Прогнозирование литологических и коллекторских характеристик пород в процессе бурения горизонтальных нефтегазовых скважин

 1 ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение 5
1. Современное состояние прогнозирования литологических и коллекторских характеристик пород в процессе бурения горизонтальных нефтегазовых скважин 8
1.1. Г еолого-технологичсские методы прогнозирования литологических и коллекторских характеристик пород в процессе бурения горизонтальных скважин 9
1.1.1. Особенности геолого-технологических исследований горизонтальных скважин 9
1.1.2. Прогнозирование литологических и коллекторских характеристик пород по данным метода продолжительности бурения 10
1.1.2.1. Метод продолжительности (скорости) бурения 10
1.1.2.2. Факторы, влияющие на продолжительность бурения 12
1.1.2.3. Нормализация продолжительности бурения 21
1.1.2.3.1. Математические модели процесса бурения 21
1.1.2.3.2. Метод В.Н. Дахнова 28
1.1.2.3.3. Метод б-экспоненты 29
1.1.2.З.4. Метод сигма-каротажа 31
1.1.2.3.5. Уравнение Комбса и его аналоги 32
1.1.2.4. Геологическая интерпретация данных продолжительности бурения 34
1.2. Геофизические методы прогнозирование литологических и коллекторских характеристик пород в процессе бурения горизонтальных скважин 40
1.2.1. Информативность геофизических методов в условиях горизонтальных скважин 40
1.2.2. Прогнозирование литологических и коллекторских характеристик пород в процессе бурения горизонтальных скважин 41
1.3. Результаты анализа состояния и перспектив 44
47
47
54
55
59
61
62
74
74
82
84
85
87
88
2
прогнозирования литологических и коллекторских характеристик пород в процессе бурения горизонтальных скважин
Разработка методики прогнозирования литологических и коллекторских характеристик пород в процессе бурения горизонтальных скважин
Методическая схема прогнозирования литологических и коллекторских характеристик пород в процессе бурения горизонтальных скважин Выбор опорного параметра
Корректная регистрация и обработка в реальном масштабе времени
Наличие взаимосвязей со свойствами разбуриваемых пород Унификация и регистрация параметра в большинстве скважин участка прогнозирования Помехоустойчивость
Методика прогнозирования литологических и коллекторских характеристик пород в процессе бурения горизонтальных скважин
Определение относительного параметра буримости Перевод относительного параметра буримости горизонтальной скважины в вертикальную проекцию Сопоставление относительных параметров буримости вертикальной скважины и вертикальной проекции относительного параметра буримости горизонтальной скважины
Определение связи относительного параметра буримости вертикальной скважины с параметром глинистости Определение связи относительного параметра буримости горизонтальной скважины с параметром глинистости вертикаїьной скважины
Прогнозирование литологии пород в процессе бурения
13
Рис. 1.1. Зависимость скорости бурения V от осевой нагрузки в.
Разрушение: 1 - объемное, 2 - усталостное, 3 - поверхностное
У=аСт (1.1)
где а и гп - коэффициенты, зависящие от свойств породы, конструкции долота и других режимных параметров.
В зависимости от свойств породы показатель т может меняться от 0,6 до 3, причем по данным В. С. Федорова минимальное значение гп (1 < ш < 2) характерно для твердых пород и наибольшее (2 < т < 2) - для мягких. Величина т зависит также от шага зубьев, их взаиморасположения но отношению к образующей конуса, угла при вершине зубьев, т.е. чем рациональнее рабочая поверхность шарошек относительно данной породы, тем выше значение т [83].
Существенное влияние на показатель т оказывает степень очистки забоя от шлама. При плохой очистке забоя эффективность нагрузки резко снижается, гак как на забое образуется шламовая подушка, и механическая скорость бурения уменьшается за счет вторичного перемалывания шлама. Зашламлснис забоя может снизить показатель ш до единицы, а иногда и меньше. Таким образом, степень очистки определяет величину нагрузки на долото.
Следует отметить еще одну особенность в зависимости У=1*(С). Повышение критической нагрузки Окр, способствует иногда не увеличению V, а снижению ее [73]. Величина Окр зависит от крепости породы (чем меньше критическое напряжение породы, тем меньше Окр), степени очистки забоя скважин от выбуренной породы (чем меньше шлама на забое, тем выше Окр), рабочей поверхности долота (чем ниже зубья шарошек, тем меньше Окр). Последнее объясняется тем, что после погружения зубьев
14
шарошек под нагрузкой в = Скр в породу на величину, равную высоте наименьших зубьев, дальнейшее увеличение в не приводит к увеличению погружения, а следовательно, и к росту V.
Другими исследователями наличие такой нагрузки вкр не подтвердилось.
Фактором, существенно влияющим на скорость бурения, также является частота вращения долота п [73].
С ростом числа оборотов долота увеличивается число поражений забоя зубьями шарошек в единицу времени, растут скорость удара зубьев о породу и динамическая составляющая нагрузки на долото.
Все эго обеспечивает рост V. Но с увеличением п уменьшается время контакта зуба с породой т, что способствует снижению скорости бурения. Поэтому зависимость V = 1'(п) очень сложна [83].
При различных режимах разрушения породы - поверхностном, усталостном и объемном зависимость У=Г(п) различна (рис. 1.2).
Рис. 1.2. Зависимость скорости бурения V от вращения долога п.
Разрушение: 1 - объемное, 2 - усталостное, 3 — поверхностное
В общем виде зависимость V =Дп) можно выразить уравнением V = апь (1.2)
где а и Ь— коэффициенты, зависящие от свойств породы и режима бурения. Показатель степени при п меняется в широких пределах, но, как правило, Ь<1, причем меньшие величины Ь соответствуют породам большей твердости.
В. С. Федоров показывает и в этой зависимости наличие критического числа оборотов пкр. Но другие исследователи такого максимума не подтверждают.