РОЗДІЛ 2
УДОСКОНАЛЕННЯ РЕЖИМНО-ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПАРАМЕРТІВ
ВІДБОРУ КЕРНА В ПОХИЛО СПРЯМОВАНИХ ТА
ГОРИЗОНТАЛЬНИХ СВЕРДЛОВИНАХ
2.1. Вибір оптимального навантаження на породоруйнівний інструмент
Відомо, що крім правильного підбору типу породоруйнівного інструменту, дуже важливим моментом для якісного процесу відбору керна є режим буріння. Як було висвітлено в розділі 1, режимно - технологічні параметри буріння мають значний вплив на кінцевий результат буріння з відбором керна - його винос.
Розроблений експрес метод вибору оптимального навантаження при бурінні з відбором керна в горизонтальних та похило спрямованих свердловинах для будь-яких геолого-технічних умов. Така методика складається з наступних етапів:
1) Ретельно вивчивши існуючий матеріал при бурінні вибрати бурильну головку оптимального типорозміру. Вибрати керноприймальний пристрій такої габаритної довжини і діаметра, що забезпечують вільне проходження компоновки в інтервалах набору кривизни разом з вибійним двигуном.
2) Проводити перше довбання при постійній частоті обертання та кількості промивальної рідини. Почати буріння з навантаження 10 кН, поступово збільшуючи його на одну і ту ж величину (від 5 до 10 кН). Визначаючи механічну швидкість буріння при збільшенні навантаження побудувати графік цієї залежності. Проводити збільшення навантаження до тих пір, поки будуть відмічені постійні зупинки вибійного двигуна.
3) На побудованому графіку залежності механічної швидкості буріння з відбором керна від навантаження визначити зону найвищої швидкості та межі оптимального навантаження.
4) Проводити подальший відбір керна до повного запланованого об'єму при визначеному навантаженні. В випадку зміни хоча б однієї з геолого-технічних умов (типу гірської породи, типорозміру вибійного двигуна, керноприймального пристрою або бурильної головки) рекомендується повторити операції описані в п. 2).
Базуючись на цьому методі були проведені промислові експериментальні дослідження в свердловинах ВАТ "Укрнафта" та АТ "Татнафта". Експеримент по визначенню оптимального навантаження був проведений в похило спрямованій ділянці свердловини № 38275г Куакбашської площі АТ "Татнафта". Дослідження проводились в інтервалі залягання башкирських відкладів (939-1030 м), при зенітному куті в інтервалі відбору керна 71-72?. З огляду на досвід буріння горизонтальних свердловин в цих геолого-технічних умовах при відборі керна була запропонована наступна КНБК:
- бурильна головка ІНМ- АП 212,7/100 МС (L=0,3 м);
- керноприймальний пристрій ПКГ-172/100 -3 (L=5,0 м);
- гвинтовий вибійний двигун Д в-172 (L=5,66 м).
Бурильна головка типу ІНМ забезпечує найбільш високу швидкість механічного буріння в вапняках, в порівнянні з іншими типами бурильних головок. Керноприймальний пристрій ПКГ-172/100 -3 був вибраний з умов вільного проходження в інтервалах набору кривизни. Використовували вибійний двигун Дв-172, оскільки Дв-195 не забезпечував умов вільного проходження в свердловині, а менші двигуни не забезпечують необхідні технічні характеристики.
Параметри промивальної рідини:
- густина - 1110-1200 кг/м3;
- умовна в'язкість - 25-26 с.;
- водовіддача - 5-6 см3 за 30 хвилин.
При проведенні експериментальних досліджень по виявленню оптимального навантаження на бурильну головку решта технологічних параметрів залишались незмінними:
- частота обертання - 2 с.-1 ;
- витрати промивальної рідини - 0,012 м3/с.
Виходячи з результатів буріння з відбором керна у вертикальних свердловинах в даних геолого-технічних умовах навантаження на бурильну головку змінювалося від 10 до 110 кН.
Весь інтервал відбору керна був складений однорідними породами (міцними, тріщинуватими, кавернозними вапняками з високим ступенем нафтонасичення), отже з деякою похибкою можна припустити, що умови проведення експериментальних досліджень були аналогічними. Але оскільки при бурінні з відбором керна в інтервалі протяжністю 71,0 м однією бурильною головкою мав місце знос бурильної головки, то результати експериментів узагальнювалися на різних етапах спрацьованості породоруйнівного інструменту. Всього при проведенні робіт по бурінню з відбором керна було проведено 19 довбань .
Аналізуючи результати досліджень, слід відзначити, що протягом перших чотирьох довбань зносу бурильної головки ні по діаметру, ні по висоті вставок з твердого сплаву не спостерігалось. У період з п'ятого по дев'яте довбання відмічені сколи зубків і знос по діаметру, тому результати експериментів у цих довбаннях не дають об'єктивної інформації про вплив навантаження на механічну швидкість. З 10-го довбання знос бурильної головки був практично однаковим до 16-го довбання. При бурінні 17-19-го довбань продовжився знос бурильної головки по діаметру та випадіння зубків, тому результати досліджень в цих довбаннях не беруться до уваги. Таким чином, аналізуючи проведення експерименту слід опиратися на результати буріння з відбором керна в довбаннях, що зображені на рис. 2.1 та приведені в табл. 2.1.
Для наглядності один графік ілюструє зміну швидкості в довбаннях 1-3, а другий графік побудований за даними зміни швидкості в довбаннях 10-16. Слід відзначити, що загальна тенденція графіків аналогічна - ріст механічної швидкості при збільшенні навантаження до 80-90 кН, з подальшим падінням механічної швидкості при перевищенні цього навантаження.
1. Залежність механічної швидкості буріння
з відбором керна від навантаження.
Таблиця 2.1
Результати проведення експериментальних досліджень
в свердловині № 38275г Куакбашської площі
№ дов-банняІнтервал,
мПроходка,мНаванта-ження, кНЧас бурін-ня, годМех.швидкість, м/год1234561939,0-943,04,0503,11,62943,0-947,04,0801,52,663947,0-951,04,01002,51