Введение к работе
Актуальность темы. Использование научных разработок в области гидравлики вязкопластичной жидкости, посвященных решению проблем бурения нефтяных и газовых сквайии, в настоящее время затруднительно из-за отсутствия достоверных способов определения реологических свойств глинистых растворов. Указанное обстоятельство делает невозмодным прогнозирование и контроль за гидродинамическим давлением на всех стадиях строительства скважин, что не позволяет своеврменно принимать мер;.!, направленные на предупреждение аварий и всякого рода осложнений.
Большая часть таких осложнений,как нефтегазопроявления и поглощение буровых растворов связаны со значительными колебаниями гидродинамического давления в стволе скважины при бурении, спуско-подъемных операциях (СПО) и при восстановлении циркуляции раствора в скважине.
Разработанные в настоящее время количественные соотношения для определения ' гидродинамического давления при неустановившихся течениях буровых растворов не могут быть роаллоованы ввиду отсутствия способа определения величин скоростей и ускорений при-проведении СПО.
Вышеуказанным объясняется актуальность вопросов, рассмат-рипасмых в настоящей диссертационной работе.
SgJbjDatorbj, Обоснование и разработка системи контроля и регулирования гидродинамического давления в ствола бурящейся скважины для предупреждения аварий и осложнений.
- 4 -Основные задачи исследования'
1. Анализ осложнений и аварий при проводке разведочных и
поисковых скважин в условиях Западной Сибири.
-
Выбор математической модели течения буровых растворов.
-
Разработка методики контроля гидродинамического давления в стволе скважины при ее промывке.
4. Анализ существующих методов определения реологических
свойств промывочных жидкостей.
-
Разработка методики определения реологических свойств глинистых растворов в условиях бурящейся скважины.
-
Разработка алгоритма' и методики определения скорости и ускорения в период разгона и торможения для расчета гидродинамического давления при спуске колонны труб в практических условиях.
-
Проведение промысловых исследований с целью оценки работоспособности и эффективности способа контроля за давлением в стволе бурящейся скважины и метода определения реологических констант бурового раствора.
Научная новизна работы. Разработан теоретически обоснованный и экспериментально проверенный метод оперативного контроля за давлением в стволе скважины, позволяющий определять гидродинамическое давление в зоне проницаемых пластов на основе устьевой информации.
Предложен способ определения реологических параметров вяз-коплаотичных промывочных вдкоогей, позволяющий определять соответствующие константы в процессе бурения, защищенный авторским свидетельством.
. - - 5 -
Предложен оригинальный расчетный способ определения старостой и ускорений для неустановившегося движения жидкости в процессе спусіса колонны, не требующий приборного контроля указанных величин.
Понятие аварийного фонтана расширено явлением перетока флюида в вышележаще пласты.
В понятие нефтегазопроявления введено дополнение, определяющее в условиях Западной Сибири необходимость особого контроля за бурением скважины и принятия действенных мер, направленных на предупреждение аварийных фонтанов.
Основные защищаемые положения
-
Уточнение понятия о нефтегазопроявлеиии и аварийном фонтане.
-
Способ определения реологических параметров бурсшх растворов, отвечающих модели вязкопластической жидкости.
3. Расчетный метод оперативного контроля за гидродинами
ческим давлением в стволе бурящейся сквачины.
4. Способ определения гидродинамических давлений при неус
тановившихся течениях, возникающих во время спуска колонн в
скважину.
Практическая ценность. Расширение существующих понятий-нефтегазопроявления и аварийного фонтана позволяет реально оценивать практическую ситуацию и принимать действенные меры, направленные ня безаварийное бурение, охрану недр и окружающей среды, '
Предложенный способ определения параметров бурового.раствора дает возможность получать значения реологических констан?
при циркуляции промывочной жидкости непосредственно в стволе скважины без проведения специальных лабораторных исследований.
Разработанный метод контроля за гидродинамическим давлением на основе устьевой информации позволяет предотвратить такие осложнения, как нефтегазопроявления и поглощения бурового раствора.
Предложенный способ определения гидродинамического давления при неустановившемся течении буровых растворов позволяет проектировать отимальные режимы спуско-подъемных операций (СІЮ) и восстановления циркуляции раствора в скважине.
Внедрение результатов исследований. Разработанная программа гидравлического расчета потерь давления в циркуляционной системе скважины внедрена в станциях контроля и управления процессом бурения, изготовленных НПО "Промавтоматика". Указанные станции применяются в Восточно-Сургутской, Уренгойской, Назымской и Красноленинской нефтегазоразведочных экспедициях.
Программы расчета реологических параметров буровых растворов, контроля за давлением в стволе бурящейся скважины и проектирования оптимальных режимов проведения СЮ и восстановления циркуляции бурового раствора в скважине внедрены в пакете программ автоматизированного рабочего места (АРМ) инженера технолога в Мангазейской и Новоуренгойской RTP3.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуящались на областной научно-технической конференции "Нефть и газ Западной Сибири" (г.Тюмень, 1987 г.); на второй Всесоюзной научно-технической конференции "Нефть и газ Западной Сибири" (г.Тюмень, 1989 г.); на второй Всесоюзной
.--- - 7 -
научно-технической конференции "Вскрытие нефтегазогых пластов и освоение скважин" (г.Ивано-Франковск, 19G9 г.); на Воессх'-ном семинаре "Эффективность применения полимерных растворов при бурении и заканчивании геологоразведочных сквалин" (г.Тюмень, 1989 г.); на Всесоюзном семинаре "Эффективность вскрытия и методов оценки сложиопостроенных продуктивных пластов при бурении и оборудовании глубоких разведочных скважин" (г.Тюмень, 1990г.); на Всесоюзной научно-практической конференции "Прогресс и безопасность" (г.Тюмень, 1990 г.).
Публикации.' По теме диссертации опубликовано 16 печатных работ и получено авторское свидетельство на изобретешь.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов, списка использованной литературы и содержит 142 страницы машинописного текста, 11 таблиц, 9 иллюстраций. Список литературы віуіючает 139 наименований.