Буровые растворы для бурения вертикальных скважин недиспергируемая полимерная система

А кг/м³

В кг/м³

БЕНТОНИТ

0 - 30

-

ХВ-Полимер

-

2

ПАК ВВ

3 - 4

2

ИКР

0 - 6

8 - 10

( или ПАК НВ)

0 - 3

4 - 5

КАУСТИК

1

1

ИК БАК

0.5

0.5

ХВ- Полимер

2 - 5 кг/м³

ИКР

8 - 10 кг/м³

КАУСТИК

0.5 кг/м³

КСl

40 - 60 кг/м³

Cа СО₃

60 –70 кг/м³

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ПЛАНИРОВАНИЯ ОПТИМИЗАЦИИ БУРЕНИЯ

• ГЕОЛОГИЯ

• ОПТИМИЗИРОВАТЬ ТИП И СВОЙСТВА РАСТВОРА

• ОПТИМИЗИРОВАТЬ ВЫБОР ДОЛОТ

• ОПТИМИЗИРОВАТЬ ГИДРАВЛИКУ ДОЛОТА

• ОПТИМИЗИРОВАТЬ НАГРУЗКУ НА ДОЛОТО И ЧИСЛО ОБОРОТОВ

• ОПРЕДЕЛИТЬ ТРЕБОВАНИЯ ДЛЯ БУРОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ

• РАЗРАБОТКА ПЛАНОВ РАБОТ ПО СКВАЖИНЕ

ОПТИМИЗАЦИЯ ГИДРАВЛИКИ

Рассчитанный баланс компонентов гидравлики для достаточной очистки ствола и долота с применением минимальной мощности

ОСНОВЫ ПЛАНИРОВАНИЯ ГИДРАВЛИКИ

ФАКТОР

ОСНОВНЫЕ ДЕЙСТВИЯ

УВЕЛИЧЕНИЕ СКОРОСТИ ПРОХОДКИ

При бурении пластов от средней до высокой твердости нужно увеличить гидравлическую мощность для увеличения скорости проходки

УЛУЧШЕНИЕ ОЧИСТКИ СТВОЛА

При бурении мягких пластов и скважин под большим углом отклонения нужно увеличить скорость потока для очистки ствола

ДАВЛЕНИЕ В ЗАТРУБНОМ ПРОСТРАНСТВЕ

В скважинах малого и/или глубоких скважинах ограничивают скорость потока для снижения давления в затрубном пространстве, снижая тем самым возможность поглощения, дифференциального прихвата, неустойчивости ствола

ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ЭРОЗИЯ

При бурении мягких, неконсолидированных пластов нужно снизить скорость потока для снижения турбулентности в затрубном пространстве, если существует проблема размыва ствола

ЗАКУПОРКА ДОЛОТ

Нужно использовать насадки большего размера, если существует потенциальная возможность потери поглощения

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ГИДРАВЛИКУ

ОБОРУДОВАНИЕ

СТВОЛ СКВАЖИНЫ

ДАВЛЕНИЕ НА ВЫКИДЕ НАСОСА /

ПОДАЧА

БУРИЛЬНАЯ КОЛОННА,

ВНУТРЕННИЙ ДИАМЕТР,

НАРУЖНЫЙ ДИАМЕТР, ДЛИНА

ГАБАРИТЫ ВНУТРИСКВАЖИННОГО

ОБОРУДОВАНИЯ

ТИП ДОЛОТА / НАСАДОК

ГЛУБИНА / ДИАМЕТР СТВОЛА /

ТИП РАСТВОРА

ПЛОТНОСТЬ РАСТВОРА / РЕОЛОГИЯ

ДАВЛЕНИЕ В ЗАТРУБНОМ ПРОСТРАНСТВЕ

ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ СКВАЖИННЫЕ

ПРОБЛЕМЫ

РУКОВОДСТВО ПО ОПТИМИЗАЦИИ ГИДРАВЛИКИ

СКОРОСТЬ ПОДАЧИ - Поддерживать в пределах от 0.75 до 1.5 литров в секунду на 1 см диаметра долота

• Не следует нарушать параметры скорости потока для достижения большей мощности и увеличения скорости истечения струи из насадок

• Слишком низкая скорость потока может являться причиной налипания частиц на долото и снижения эффективности очистки ствола

• Слишком высокая скорость потока увеличивает эквивалентную плотность раствора при циркуляции и вызывает размыв мягких и неконсолидированных зон

• Для бурения с низкой скоростью требуется поток с минимальной подачей 0.75 л / сек на см диаметра долота

• Для бурения с высокой скоростью на растворе низкой плотности требуется расход бурового раствора 1.5 л / сек и более на см диаметра долота

ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ МОЩНОСТЬ - Поддерживать гидравлическую мощность в пределах от 0.4 до 0.8 Л.С. на квадратный СМ диаметра долота (Л.С./СМ²) (0.3 - 0.6 КW/ CМ² )

• Гидравлическая мощность основывается на соотношении диаметра ствола / скорость проходки. При использовании долот большого размера требуется большая гидравлическая мощность

• Для высокой скорости бурения требуется максимальная гидравлическая мощность, даже выше 0.8 Л.С./ CМ²

• При определении максимальной гидравлической мощности нужно учитывать гидравлическую мощность насоса

• Требуется избегать избыточного давления давление, т.к. это приводит к повышенным энергозатратам, изнашиванию насоса

• Многие буровые установки не имеют достаточной мощности для обеспечения рекомендуемой гидравлической мощности

ПОТЕРЯ ДАВЛЕНИЯ НА ДОЛОТЕ - Планируемая гидравлическая мощность на долоте должна составлять от 50 до 65 % от суммарных потерь давления

• Скорость струи в насадке ( М/ CЕК ) - скорость жидкости, выходящей из гидромониторного долота

• От 35 до 50% давления на выкиде насоса теряется при прохождении потока через бурильную колонну и затрубное пространство. Для определения этих потерь требуется расчет гидравлики

Если общие потери давления в бурильной колонне и затрубном пространстве составляют более 50% давления на выкиде насоса, требуется оптимизация скорости истечения струи из насадок. Однако не следует проводить работы при подаче ниже 0.75 л/c на см диаметра долота.

СКОРОСТЬ ИСТЕЧЕНИЯ СТРУИ ИЗ НАСАДОК - Поддерживать в диапазоне 100 - 140 м/сек

• Ударная сила - это результат совместного воздействия скорости истечения струи из насадок и плотности раствора

• Удар - это сила, с которой буровой раствор воздействует на пласт для очистки забоя скважины

• Скорость истечения струи из насадок влияет на скорость проходки и осаждения выбуренных частиц

• Не следует проводить работы при скорости струи менее 70 м / сек

• Для улучшения очистки забоя и повышения скорости проходки при бурении скважин диаметром 240 мм и ниже и при низкой скорости бурения целесообразно использовать 2 насадки, учитывая, что 2 большие насадки забиваются медленнее, чем 3 маленькие (при равном общем проходном сечении)

• При планировании бурения большого интервала целесообразно оборудовать долото 3 насадками и затем при бурении нижней части интервала для поддержания скорости истечения струи бросить в долото перекрывающий шар

• Для увеличения скорости проходки целесообразнее использовать асимметрично расположенные две насадки

ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПРИХВАТ КОЛОННЫ

Приостановка запланированной работы из-за того, что силы, действующие на забое, препятствуют подъему колонны из скважины

СУЖЕНИЕ СТВОЛА

Силы, действующие в призабойной зоне, ограничивают продвижение колонны (что обычно является признаком прихвата)

МЕХАНИЗМЫ ПРИХВАТА КОЛОННЫ

ЗАКУПОРКА

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ПРИХВАТ

ГЕОМЕТРИЯ СТВОЛА СКВАЖИНЫ

ОСАЖДАЮЩИЕСЯ ЧАСТИЦЫ

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ СИЛЫ

ЖЕСТКАЯ КНБК

НЕУСТОЙЧИВОСТЬ СЛАНЦЕВ

ЖЕЛОБООБРАЗОВАНИЕ

НЕКОНСОЛИДИРОВАННЫЕ ПЛАСТЫ

ПЕРЕГИБЫ СТВОЛА

ТРЕЩИНОВАТЫЕ ПЛАСТЫ

УСТУПЫ

ЦЕМЕНТНЫЕ РАБОТЫ

ПОДВИЖНЫЙ ПЛАСТ

СКОПИВШИЕСЯ НА ЗАБОЕ

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ОБЛОМКИ

СТВОЛ С ДИАМЕТРОМ НИЖЕ

НОМИНАЛЬНОГО

МЕХАНИЗМ ЗАКУПОРКИ

ЗАКУПОРКА СТВОЛА

Частицы породы ( выбуренные или осыпавшиеся ) скапливаются вокруг инструмента и закупоривают затр. пространство, что приводит к прихвату инструмента

ОБРАЗОВАНИЕ ПРОБКИ

Средние и крупные частицы твердых пород вместе с цементом и металлическими обломками попадают в ствол скважины, колонна застревает и происходит прихват

ПРИЧИНЫ ЗАКУПОРКИ

ПРИЧИНЫ ОБРАЗОВАНИЯ ПРОБКИ

ОСАЖДЕННЫЕ ВЫБУРЕННЫЕ ЧАСТИЦЫ (ШЛАМА)

НЕУСТОЙЧИВОСТЬ СЛАНЦЕВ

НЕУСТОЙЧИВОСТЬ СЛАНЦЕВ

РЕАКТИВНЫЕ СЛАНЦЫ

СЛАНЦЫ, НАХОДЯЩИЕСЯ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ

СЛАНЦЫ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ГИДРАВЛИЧЕСКОГОДАВЛЕНИЯ

ДАВЛЕНИЕ ВЫШЕЛЕЖАЩИХ СЛОЕВ

ДАВЛЕНИЕ БОКОВОГО СЖАТИЯ

ДАВЛЕНИЕ ВЫШЕЛЕЖАЩИХ СЛОЕВ

ДАВЛЕНИЕ БОКОВОГО СЖАТИЯ

НЕКОНСОЛИДИРОВАННЫЕ ПЛАСТЫ

НЕКОНСОЛИДИРОВАННЫЕ ПЛАСТЫ

ТРЕЩИНОВАТЫЕ ПЛАСТЫ

ТРЕЩИНОВАТЫЕ ПЛАСТЫ

МЯГКИЙ ЦЕМЕНТ

ЦЕМЕНТНЫЙ ШЛАМ

МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ОБЛОМКИ

ПРИЧИНЫ ОСАЖДЕНИЯ ВЫБУРЕННЫХ ЧАСТИЦ

6 ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ОЧИСТКУ СТВОЛА

ФАКТОР

ЭФФЕКТ

СКОРОСТЬ ПРОХОДКИ

Определяется объем шлама в объеме циркулирующего раствора

УСТОЙЧИВОСТЬ СТВОЛА

Порода при образовании каверн попадает в раствор

СКОРОСТЬ ПОТОКА В ЗАТРУБНОМ ПРОСТРАНСТВЕ

Выносит частицы

РЕОЛОГИЯ РАСТВОРА

ВРЕМЯ ЦИРКУЛЯЦИИ

Выносит шлам на поверхность

УГОЛ ОТКЛОНЕНИЯ

Снижает возможности полной очистки ствола

ОСАЖДЕНИЕ ЧАСТИЦ В ВЕРТИКАЛЬНЫХ СКВАЖИНАХ (ДО 35⁰)