способ определения текущего гидродинамического давления на забое в процессе бурения скважин

Классы МПК:E21B47/06 измерение температуры или давления
Автор(ы):, , , ,
Патентообладатель(и):Общество с ограниченной ответственностью "Кубаньгазпром"
Приоритеты:
подача заявки:
1998-09-14
публикация патента:

Изобретение относится к области нефтяной и газовой промышленности при строительстве скважин, в частности к способам определения текущего гидродинамического давления на забое в процессе бурения скважин с горизонтальным окончанием в высокодренированных песчаных коллекторах малой мощности. Изобретение позволяет снизить стоимость определения текущего гидродинамического давления при повышении оперативности его определения. Способ включает спуск в скважину компоновки для замера величин давлений при циркуляции бурового раствора с расходом, на котором предполагается вести бурение. Новым является то, что в скважину в посадочное устройство спускают скважинный прибор телесистемы "Пеленг" и в процессе бурения по изменению значений гамма-импульсов естественной радиоактивности проходимых пород с помощью датчика гамма-каротажа, установленного в скважинном приборе, определяют наличие песчаных пропластков в проходимом разрезе, по данным датчика дифференциального давления, также установленного в скважинном приборе, определяют величину давления при циркуляции бурового раствора в забойном двигателе и долоте, а величину давления в бурильной колонне при циркуляции рассчитывают, величину давления нагнетания буровыми насосами при циркуляции фиксируют по показаниям манометра, установленного на буровой или по станции контроля бурения и по полученным данным рассчитывают величину давления в затрубном пространстве, затем рассчитывают величину давления способа бурового раствора на данной глубине, и текущее гидродинамическое давление на забое в процессе бурения определяют математическим выражением.

Формула изобретения

Способ определения текущего гидродинамического давления на забое в процессе бурения скважин с горизонтальным окончанием, включающий спуск в скважину компоновки для замера величины давлений при циркуляции бурового раствора с расходом, на котором предполагается вести бурение, отличающийся тем, что в скважину в посадочное устройство спускают скважинный прибор телесистемы "Пеленг" и в процессе бурения по изменению значений гамма-импульсов естественной радиоактивности проходимых пород с помощью датчика гамма-каротажа, установленного в скважинном приборе, определяют наличие песчаных пропластков в проходимом разрезе, по данным датчика дифференциального давления, также установленного в скважинном приборе, определяют величину давления при циркуляции бурового раствора в забойном двигателе и долоте, а величину давления в бурильной колонне при циркуляции рассчитывают, величину давления нагнетания буровыми насосами при циркуляции фиксируют по показаниям манометра, установленного на буровой и по полученным данным рассчитывают величину давления в затрубном пространстве, затем рассчитывают величину давления столба бурового раствора на данной глубине, и текущее гидродинамическое давление на забое в процессе бурения определяют из выражения

Pг = Pст + [Py - (Pб + Pз + Pд)], МПа,

где Pст - величина давления столба бурового раствора на данной глубине, МПа;

Py - величина давления нагнетания буровыми насосами при циркуляции, МПа;

Pб - величина давления в бурильной колонне при циркуляции, МПа;

Pз - величина давления в забойном двигателе, МПа;

Pд - величина давления в долоте, МПа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области бурения в нефтяной и газовой промышленности при строительстве скважин, в частности к способам определения текущего гидродинамического давления на забое в процессе бурения скважин с горизонтальным окончанием в высокодренированных песчаных коллекторах малой мощности.

Известен способ определения гидродинамического давления расчетным путем /1/.

Однако, ввиду сложности в определении режима течения бурового раствора в затрубном пространстве из-за большого наличия в нем твердой фазы (до 60%) результаты этих расчетов часто отличаются от своих истинных значений, полученных в результате прямых замеров этих величин, что снижает их точность.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ прямого замера величины давления при циркуляции глубинными манометрами /2/.

Недостатком известного способа является то, что применение его возможно только после подъема долота из скважины, спуска в нее компоновки с блоком глубинных манометров и прокачки через нее бурового раствора с расходом, на котором предполагается вести бурение. Затем компоновку извлекают из скважины, данные глубинных манометров расшифровывают, после чего принимают решение о корректировке (при необходимости) расхода или плотности бурового раствора. То есть при этом способе необходим как минимум дополнительный рейс (спуск - замер - подъем инструмента), что, естественно, снижает оперативность процесса принятия решений и приводит к удорожанию бурения.

Целью настоящего изобретения является повышение оперативности определения и снижение стоимости.

Поставленная цель достигается тем, что в скважину в посадочное устройство спускают скважинный прибор телесистемы "Пеленг", и в процессе бурения по изменению значений гамма- импульсов естественной радиоактивности проходимых пород с помощью датчика гамма-каротажа, установленного в скважинном приборе, определяют наличие песчаных пропластков в проходимом разрезе, по данным датчика дифференциального давления, также установленного в скважинном приборе, определяют величину давления при циркуляции бурового раствора в забойном двигателе и долоте, а величину давления в бурильной колонне при циркуляции рассчитывают, величину давления нагнетания буровыми насосами при циркуляции фиксируют по показаниям манометра, установленного на буровой, и по полученным данным рассчитывают величину давления в затрубном пространстве, затем рассчитывают величину давление столба бурового раствора на данной глубине, и текущее гидродинамическое давление на забое в процессе бурения определяют из выражения

Pг=Pст+[Pу-(Pб+Pз+Pд)], МПа

где Pст - величина давления столба бурового раствора на данной глубине, МПа;

Pу - величина давления нагнетания буровыми насосами при циркуляции, МПа;

Pб - величина давления в бурильной колонне при циркуляции, МПа;

Pз - величина давления в забойном двигателе, МПа;

Pд - величина давления в долоте, МПа;

Сущность изобретения заключается в следующем. Включают промывку. На устье скважины через винтовой двигатель и долото прокачивают буровой раствор с расходом, на котором планируется бурение в данном интервале.

Затем в скважину спускают скважинный прибор телесистемы "Пеленг", состоящий из самого скважинного прибора с комплектом датчиков, блока коммутации, персонального ЭВМ, выносного пульта бурильщика и посадочного устройства для скважинных приборов /3/.

В процессе бурения по изменению значений гамма-импульсов естественной радиоактивности проходных пород с помощью датчика гамма-каротажа, установленного в скважинном приборе, определяют наличие песчаных пропластков в проходимом разрезе на предмет нефтегазонасыщенности.

По данным датчика дифференциального давления, установленного также в скважинном приборе, определяют величину давления при циркуляции бурового раствора в забойном двигателе Pз и долоте Pд. Величину давления Pб в бурильной колонне, где заведомо турбулентный режим и расчетные данные практически не отличаются от фактических данных, рассчитывают по методическим указаниям /4 /.

Величину давления в нагнетательной линии при нагнетании бурового раствора буровыми насосами фиксируют по показаниям манометра, установленного в буровой, или по данным станции контроля бурения.

Затем определяют величину давления в затрубном пространстве:

Pзп=Pу-(Pб+Pз+Pд), МПа

где Pз - величина давления в забойном двигателе, МПа;

Pд - величина давления в долоте, МПа;

Pб - величина давления в бурильной колонне при циркуляции, МПа;

Pу - величина давления нагнетания буровыми насосами при циркуляции, МПа.

Величину давления столба бурового раствора на данной глубине определяют

Pст= 10-6способ определения текущего гидродинамического давления на   забое в процессе бурения скважин, патент № 2145382способ определения текущего гидродинамического давления на   забое в процессе бурения скважин, патент № 2145382способ определения текущего гидродинамического давления на   забое в процессе бурения скважин, патент № 2145382gспособ определения текущего гидродинамического давления на   забое в процессе бурения скважин, патент № 2145382h, МПа,

где способ определения текущего гидродинамического давления на   забое в процессе бурения скважин, патент № 2145382 - плотность бурового раствора, кг/м3;

h - данная глубина, м;

g - ускорение свободного падения, 9,81 м/с.

После этого определяют величину гидродинамического давления Pг на забое бурового раствора плотностью способ определения текущего гидродинамического давления на   забое в процессе бурения скважин, патент № 2145382 на глубине h

способ определения текущего гидродинамического давления на   забое в процессе бурения скважин, патент № 2145382

Далее определяют градиент гидродинамического давления

способ определения текущего гидродинамического давления на   забое в процессе бурения скважин, патент № 2145382

величину которого сравнивают с градиентом гидроразрыва

Gradспособ определения текущего гидродинамического давления на   забое в процессе бурения скважин, патент № 2145382Pгр

Если Gradспособ определения текущего гидродинамического давления на   забое в процессе бурения скважин, патент № 2145382Pгспособ определения текущего гидродинамического давления на   забое в процессе бурения скважин, патент № 2145382Gradспособ определения текущего гидродинамического давления на   забое в процессе бурения скважин, патент № 2145382Pгр, то в скважине возможно поглощение бурового раствора и необходимо либо уменьшить его плотность, либо расход, или то и другое вместе.

Пример. В процессе бурения на плотности бурового раствора способ определения текущего гидродинамического давления на   забое в процессе бурения скважин, патент № 2145382 = 1200 кг/м3 скважины "Юбилейная" долотом 215,9 МСЗГАУ на глубине h = 3950 м были проведены работы по определению величины давления в затрубном пространстве Pзп. При этом величина давления нагнетания буровыми насосами при циркуляции Pу по данным манометра, установленного в буровой, или по станции контроля бурения составила Pу = 11,3 МПа. Расчетное значение давления в бурильной колонне при циркуляции Pб = 8,2 МПа определяли по методическим указаниям, а сумму давлений в забойном двигателе и долоте (Pз+Pд) = 1,8 МПа определяли по результатам замера скважинного прибора.

С учетом этого величина давления в затрубном пространстве Pзп была определена из выражения

Pзп=Pу-(Pб+Pз+Pд)=11,3- (8,2+1,8)=1,3, МПа

Величину давления столба бурового раствора на данной глубине определяли из выражения

Pст= 10-6способ определения текущего гидродинамического давления на   забое в процессе бурения скважин, патент № 2145382способ определения текущего гидродинамического давления на   забое в процессе бурения скважин, патент № 2145382способ определения текущего гидродинамического давления на   забое в процессе бурения скважин, патент № 2145382gспособ определения текущего гидродинамического давления на   забое в процессе бурения скважин, патент № 2145382h, МПа.

Тогда гидродинамическое давление определяли из выражения:

способ определения текущего гидродинамического давления на   забое в процессе бурения скважин, патент № 2145382

Использование предлагаемого способа позволит повысить оперативность и точность определения текущего гидродинамического давления на забое в процессе бурения наклонных и горизонтальных участков скважины.

Предлагаемый способ позволит предотвращать поглощение бурового раствора в песчаных высокодренированных пропластках.

Источники информации

1. Б. И. Есьман, Г.Г.Габузов. Термогидравлические процессы при бурении скважин. -М.: Недра, 1991, с. 105.

2. Б. И. Есьман, Г.Г.Габузов. Термогидравлические процессы при бурении скважин. -М.: Недра, 1991, с. 163-177-прототип.

3. Телеметрический комплекс для проводки скважин с горизонтальным окончанием ствола "Пеленг". Проспект РАО "Газпром" НТЦ п "Кубаньгазпром", 1998 г.

4. Инструкция по составлению гидравлической программы бурения (оптимизированный вариант). РД-39-0147009-516-86, с. 10-17.

Класс E21B47/06 измерение температуры или давления

устройство для пофазного замера физических параметров флюида в горизонтальной скважине -  патент 2523335 (20.07.2014)
способ определения давления насыщения нефти газом -  патент 2521091 (27.06.2014)
система и способ оптимизирования добычи в скважине -  патент 2520187 (20.06.2014)
способ определения забойного давления в нефтяной скважине, оборудованной погружным электронасосом -  патент 2515666 (20.05.2014)
способ мониторинга внутрискважинных параметров (варианты) и система управления процессом добычи нефти -  патент 2509888 (20.03.2014)
способ определения профиля притока и параметров околоскважинного пространства в многопластовой скважине -  патент 2505672 (27.01.2014)
способ исследования технического состояния скважины -  патент 2500886 (10.12.2013)
аппаратура для исследования скважин -  патент 2500885 (10.12.2013)
способ гидрогазодинамических исследований скважин -  патент 2490449 (20.08.2013)
способ вызова притока пластового флюида из скважины -  патент 2485305 (20.06.2013)