Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Геотехническая и горная механика

Диссертационная работа:

Бабаян Рудик Левонович. Влияние дифференциального давления на буримость горных пород (на примере нефтяных и газовых месторождений Азербайджана и Туркмении) : ил РГБ ОД 61:85-5/3906

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Стр.
ВВЕДЕНИЕ 4

1. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ОЦЕНКЕ ВЛИЯНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО
ДАВЛЕНИЯ И ПРОМЫВКИ СКВАЖИН НА БУРИМОСТЬ И СТОЙКОСТЬ

ШАРОШЕЧНЫХ ДОЛОТ

ГЛ. Влияние дифференциального давления на процесс

разрушения забоя глубоких скважин и стойкость

шарошечных долот .9

1.2. Гидравлическая программа промывки глубоких

скважин 24

2. МЕТОДИКА. ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБРАБОТКА
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ

  1. Общие положения 31

  2. Промысловые исследования ,33

  3. Определение оптимального количества экспериментов

и выбор модели 38

3. ПРОМЫСЛОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

З.Г. Исследования по выбору параметра оценки эффективности гидравлической программы промывки скважин . . 43

  1. Исследование влияния гидравлической мощности реализуемой на долоте, на буримость 56

  2. Исследование вопросов подведения к забою максимума гидравлической мощности при проводке глубоких скважин 62

  3. Исследование влияния частоты вращения и осевой нагрузки на механическую скорость проходки .... 74

  4. Исследование влияния регулируемых параметров на стойкость шарошечных долот 82

.

4. ВЫБОР И ПРОВЕРКА МОДЕЛИ ПРОЦЕССА УГЛУБЛЕНИЯ ЗАБОЯ

4.1. Определение зависимости механической скорости
проходки от регулируемых параметров с учетом
влияния гидравлической мощности,реализуемой

на долоте и дифференциального давления. 99

  1. Выбор модели процесса износа опор долота : Юб

  2. Определение достаточного числа уровней варьирования для определения параметрических коэффициентов и проверка модели Ю7

5. ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМ БУРЕНИЯ

5.1. Методика определения коэффициентов базовых за
висимостей 114

5.2. Оптимизация процесса углубления забоя 120

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЖОМЩЦАЦШ 140.

ЛИТЕРАТУРА 142

ПРИЛОШИЯ 151

Введение к работе:

Послевоенный период в истории развития нефтедобывающей промышленности Советского Союза характеризуется быстрым ростом глубин нефтяных и газовых скважин. В первую очередь это относится к нефтяным районам юга страны, в частности к Азербайджану, где объём бурения скважин глубиной более 3,5 тыс.м в 1982 г. превысил 55% всей проходки.

В течение одиннадцатой пятилетки усилия геологов и буровиков Азербайджана будут направлены на поиски залежей нефти и газа в отложения х продуктивной толщи, мощность которых достигает глубины 6...7 тыс.м. Форсируются разведочные работы на мезозойские отложения, залегающие на глубине 4,5...5 тыс.м. В обоих случаях вскрывается мощная толща молодых терригеняых отложений кайнозойского возраста, для которых характерны высокое пластовое и поровое давления. Строительство скважин указанных категорий в обозримом будущем будет определять развитие отрасли в Азербайджане. Однако уровень технико-экономических показателей буровых работ остается крайне низким. Так, средняя коммерческая скорость в разведочном бурении стабилизировалась на уровне 200 м/ст.мес. Как показывает анализ, проведенный в ЭИО ВНИИБТ в г.Баку, длительные сроки строительства глубоких скважин в Азербайджане обусловлены, помимо тяжелых аварий и осложнений, имеющих место в процессе бурения,также неудовлетворительными техническими показателями работы долот (средняя механическая скорость проходки при бурении скважин глубиной более 4 тыс.м составляет 1,5...1,7 м/ч, а проходки за рейс 30...40 м). Такое положение объясняется в значительной степени несоответствием технологии и применяемых технических средств горно--геологическим условиями бурения.

Б этой связи проблема развития и совершенствования технологии и техники глубокого бурения приобретает важнейшее народнохозяйственное значение. Непременным и одним из главных условий решения этой задачи является резкое повышение показателей работы долот. С увеличением глубины скважин ( L ) процесс бурения приобретает качественно новые особенности.

Известно, что затраты на проводку скважин увеличиваются с нарастающим темпом с ростом глубины. Причиной этого, наряду с отмеченными, является также закономерное снижение показателей работы долот, т.е. ухудшением буримости. По современным представлениям под буримостью понимается степень трудности процесса разрушения тех или иных пород на данном уровне развития техники и технологии бурения, т.е. в конечном счете процесс отделения частиц породы от горного массива и, удаление их с забоя скважин на дневную поверхность. Приемлемый темп углубления забоя достигается при обеспечении эффективности как процесса отделения, так и удаления выбуренных частиц.

Различными исследователями [і...25] отмечаются разные факторы, ухудшающие буримость, но одним из основных является превышение давления в скважине над пластовым, т.е. наличие положительного дифференциального давления ( Рдиф ) в системе "скважина-пласт".

За последние годы проведены многочисленные лабораторные и промысловые исследования по выявлению влияния режимных параметров, в том числе и гдцф на буримость. Стендовые исследования [l,5,8J проведенные в условиях, имитирующих забойные, показали, что влияние Рзі/ф на механическую скорость проходки существенно при значениях дифференциального давления до определенных (пороговых) величин. Оцнако количественные зависимости, установленные в этих условиях дают неудовлетворительную сходимость, так как не учиты-

вают всего многообразия факторов, совместно действующих в реальных условиях.

Промысловые исследования [3,4,5,6,10] показали, что величина порогового давления л&жит в пределах 4,0...9 Ша. При превышении указанных значений РзиА чувствительность Vm к изменению режимных параметров резко снижается и процесс становится неуправляемым. Характерен в этом отношении пример бурения скважины № 89 на площади Кюрсангя (Азерб.ССР) в отложениях продуктивной толщи в интервале 3694...4052 м. Так, при Р Зыф = 14...17 Ша увеличение осевой нагрузки с 70...160 кН при реализации на долоте гидравлической мощности до 410 квт приводит к росту Vm всего на 17%. Оцнако, количественные значения пороговых дифференциальных давлений для различных горно-геологических условий бурения не установлены.

На базе промысловых исследовании разработаны математические модели процесса бурения для различных условий [16,19,21,24] . Анализ показал, что большинство из них не учитывают совокупного действия многих факторов, влияющих на процесс углубления забоя в реальных условиях, что приводит к значительным расхождениям между прогнозными и фактическими данными. В связи с этим в последние годы предприняты попытки разработать модели процесса углубления забоя на базе промысловых исследований [2,11,17,18] с учетом влияния условий очистки и дифференциального давления при различном сочетании других регулируемых параметров - осевой нагрузки ($ ), частоты вращения долота ( П ). Оцнако работы, посвященные этой проблеме, методически не обобщены. Отсутствуют четкие рекомендации по выбору гидравлической программы промывки скважин в зависимости от Рвиф и других параметров, что зачастую приводит к тому, что даже при бурении в условиях отрицательных дифференциальных давлений ожидаемого роста механической скорости проходки ( 1/м ) не наблюдается.

Так,например, при бурении скважин на площади Мурадханлы в отложениях продуктивной толщи при равных Р$іф (-3.. .-2 Ша) и других технико-технологических условий,но разных программах промывки - гидравлической мощности, реализуемой на долоте ( /v3 ) и производительности ( Q ), механическая скорость проходки разнится более чем в два раза. Так, на скважине № 68 при G = 140 кН, П = 70 об/мин, Q - 46 л/сек и Лг3 - 354 квт.,средняя механическая скорость проходки в интервале 1922...2243 м составила 3,78 м/ч, а по скважине & 70 в интервале 1945...2270 м при тех же режимных параметрах и идентичных горно-геологических условиях,но т = 152 квт, всего 1,88 м/ч.

Этот пример убедительно свидетельствует о том, что в условиях интенсификации процесса разрушения породы забоя за счет уменьшения угнетающего действия избыточного/7^ вопросы совокупного влияния промывки скважины и других регулируемых параметров приобретают особую актуальность. Однако проблема оптимального использования ограниченной гидравлической мощности насосной установки практически не исследована. Некоторыми исследователями [2,17,18, 22,23J на базе математической модели процесса углубления забоя скважины даны рекомендации по его оптимизации при роторном способе и бурении гидравлическими забойными двигателями (ГЭД). Однако проблемы оптимизации режима бурения глубоких скважин в терригенных отложениях кайнозойского комплекса в условиях низких и отрицательных дифференциальных давлений практически не исследованы.

Принципиально важный, для технологии бурения глубоких скважин забойными двигателями, вопрос о распределении гидравлической мощности подводимой к забою рассматривается либо вне связи с мощностью срабатываемой на долоте [22,27,28j ,либо без рекомендации по оптимальному распределению ее между турбобуром и долотом ^29/.

В настоящей работе поставлены задачи, на основе промысловых исследований, проводившихся в процессе бурения опытных и опорно-технологических скважин в Азербайджане (1968...I98S гг.) и в Туркмении (1980...1983 гг.) исследовать:

совокупное влияние различных факторов на эффективность процесса разрушения забоя глубоких скважин в терригенных отло-жения/х кайнозойского возраста при использовании технологии бурения с регулированием дифференциального давления ;

влияние условий промывки скважины на технико-экономические показатели процесса бурения и выбор универсального параметра оценки ее эффективности.

На базе проведенных исследований разработать:

- математическую модель процесса углубления забоя скважины

и методику выбора оптимальных режимных параметров, с учетом влияния дифференциального давления и гидравлической мощности, реализуемой на долоте, при роторном способе и бурении ГЗД;

- методику использования ограниченной гидравлической мощ
ности насосной установки буровой, с целью обеспечения оптимальных
условий промывки скважины при дифференциальных давлениях ниже по
роговых при бурении роторным способом и ГЗД.

Провести промышленную проверку и дать оценку эффективности разработанных рекомендаций при бурении скважин в Азербайджане и Туркмении.

Подобные работы
Гераськин Вадим Георгиевич
Совместное влияние дифференциального давления и режима промывки скважины на показатели работы долот ( на примере глубокого бурения в объединении "Грознефть")
Овчинников Николай Тихонович
Разработка методов учета влияния гидростатического давления на напряженно-деформированное состояние колонн труб при бурениии и эксплуатации скважин
Костянов Валентин Михайлович
Повышение качества вскрытия продуктивных объектов путем регулирования гидродинамического давления при бурении скважин (на примере месторождений Западного Казахстана)
Симонов Валерий Иванович
Исследование причин возникновения осложнений и разработка мероприятий по их предотвращению при бурении глубоких разведочных скважин в зонах аномально высоких пластовых давлений (на примере месторождений Ямальской нефтегазоносной области)
Соболевский Ярослав Юрьевич
Совершенствование технологии цементирования скважин в продуктивных горизонтах с целью повышения качества разобщения пластов (на примере нефтяных месторождений Прикарпатья)
Грузкова Светлана Юрьевна
Влияние потока высокочастотного емкостного разряда пониженного давления на свойства кожевой ткани в технологии получения мехового полуфабриката
Нгуен Нгок Туан
Прогнозирование горного давления на тоннельную обделку метрополитена с учетом влияния изменчивости свойств нескальных грунтов
Россихин Сергей Юрьевич
Разработка и исследование перфорированных экранов и их влияние на надежность и экономичность последних ступеней цилиндров низкого давления паровых турбин
Поляков Алексей Вячеславович
Разработка метода расчета эффективности процесса резания горных пород струями воды сверхвысокого давления и обоснование параметров устройства для их получения применительно к проходческим комбайнам
Поляков Андрей Вячеславович
Обоснование рациональных параметров импульсных струй воды высокого давления и разработка метода расчета эффективности процесса резания ими горных пород

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net