Способ определения сужения ствола скважины при бурении солевой толщи

. СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) (11 За) Е 21 В 47/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ тли:аюд уьОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ - - .К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54)(57) 1, СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СУЖЕНИЯ СТВОЛА СКВАЖИНЫ ПРИ БУРЕНИИ СОЛЕ. ВОЙ ТОЛЩИ, включаюший шаблонирование ствола скважины, о т л и ч а ю щ и йс л тем, что, с целью обеспечения воэможности определения сформировав(21) 3520361/22-03(72) В.Д. Терентьев и А.А. Михайленко (71) Южно-Уральское отделение Всесоюзного научно-исследовательского геологоразведочного нефтяного института(56) 1. Справочник инженера по бурению. Т. 1, М "Недра", 1973, с, 45.2, Коротаев Ю.П. Эксплуатация газовых месторождений. М "Недра", 1975, с. 234-240 (прототип). шейся эоны максимального сужения без остановки процесса бурения, в ходе каждого спуска долота для очередного долбления в процессе проработки интервала непрохождения регистрируют верхнюю и нижнюю границы зоны непрохождения и затраты времени на проработку одного метра, после чего определяют распределение глубин непрохождений долота в течение всего времени бурения и распределение суммы затрат времени на проработку одного метра ствола по глубине, по которым находят границы зоны максимального сужения.2. Способ по п.1, о т л и ч а ю - Ей щ и й с я тем, что доработку непрохождений осуществляют с постоянными величинами осевой нагрузки, скорости Св вращения долота и производительности насосов.аИзобретение относится к областибурения скважин в геологически сложных условиях, а именно к способамобнаружения сужения ствола - уменьшения диаметра скважины в процессебурения преимущественно в солевойтолще, и может быть использованов нефтегазовой промышленности, геологии, горном деле и при бурении скважин в других отраслях народного хо Озяйства,Известен способ определения фактического диаметра скважины, основанный на применении специальногогеофизического прибора, например 15каверномера или профилемера. Способзаключается в том, что процесс бурения прекращают, а в скважину спускаютгеофизический прибор и производят1.замеры диаметра ствола, по которым 20судят об отклонениях отноминала вмомент замера Если при этом скорость сужения ствола мала - не превышает, например, 1-1,5 мм/сут, тотакое уменьшение диаметра сразу 25после подъема бурового инструментаприбор не фиксирует. Тогда вводятдополнительную операцию - ожидают,когда сформируется достаточное сужение ствола В это время скважинанаходится в простое Я ,Основной недостаток указанногоспособа заключается в том, что регистрируют лишь поздние затухающие этапы сужения ствола, так как в боль 35шинстве случаен имеет место разрыввремени между бурением солевой толщидо ее подошвы и геофизическими исследованиями потому, что эти два про.40цесса не совмещают во времени. Врезультате наиболее информативныеначальные этапы сужения ствола, имеющие максимальную скорость сужения,теряются безвозвратно, По этой при 45чине интервал уменьшения диаметраствола и особенно зону максимальногосужения нельзя выделить уверенно снеобходимой точностью. Для повыше ния надежности и точности увеличивают промежуток времени между прекра 50щением бурения и геофизическим замером, что увеличивает простой скважины,Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является спо 55соб обнаружения сужения ствола, включающий шаблонирование скважийы. Способ заключается в спуске в скважину на проволоке груза-шаблона определенного диаметра, с помощью которого обнаруживают твердые отложения солей на стенках скважины 21 .Однако при помощи известного способа регистрируют лишь верхнюю гра-, ницу интервала сужения, так как дальше шаблон не пройдет. По этой причине интервал уменьшения диаметра и зону максимального сужения ствола обнаружить нельзя. Кроме того, груз- шаблон может застрять в сужении ство ла, произойдет обрыв проволоки, на которой его спускают, что вызовет не обходимость аварийных работ в скважине, На время производ.тва шаблонирования процесс бурения прекращают, т.е, известный способ ведет к снижению скорости строительства скважины.Целью изобретения является обеспечение возможности определения сформировавшейся зоны максимального сужения без остановки процесса бурения.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения сужения ствола скважины при бурении солевой толщи, включающему шаблонирование ствола скважины, в ходе каждого спуска долота для очередного долбления в процессе проработки интервала непрохождения регистрируют верхнюю и нижнюю границы зоны непрохождения и затраты времени на проработку одного метра, после чего определяют распределениее глубин н епрохождений долота в течение всего времени бурения и распределение суммы затрат времени на проработку одного метра ствола по глубине, по которым находят границы зоны максимального сужения.При этом проработку непрохождений осуществляют с постоянными величинами осевой нагрузки, скорости вращения долота и производительности насосов. На фиг. 1 изображен график распределения непрохождений долотапо глубине залегания солевой толщи в течение времени ее бурения; на фиг. 2 - график изменения суммарного количества непрохождений долота по глубине залегания солевой толщи; на фиг. 3 - график изменения суммарных затрат времени на проработку 1 м сужения ствола по глубине залегания солевой толщи.Сущность способа заключается в следующем.Для шаблонирования используют буровое долото, опускаемое на бурильной колонне на забой для продолжения процесса бурения скважины. Так как в процессе предыдущих долблений 5 буровое долото формирует в солевой толще ствол номинального диаметра, то при каждом последующем спуске бурового инструмента на забой все отклонения в сторону сужения ствола 10 фиксируют как непрохождение долота.При непрохождении долота производят проработку в интервале сужения ствола. Проработку, т.е, фреэерование, срезание сужения ствола, кото рое сформировалось со времени предшествующего бурения этого интервала солевой толщи или предыдущего непрохождения, начинают там, где долото останавливается, не проходя дальше 20 свободно в скважину. При этом фиксируют глубину непрохождения и время, которое затрачивают на проработку 1 м сужения ствола при каждом спуске долота на забой для продолжения уг лубления скважины. По мере углубления скважины интервалы сужения ствола смещаются, концентрируясь вокруг зоны максимального сужения, а скорость сужения и, следовательно, его З 0 величина изменяются. Поэтому при каждом непрохождении долота фиксируют разные глубины границ сужения ствола и разные затраты времени на 1 м проработки при различной величине суже- З 5 ния. Увеличение сужения ствола пропорционально увеличению объема породы, среэаемой при проработке. Время, затрачиваемое на проработку 1 м сужения ствола, также пропорционально 40 объему срезаемой породы. Следователь. но, величина сужения ствола пропорциональна затратам времени на проработку 1 м сужения. В результате при увеличении сужения ствола на 45 каком-либо его участке фиксируют увеличение затрат времени на проработку 1 м на этом участке.Для сохранения пропорциональностииспользуют то, что проработку сужения ствола осуществляют с заданными и постоянными для всех спусков бурового инструмента параметрами режима проработки, а именно осевой нагрузкой на долото, скоростью вращения долота, производительностью буровых насосов.Для сохранения естественной конфигурации ствола, обусловленной его сужением, применяют буровой раствор,нерастворяющий солевые стенки ствола,Способ реализуется следующим об-разом.Вскрывают кровлю солевой топщи иосуществляют процесс дальнейшегоуглубления скважины, Буровое долотона бурильной колонне спускают на забой для очередного долбления. На некоторой глубине в интервале вскрытойчасти солевой толщи буровой инструмент не проходит дальше свободно в "скважину, Регистрируют календарноевремя, глубину начала непрохожденияи его порядковый номер, Производятпроработку всего интервала непрохождения долота, при этом фиксируютзатраты времени на проработку 1 мпо глубине. По окончании интерваланепрохождения долота проработку прекращают, фиксируют глубину нижней границы непрохождения, далее спускаютдолото на забой и продолжают бурениескважины. После окончания долбленияпроизводят подъем бурового инструмента,меняют отработанное долото на новое,повторяют операцию спуска бурового инструмента на очередное долбление и снова фиксируют те же данные, а именнокалендарное время, глубину началанепрохождения, его порядковый номер,затраты времени на 1 м проработкии глубину нижней границы непрохождения долота,Аналогично осуществляют каждый последующий спуск бурового инструмента в течение бурения всей солевой толщи, При этом непрохождение долота может иметь место не в каждом спуске бурового инструмента, так как скорость сужения солевой толщи, представленной, например, каменной солью, не более 1-1,5 мм/сут, и необходимо 5-7 сут для формирования сужения, достаточного для непрохождения долота. В таких спусках фиксируют нулевые данные. Все проработки осуществляют с заданными и постоянными параметрами режима, а именно осевой нагрузкой на долото, скоростью вращения долота и производительностью буровых насосов. Для бурения солевой толщи применяют буровой раствор, нерастворяющий солевые стенки ствола, например рассол, соответствующий солевой толще по химическому составу, илиполисолевой раствор, или раствор на углеводородной основе.Затем обрабатывают полученные дан. ные и строят три графика. На первом графике по вертикальной оси отклады вают глубину начала и конца интервала каждого непрохождения долота, а по горизонтальной оси - календарное время этих непрохождений долота. Получают график распределения непрохождений долота по глубине солевой толщи в течение времени ее бурения. На второй графике по вертикальной оси откладывают глубину рассматриваемого сечения солевой толщи, а по горизон тальной оси - сумму непрохождений долота на этой глубине и за все время бурения солевой толщи. Получают график изменения суммарного количества непрохождений долота по глубине 20 залегания солевой толщи за все время ее бурения, На третьем графике по вер. тикальной оси откладывают глубину рассматриваемого сечения солевой толщи, а по горизонтальной - сумму затрат времени на проработку 1 м на этой глубине за все время бурения солевой толщи. Получают график изменения суммарных затрат времени на проработку 1 м по глубине залегания 30 солевой толщи за время ее бурения. По этим графикам судят о местоположении интервала сужения ствола в солевой толще, о местоположении зоны максимального сужения и об их изменении и перемещении по глубине в течение бурения солевой толщи. П р и м е р. В разведочной скважине У 520 Нагумановской площади Орен 40бургской области проводили обнаружение сужения ствола. Промежуточнуюобсадную колонну диаметром 324 ммспустили на глубину 2003 м, перекрывобваливающиеся надсолевые отложения,45Из-под колонны бурение продолжилидолотами диаметром 295 мм. Для бурения использовали полисолевой буровойраствор на основе гидрогеля магнияс общей минерализацией 270 г/л,плотностью 1,35 г/см и регулируемои50водоотдачей. Кровлю солевой толщи,представленной каменной солью с пропластками ангидрида, вскрыли на глубину 2479 м. В процессе бурения солевой толщи в интервале 2479-4370 м 55зарегистрировали 24 непрохождениядолота, данные о которых представлены в табл, 1. Проработку непрохождений долота осуществили роторным способом со слепующими параметрами режима проработки: осевая нагрузка 10 т, скорость вращения долота 70 об/мин, производительность буровых насосов 35-36 л/с.Используя данные табл, 1 и затраты времени на проработку 1 м, составили табл. 2, в которой показаны порядковые номера непрохождений долота и затраты времени на проработку 1 м, а также их суммарные значения в течение всего времени бурения солевой толщи на соответствующи " глубинах через каждые 50 м(интервал, равный 50 м, приняли для уменьшения расчетов).По данным табл. 1 построили граФик на фиг. 1, по данным табл. 2 построили графики на фиг. 2 и 3. Из графика на фиг. 1 выяснили, что в течение всего времени бурения солевой толщи сужение ствола перемещалось по глубине и кмоменту перекрытия солевой толщи обсадной колонной верхняя граница интервала сужения ствола сместилась с 2645 м до 3600 м, а нижняя граница сужения достигла глубины 4370 м, По графику на фиг. 2 установили, что границы сужения ствола соответствуют интервалу 2650-4350, а ориентировочные границы зоны максимального сужения - 3500-4000 м. По графику на фиг. 3 подтвердили границы интервала сужения 2650- 4350 м и установили точные границы зоны максимального сужения на 3600- 3800 м. Сделали заключение о том, что особую опасность для безаварийного состояния скважины в процессе ее дальнейшего бурения представляет интервал 3600-3800 м.Использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с извест ными следующие преимущества:повышение эффективности обнаружения интервала сужения и зоны максимального сужения ствола в процессебурения;снижение аварийности буровых работ в сложных горногеологических условиях;полное устранение затрат времени на проведение исследований по обнаружению сужения ствола скважины, так.1 104248 Т и блица 1 Интервал непрохождения долота, м Порядковыйномер непрохождениядолота Дата непрохождения долота Глубина начала непрохождениядолота, м Глубинаокончания непрохождения долота, м 2645-2670 2855-3055 3100-3150 3570-3608 3640-3687 3710-3794 2645 2670 2855 3055 3150 3100 3608 3570 3687 3640 3794 3710 3700-3780 3780 3700 3839 3657 3657 3871 3800 3655 10 3900 3800 3480 3500 12 3934 3909 3460 3981 14 4020 3530 16 4088 4151 3650 3680 17 4276 3680 3740 363.0 10. 04.82 19 как в предпагаемом способе исследова. ния совмещены с процессом бурения;увеличение коммерческой скорости бурения, т,е. увеличение производительности труда на 2-3 Е; 08.12.81 19.12,82 22.12.81 17.01.82 23.01.82 30.01.82 03.02.82 08.02.82 12.02.82 27.02,82 28.02.82 03.03.82 03.03.82 07.03.82 14.03.82 23,03.82 02.04.82 03.04.82 исключение применения геофизической техники для исследований.Применение предлагаемого способане требует дополнительных капиталь ных затрат. 3657-3839 3657-3871 3655-3800 3800-3900 3480-2500 3909-3934 3460-3981 3530-4020 4088-4151 3630-3680 3680-4276 3630-37401104248 Продолжение табл. 20 4300 4373 4300-4373 3630-3740 3630-3740 3600-4000 3630 3740 22 3630 3740 23 3600 4000 24 4000 4370 4000-43 70 Таблица 2 0,087 0,087 2650 0 2700 2756 0 2800 0 2850 0,025 0,027 0,025 0,027 2900 2950 0,03 0,03 3000 0,03 0,03 3050 0,017 О, 017 3100 0,020 0,02 3150 Оа 3200 О 3250 3300 3350 Глубина, м 10.04.82 16.04.82 21.04,82 29.04.82 30,04.82 Порядковые номеранепрохожденийдолота Затраты времени напроработку 1 м прикаждом непрохождениидолота, ч/м. Сумманепрохожденийдолота Суммазатратвремени на проработку 1 м1104248 1 Бю 90 ЮОКалендарное брема, сутфиг. йюегю,юе нраж 56 Филиал ППП "Патент",г. Ужгород. ул. Проектная, 4 о а арабамме дюж Йеее юурд 4 Ьеу Ь, еое/МФаб аказ 5175/22одписное