтР тР тР 1Определяют максимальную величинугидродинамического давления (Р )в скважинеЧтр(0,5 Ч +Ч ) 0 114- ----- -4,7 МПа,4,5 10 "(0,571,5+18 р 3) ф Влияние перетока жидкости в бурильные трубы через промывочные отверстия в долоте на величину Г определяют, например, следующим образом,По известным зависимостям определяют объем жидкости (Ч,), поступившейв бурильные трубы за время 1 , ив уравнение для Р вместо Ч, подставляют разность (1, -Ч ), КоэФфициент3 определяют путем опрессовки скважины,Формула и э о б р е т е н и яСпособ определения гидродинамического давления в скважине, включающий измерение геометрических размеров скважины и труб, определение коэффициента упругого изменения объема системы скважина - промывочная жидкость, измерение скорости спуска труб, определение времени запаздывания начала движения жидкости из кольцевого пространства колонны труб при спуске трубы и вычисление гидродйнамического давления по формулеРРчГ.зсйРр(0 5 Ч+Ч )где Р,. - площадь поперечного сечения спускаемых труб, м;- скорость спуска труб, м/с;время запаздывания начала300выхода жидкости из скважины с;коэффициент упругого изменения объема системы скважина - промывочная жидкость1/МПа;Чр - объем кольцевого пространзства скважины, мЧ - объем части скважины нижег.збашмака колонны, м отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения гидродинамического давления,5 13 О 37 О 6измеряют интервал времени между окон- по которому определяют время запазчанием спуска трубы и окончани- дывания начала движения жидкости из ем движения жидкости из скважины, скважины,е 1 ген пп ггпп Фигоставитель Н.Кривк ехред М.Моргентал Корректор А. Обручар едактор В,Серед аказ 1284/33 34/ Производственно-полиграфическое предприятие, г. У ул, Проектная,ТиражВНИИПИ Госудпо делам и113035, Москв Подписномитета СССРткрытийкая наб., д енного тений и 35, Рау