Способ определения зоны поглощения в процессе бурения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 19) 1111 7 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ТВУ АВТОРСКОМУ СВИДЕ е которой ого в скв,(56) 1. Тян П.М. Предупреждение иликвидация поглощений при геологоразведочном бурении, М., "Недра",1980, с. 19-22.2. Марамзин А.В., Рязанов А.А.Бурение разведочных скважин в районах распространения многолетнемерэлыхпород". М., "Недра", 1971, с. 97(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗОНЫПОГЛОЩЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ, включвющий измерение расхода промывочнограствора на выходе скважины в процессе прямой промывки и соответствующей этому расходу интенсивностипоглощения, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точностиопределения зоны поглощения, де.волнительно осуществляют обратную промь с важины, в процесс расход нагнетаем твора до достижен поглощения, рави поглощения в про ромывки, измеряют этому значению и сход раствора на зоны поглощения и ие от устья скваж й формуле:зменя жину р сивнос сивнос ия интеного интенцессе соответ- нтенсивпрямо ствую ности р жины до расстоя сква- ляют выход опре ины п:гдеЧ глубина скв х пр" ВЬл 0 мывочного р ажины, м;ьрв расхо проаствора на выходе при .прямой и омывках соответиз скважины братной пр венно и мереннь ниях ин и равных знач ности погло енсивия, л мин ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН1 О 40 Известен способ определения зоныпоглощения в процессе бурения,включающий измерение расхода промывочного раствора на выходе скважины 45в процессе прямой промывки и соответствующую этому расходу интенсивность поглощения 2 .Недостаток известного способазаключается в низкой точности определения местоположения зоны поглощения. Способ позволяет определитьмомент возникновения поглощения,местоположение.же зоны может соответствовать ранее пробуренным интервалам скважины, например, при возобновлении поглощений в ранее затампонированных зонах, при нарушении цеИзобретение относится к способамопределения местоположения зонпоглощения промывочных растворов иможет быть использовано при бурениискважин снарядами со съемными керноприемниками типа ССК и КССК, бурениекоторыми характеризуется малымикольцевыми зазорами.Известны способы определенияместоположения зон поглощения припомощи пакеров. Исследования укаэанными методами проводятся силамибуровой бригады с использованиембурового оборудования и специальныхприспособлений, Применение указанных 15способов позволяет сократить времямежду возникновением поглощений иопределением местоположения за счет,исключения времени организации работ специальной геофизической службы 1,Однако известные способы снижаюттехнико-экономические показателибурения из-за простоев, вызванныхвыполнением операций по реализации 25способов. К этим операциям следуетотнести подъем колонны бурильныхтруб, установку на них бурильнойколонны специального приспособленияпакера, а также выполнение исследований при дискретном спуске буровогоснаряда, и на подъем снаряда поокончании исследований,Б большей степени указанныйнедостаток проявляется при буренииснарядами со съемными керноприемниками, когда подъем снаряда производится редко и необходимость подъемаопределяется только стойкостью породоразрушающего инструмента. лостности колонны обсацных труб и др.Цель изобретения - повышение точности определения местоположения зоны поглощения промывочного раствора.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения эоны поглощения в процессе бурения, включающему измерение расхода промывочного раствора на выходе скважины в процессе прямой промывки и соответствующей расходу интенсивности поглощения, дополнительно осуществляют обратную промывку скважины, в процессе которой изменяют расход нагнетаемого в скважину раствора до достижения интенсивности поглощения в процессе прямой промывки, измеряют соответствующий этому значению интенсивности расход раствора на выходе скважины и определяют расстояние от устья скважины до зоны поглощения по следующей формуле:вых. пр+ 11 Ьы, оьргде- глубина скважины, м;1 Выл.пр Й Эых.обр - Расходы промывочного раствора на выходеиэ скважины при прямой иобратной промывках соответственно и измеренные приравных значениях интенсивности поглощения, л/мин,На чертеже изображена схема циркуляции промывочного раствора в скважине.На чертеже обозначено колонна 1 бурильных труб, герметиэирующее устройство 2 (например превентор), внутренний объем 3 бурильных труб, эатрубное пространство 4 скважины, зона 5 поглощения промывочной жидкости, направления 1 и П движения промывочной жидкости при прямой и обратной промывках соответственно. Согласно известным соотношениям гидравлики промывочных жидкостей давление жидкости в скважине и давление в поглощающем пласте связаны при прямой промывке11 П1084428 при обратной промывке и 21 + (-ханц + з дл, гдед Р 1 и ь Р -перепады давления между1давлением жидкости вскважине и давлением впоглощающем пласте припрямой и обратной промывках соответственно; 10= Р - гидростатическое давяление столба промывоч-,ной жидкости;Р( 1 - потери давления, соотЬ 11ветствующие гидросопротивлениям в кольцевомпространстве на интервале Х при прямой промывке;Р - потери давления, соот(Ь-х) Иветствующие гидросопротивлениям в кольцевомпространстве на интервале (.-Х ) при обратнойпромывке; 25Р 5 - потери давления, соответствующие гидросопротивлениям, внутри бу-.рильных труб при обратной промывке. 30 Если создать режимы прямой и обратнойпромывок при условии Ь Р 1= Р 11 сучетом того, что Р и Р 2 равны и сучетом равенства пластовых давлений,равенство правых частей выражений (1)и (2) примет вид РЬ)1 = Р(.+ Р . (З) Режимы прокачивания промывочного 40 раствора в прямом и обратном направлениях, при которых 6 Р =ВР 1 можно определить Замерами устьевой инфор" мации по равенству интенсивностей поглощения Ь(1 и 441 соответственно 45 при поочередном прокачивании в прямом и обратном направлениях.С использованием соотношений гидравлики выражение (3) можнозаписать в следующем виде: 50 где 3 - коэффициент .гидросопротивлений в кольцевом простран стве при заданной скорости вращения снаряда и расходе жидкости; 41- интервал от устья скважиныдо зоны поглощения;Цв, - расход промывочного растворана выходе из скважины припрямой промывке;О о - расход промывочного растворана выходе из скважины приобратной промывке;- коэффициент гидросопротивлений в.кольцевом пространствепри определенной скоростивращения снаряда и расходежидкости;812 10А- ----- коэффи(О- с 1) (Ос 1) циент,5Э - диаметр скважины;д- наружный диаметр бурильныхтруб,Для облегчения практической реализации способа допускают следующее:слагаемым Р в выражении (4) можнопренебречь, так как при буренииснарядом со съемным керноприемниками потери давления в кольцевомпространстве более чем на порядокпревышают потери внутри труб, чтовносит погрешность менее 5 Ж; диаметрскважины принимают одинаковым повсей длине скважины (при буренииснарядами со съемными керноприемниками разработка ствола скважиныминимальна и диаметр скважины близокк диаметру бурения, с учетом этогозначения коэффициенты А в обеихчастях выражения (4) принимаютсяодинаковыми, для определения потерьдавления в кольцевом пространствепроизведение Э я. Ц принимают равным 1. Я ч, а К= Я, . Я 1 (величинапостоянная), где Я- коэффициентгидросопротивления в кольцевом прост.ранстве соответствующий расходу приопределенной скорости вращения,К - постоянный коэффициент. Такие допущения правомерны последующим соображениям. Результаты исследования потерь давления на производственных сква-, жинах отмечена их зависимость от расхода, близкая к линейной, зависимость от глубины также линейная. Поэтому можно предположить,.что при изменении расходов произведение 3 Цп остается постоянным, а(6)Вых. 09в егевдьи + (ВЫЧ, ОБР 10 35 Соотношение расхода на выходе из скважины с измеренным дополнительной операцией расходом жидкости на 15 выходе из скважины при обратной промывке характеризует соотношение гидросопротивлений и протяженностейучастков циркуляционной системы, разделенных зоной поглощения, позто му предлагаемый способ может быть использован для уточнения местополо" жения эоны поглощения.Способ осуществляется следующим образом. 25Бурение скважины осуществляется снарядом со съемным керноприемником. Интервал скважины обсажен трубами до глубины 220 м. В качестве промывочной среды использован глинистый раствор. Бурение осуществляется в режиме со следующими параметрами: нагрузка на забой Т=1500 кгс; частотавращения снаряда 11 =620 об/мин расход промывочного раствора=60 л/мин.При глубине скважины=800 м отмечено частичное поглощение промывочной жидкости с интенсивностью поглощения Ь Ц ьр = 30 л/мин, при этом на выходе иэ скважины раствор выходит с расходом 4 ьх.р = 30 л/мин.Для определения местоположения частичного поглощения по предлагаемому способу организуют обратную 45 промывку. Регулированием расхода нагнетания (ех з достигают интенсивность поглощения, равную 30 л/мин, (Ь 9 ор= 30 л/мин), при этом расход промывочного раствора на выходе из скважины составляете цх ор =13 л/мин, а на входе Я, ор =43 л/мин.Используя выражение (6), определяют местоположение зоны поглощенияЬ( ь х. о ьр С учетом сведений о конструкции скважины и технологии ее бурения нетрудно предположить, что промывочный раствор уходит под обсадные трубы (глубина 220 м), Скважинной расходометрией подтверждено, что зона поглощения находится на глубине 220 м,Допущения, принятые с целью упрощения реализации спо оба, вносят погрешность в результат определения местоположения зоны поглощения, однако с учетом сведений о конструкциискважины и фактической технологии ее бурения (глубина обсаженного интервала скважины, тампонирование интервалов скважины и др.) применение способа позволяет конкретизировать местоположение зоны поглощения с достаточной для успешной ликвидации поглощения точностью.После определения местоположения зоны поглощения ее изолируют путем закачивания непосредственно по бурильным трубам тампонирующего раство. ра или с применением специальных приспособлений.Предлагаемый способ определения местоположения зоны поглощения выпол" няется буровой бригадой и исключает время организации работ специальных служб.Кроме того, реализация предлагаемого способа определения местоположения зоны поглощения осуществляется буровой бригадой с использованием серийно выпускаемого бурового оборудования и не требует, специального геофизического оборудования и высококвалифицированных специалистов.Определение местоположения зоны поглощения по предлагаемому способу осуществляется при фактических условиях циркуляции промывочной жидкости в процессе бурения - при фактических условиях взаимодействия циркулирую,щего промывочного раствора с зоной поглощения.Применение данного способа позволяет повысить производительность буровых работ и их технико-зкономические показатели за счет оператив,ного определения местоположения/25 Тираж 564ВНИИПИ Государственного койитпо делам изобретений и открь 3035, Москва, Ж, Раушская на о писк каз а ССй 5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,7 1084428 8эоны поглощения, исключения простоев, нйя и содержанием обслуживающего связанных с выполнением спуско- .его персонала. В большей степени подъемных операций и времени исследо- эффект от применения способа может вания скважины специальными средства- быть получен при поисковом разведочми, а также за счет уменьшения зат-ном бурении в удаленных от стациорат, связанных с амортизацией спе- нарных баз районах ведения буровых циального геофизического оборудова- работ.