Способ определения предельного динамического напряжения сдвига бурового раствора в скважине

Способ определения предельного динамического напряжения сдвига бурового раствора в скважине

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕДЕЛЬ-, НОГО ДИНАМИЧЕСКОГО НАПРЯЖЕНИЯ СДВИ к Tua--a 4(.()cT.-a) V ) где и К скорость спуска колонны бурильных труб, см/с; коэффициент сжатия бурового раствора в скважине, МПа; т время запаздывания выхода , буровогораствора, с; коэффициент сжатия струи; V/ суммарная площадь попереч|| .L: I , AiHi:. ГА БУРОВОГО РАСТВОРА В СКВАЖИНЕ путем создания страгивающего усилия непосредственно в скважине, отличающийся тем, что, с целью упрощения и ускорения определения предельного динамического напряжения сдвига бурового раствора дифференцированнбго по интервалам скважины в процессе бурения, создание страгивакяцего усилия осуществляют путем спуска колонны бурильных труб в скважину на постоянной скорости, причем одновременно замеряют время от начала спуска до начала течения бурового раствора из скважины в желоб и длину спущенных за это время бурильных труб, а значение предельно- j го динамического напряжения (П сдвига рассчитывают по формуле : ного сечения отверстий в 00 долоте, сд J - плотность бурового раствора , с1,3) соответственно диаметр 4ib труб и скважины, см; Н - глубина скважины, см; 00 В - длина бурильной колонны в скважине до начала спуска, см.

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК

399 09 К 7 00

ГООУДАРСТОЕННЫЙ НОМИТЕТ OCCAM

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ

1, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (к тоа - ржиат,/- - - (+,.„" .Дсъ-а)

4чцъ н — d t)(е ()т) где 1) скорость спуска колонны бурильнЫх труб, см/с; коэффициент сжатия бурового раствора в скважине, МПа; ного сечения отверстий в долоте, см 1 плотность бурового раствора, г/смир соответственно диаметр труб и скважины, см; глубина скважины, см; длина бурильной колонны в скважине до начала спуска, см.

Н евремя запаздывания выхода, бурового. раствора, с; коэффициент сжатия струи; суммарная площадь попереч- (21) 3391499/23-03 (22) 12.04.82 (46) 15.08.83. Бюл. Р 30 (72) Р.И. Кулиев, Э.М. Сулейманов и Х.Я. Рашидов (71) Ордена Трудового Красного

Знамени Азербайджанский научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (53) 622.243.13(088.8) (56) 1. Рязанов Я.A. Справочник по буровым растворам, М., Недра, 1979, с. 16-18.

2. Там же. . 3. Маккрей A.Ó. и Колле Ф.У.

Технология бурения нефтяных скважин, М., Гостоптехиздат, 1963, с. 326-329(прототип). (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕДЕЛЬ-, НОГО ДИНАМИЧЕСКОГО НАПРЯЖЕНИЯ СДВИ—

„.SUÄÄ 5048 А

ГА БУРОВОГО РАСТВОРА В СКВАЖИНЕ путем создания страгивающего усилия .непосредственно в скважине, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения и ускорения определения предельного динамического напряжения сдвига бурового раствора дифференцироваййого по интервалам скважины в .процессе бурения, создание страгивающего усилия осуществляют путем спуска колонны бурильных труб в скважину.на постоянной скорости, причем одновременно замеряют время от начала спуска до начала течения бурового раствора из скважины в желоб и длину спущенных за это время бурильных труб, а значение предельно- ф го динамического а напряжения сдвига рассчитывают по формуле:

1035048

h9 (i-È о 44

10 к(э н- Рр) (9Г к

Чь т04-2Р Иа1 р <<,< (В- )

О (2) Мг(Э И-й Е)И т) Изобретение относится к технологии бурения скважин и может быть использовано в нефтегазовой промышленности, геологии, разведке недр и других отраслях народного хозяйства, связанных с бурением скважин.

Известен способ определения предельного динамического напряжения сдвига бурового раствора в лаборатории или на буровой с помощью ротационных вискозиметров BCH-2М и

ВСН-3. Предельное динамическое напряжение сдвига - это условная величина, характеризующая прочность структурной сетки, которую необходимо резрушить для обеспечения те- 15 чения бурового раствора. Эту величину невозможно измерить непосредственно каким-нибудь прибором. Она может быть определена графически или расчетным путем. Поэтому для получения предельного динамического напряжения сдвига приборами ВСН-2М и ВСН-3 производят соответствующие измерения и по полученным данным строят график и делают расчеты ). 1).

Известен способ определения предельного динамического напряжения сдвига бурового раствора в лаборатории или на буровой с помощью ротационного высокотемпературного реометра PBP. По данному способу для получения предельного динамического напряжения сдвига прибором PBP производят определенные измерения при различных температурах и по замерен1 ным данным строят график и делают расчеты (2).

Однако согласно этим способам для получения предельного динамического напряжения сдвига бурового раствора соответствующие измерения про- 49 изводят не в скважине, а на поверхности земли, поэтому-применение полученной величины предельного динамического напряжения сдвига бурового раствора в гидродинамических формулах и расчетах для скважинных условий трудно применимо.

Наиболее близким к предлагаемому по .техническому решению и достигаемому результату является способ определения предельного динамического напряжения Сдвига в скважине путем создания страгивающего усилия непосредственно в скважине, для чего на определенной глубине скважину промывают, замеряют давление Р при промывке, затем циркуляцию прекращают на определенный период и далее фиксируют давление Р при первоначаль-.. ной продавке бурового раствора. При этом разница этих давлений Р -p = Р и есть величина давления, которая тратится на преодоление предельного динамического напряжения сдвига, причем величину предельного динамического напряжения сдвига определяют t 3), подставив значение ЬР в формулу: где З вЂ” диаметр скважины, м; д — наружный диаметр труб, м;

Ь вЂ” длина спущенных труб, м.

Таким образом, для определения предельного динамического напряжения сдвига необходимо выполнение дополнительных (непроизводительных) операций: наворачивание вертлюга, пуск насосов, простаивание буровой, вновь пуск насосов, отворачивание вертлюга, Все это отнимает немало непроизводительного времени, сил и средств ° Кроме того, эту операцию по укаэанной причине невозможно часто осуществлять по интервалам глубин, например, для каждой свечи (три бурильные трубы, длиной, в среднем, 36 м). Обязательная необходимость частых замеров величины предельного динамического напряжения сдвига по интервалам вызвана тем, что эта величина по стволу скважины существенно изменяется.

Таким образом, известный способ имеет следующие недостатки: необходимо выполнять дополнительные технологические операции; затрачивать лишние финансовые средства; способ невозможно осуществлять часто, по малым интервалам.

Цель изобретения — упрощение и ускорение определения предельного динамического напряжения сдвига бурового раствора дифференцированно по интервалам скважины в процессе бурения.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения предельного динамического напряжения сдвига бурового раствора в скважине путем создания страгивающего усилия непосредственно в скважине, последнее осуществляют путем спуска .колонны бурильных труб в скважину на постоянной скорости, причем одновременно замеряют время от начала спуска до начала течения бурового раствора иэ скважины в желоб и длину спущенных за это время бурильных труб, а значение предельного динамического напряжения сдвига рассчитывают по формуле:

3 1035О4В где О - скорость спуска колонны бурильных труб, см/с;

К - коэффициент сжатия бурового раствора в .скважиие, Mlctt

Т вЂ” время запаздывания выхода бурового раствора, с; 5

p - коэффициент сжатия струи; — суммарная площадь поперечного сечения отверстий в долоте, см ;

- плотность бурового раство- 30 ра, г/см>.g )) — соответственно диаметр труб ! и скважины, сму

- глубииа скважины, см; .8 - длина бурильной колонны в . )5 скважине до начала спуска,см.

Сущность и последовательность осуществления способа заключается в следующем.

Спуско-подъемные олерации в бу- . -2О ренин осуществляются (в среднем) один раз в два дня. При спуске очередной свечи происходит запаздывание выхода бурового раствора из скважины ввиду проявления предельного динамического напряжения сдвига (при выводе формулы учитывается и тот факт, что часть жидкости при спуске проходит через отверстия долота внутрь бурильных труб ). С помощью секундомера замеряется время от начала спуска каждой бурильной свечи до начала течения бурового раствора из скважины в желоб. У устья скважины. замеряется длина спущенных труб до начала течения бурового раствора из скважины. Скорость спуска выдерживают постоянной (например, с помо-. щью гидромата), замеренное время запаздывания выхода бурового раствора из скважины, скорость спуска бурильных труб и другие величины .подставляют в формулу (2). Таким образом вычисляется значение величины предельного динамического напряжения сдвига через каждые 30-40 м по глубине скважины.

Данный способ не требует выполнения дополнительных технологических операций, затрачивания лишних финансовых средств, так как замер осуществляется во время выполнения необходимых производственных операций, дает возможность определять предельное динамическое напряжение сдвига через каждые 30-40 м по глубине скважины.

Заказ 5755/22 Тираж 639 " Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Никулин

Редактор Л. Авраменко Техред A.Áàáèíåö Корректор О. Билак