Выбор конструкции скважины

Типовая конструкция скважины представлена в таблице 9.

Расчет и обоснование требуемых параметров бурового раствора по интервалам бурения

При бурении проницаемых пород плотность промывочной жидкости определяется условиями недопущения поглощения промывочной жидкости и проявления.

с? kPnP/gH (1).

с < Pn — ДPkn/gH (2).

где k — коэффициент превышения давления столба промывочной жидкости над пластовым, учитывающий уменьшение давления в скважине при подъеме.

Поскольку на данном этапе величина ДРкп неизвестна, допускается условие недопущения поглощения представить в виде.

с? Pn/kgH (3).

с последующей проверкой условия (4).

При разбуривании плотных непроницаемых пород условиями, определяющими выбор плотности промывочной жидкости, являются сохранение устойчивости стенок скважины и недопущение гидроразрыва пород.

(4).

Для ограничения величины дифференциального давления желательно иметь.

(5).

Значения k1 и ДР приведены в таблице 10.

Таблица 10 — Значение коэффициентов резерва для выбора плотности промывочной жидкости согласно [4].

Если невозможно выбрать плотность промывочной жидкости, удовлетворяющую условиям (3), (4), это означает, что в данном интервале невозможно бурение без проявления или поглощения или того и другого вместе. В этом случае принимается решение о вскрытии пласта с проявлением или поглощением с последующим его перекрытием или кольматацией. Для снижения интенсивности поглощения возможно применение аэрированных жидкостей или наполнителей к ним.

При вскрытии слабопроницаемых пластов, когда поступление пластового флюида не создает опасности возникновения аварии и не наносит ущерба окружающей среде и здоровью людей, не приводит к порче промывочной жидкости, возможно бурение при Рс Рп).

Расчет плотности бурового раствора для промывки в случае депрессии на пласт в глиносодержащих породах определяется по формуле:

где = (10−15%)?Рск (согласно [ПБ]) — допустимая депрессия на пласт.

(7).

(8).

где — средняя плотность горных пород, слагающих вскрываемый пласт, кг/м3;

Рпор ??Ка ???в ??g ??Нк (9).

Пластическую (структурную) вязкость промывочной жидкости следует поддерживать на минимально возможном уровне. При использовании трехступенчатой системы очистки желательно поддерживать ее в следующих пределах [2,3]:

диспергирующий (глинистый) раствор

з ??(?,???,???)ф??, Па ??с; (10).

недиспергирующий (полимерный) раствор

з ???,???ф??, Па ??с (11).

Для сохранения седиментационной устойчивости раствора пластическая вязкость должна превышать предельное минимальное значение.

з ???ф???, Па ??с (12).

max ???

Нежелательно превышение пластической вязкости значений.

з???,???с ???,??, Па ??с(13).

max.

Усредненное значение динамического напряжения сдвига глинистых растворов может быть определено из выражения.

ф ???,???с ???, Па(14).

Для обеспечения ламинарного (структурного) режима течения промывочной жидкости в кольцевом пространстве необходимо иметь.

(15).

Для предотвращения осаждения частиц выбуренной породы на забой скважины при прекращении циркуляции необходимо, чтобы.

(16).

где К2 — экспериментальный коэффициент, зависящий от диаметра частицы Размер наиболее крупных частиц выбуренной породы можно принять равным шагу зубьев периферийного ряда шарошки. Ориентировочно его можно найти из выражения: для долот типа С.

dm= 0,0035 + 0,0037 Дд

для долот типа СТ и Т.

dm= 0,002 + 0,035 Дд.

Желательные пределы изменения значений показателей реологических свойств бурового раствора, позволяющие характеризовать его по всему выделенному комплексу показателей как отличный, хороший и удовлетворительный представлены в таблице 11.

Таблица 11 — Желательные пределы изменения значений показателей реологических свойств бурового раствора.

Структурно-механические свойства буровых растворов, характеризуют состояние коагуляционного структурообразования в дисперсных системах, оценивают параметрами статического напряжения сдвига (СНС) через 1 и 10 минут () и их соотношением. Выбор значений этих параметров должен проектироваться с учетом условий бурения в данном районе [4,5,6].

Значения показателей и повышают, если интенсивность разрушения горных пород достаточно велика и шлам имеет значительные размеры и плотность, если есть необходимость в утяжелении раствора, а так же в условиях возможных поглощений в трещиноватых или пористых коллекторах.

Требуемая величина статического напряжения сдвига через 1 мин (СНС1, дПа) может быть определена по следующей формуле СНС1 ??5 [2 — ехр (- 110 d)] d (?п — ?), (17).

где: dусловный диаметр характерных частиц выбуренной породы, м;

?п, ??- плотность соответственно породы и бурового раствора, кг/м3.

Величину проектируемого для конкретных условий бурения показателя водоотдачи (В) следует обосновывать с учетом времени взаимодействия фильтрата с горными породами, прежде всего глинистыми, склонными к потере устойчивости при всасывании, набухании и действии расклинивающего давления.

Водоотдачу в первом приближении можно определить по формуле:

(18).

Рассчитываем параметры бурового раствора для каждого интервала: I интервал (0−50)м.

Рпл ??????g ??H ;

Рпл???1000 ??9,81??50 ??0,49? Па,

Плотность при условии репрессии:

• а) нижний предел
• б) верхний предел
• а)

б).

Согласно расчета 1149−4057 кг/ м3.

Принимаем плотность бурового раствора для данного интервала ????1200 ?1800 кг/м3, т.к. на данном интервале присутствуют осыпи и обвалы.

Среднее значение динамического напряжения сдвига:

Пластическая вязкость:

Условная вязкость:

СНС:

Водоотдача:

II интервал (50−650)м.

Рпл ??????g ??H ;

Рпл???1000 ??9,81???50 ??6,38? Па,

Плотность при условии репрессии:

• а) нижний предел
• б) верхний предел
• а)

б).

Согласно расчета 1151−1236 кг/ м3.

Принимаем плотность бурового раствора для данного интервала ????1160 ?1200 кг/м3, т.к. на данном интервале присутствуют осыпи и обвалы.

Среднее значение динамического напряжения сдвига:

Пластическая вязкость:

Условная вязкость:

СНС:

Водоотдача:

III интервал (650−1850)м.

Рпл ??????g ??H ;

Рпл???1000 ??9,81???50 ??18,1? Па,

Плотность при условии репрессии:

• а) нижний предел
• б) верхний предел
• а)

б).

Согласно расчета 1097−1135 кг/ м3.

Принимаем плотность бурового раствора для данного интервала ????1120 кг/м3, т.к. на данном интервале присутствуют осыпи и обвалы.

Среднее значение динамического напряжения сдвига:

Пластическая вязкость:

Условная вязкость:

СНС:

Водоотдача:

IV интервал (1850−2550)м.

Рпл ??????g ??H ;

Рпл???1000 ??9,81???50 ??25? Па,

Плотность при условии репрессии:

• а) нижний предел
• б) верхний предел
• а)

Рпор ??Ка ???в ??g ??Нк б).

Согласно расчета 881−1099 кг/м3.

Принимаем плотность бурового раствора для данного интервала ????1080 кг/м3, т.к. на данном интервале присутствуют осыпи и обвалы.

Среднее значение динамического напряжения сдвига:

Пластическая вязкость:

Условная вязкость:

СНС:

Водоотдача: