18. В каких условиях целесообразно бурение горизонтальных участков ствола скважин? Особенности бурения и крепления горизонтальных стволов.
Основное преимущество горизонтальных и разветвлено- горизонтальных в:
1) в увеличение
области дренирования-повышения поверхности вскрытия п.п., обеспечивающих повышения производительности экспл. скважины и увеличения степени извлечения углеводородов, повышения конечного коэф. нефтегазоотдачи пласта;
2) снижение удельных объёмов подготовительных и строительно-монтажных работ, сокращение объёмов буровых работ;
3) увеличение сроков безводной эксплуатации скважин за счет снижения перепадов давления на п.п.;
4) повышения эффективности создания и эксплуатации подземных хранилищ газа;
5) в эффективной разработки морских месторождений, месторождений находящихся в труднодоступных регионов;
6) в повышение эффективности разработки месторождений с трудно извлекаемыми запасами высоковязких нефтей, разработке сложно построенных коллекторов (низко проницаемые неоднородные пропластки);
7) повышение эффективности разработки п.п. малой толщины;
8) восстановление бездействующих скважин методом зарезки и бурения дополнительных горизонтальных стволов из эксплутационных колонн ранее пробуренных скважин;
9) кустовое размещение устьев горизонтальных скважин позволяет оптимизировать их наземную обвязку и автоматизировать процесс управления скважинами.
Недостатки:
1) удорожание стоимости строительства горизонтальной скважины и разветвлено горизонтальной скважины (рис): 1-расвор без твердой фазы (отстой), 2-зона суспензии, 3- осевший шлам, 4-оползание шлама;
2) сложности в выборе режима отработки долота со сохранением устойчивости ствола скважины и выбора гидравлической программы промывки.
3)неопределенность места прорыва пластовых вод при эксплуатации скважины.
4)сложности проведения геофизических и гидродинамических исследований требующих разработки специально технических средств (гибких труб) и технологий;
5)затруднения в выборе методов технических средств и технологии проведения ремонтно-восстановительных работ.
19. Что понимается под режимом бурения и какова методика его оптимизации?
Режим бурения – это сочетание факторов, определяющих скорость и стоимость проходки конкретного интервала горных пород, выделенного как режимная пачка.
Режимная пачка – это непрерывный интервал бурения, в котором геолого-технологические условия принимаются постоянными, независящими от глубины залегания горных пород в пределах пачки.
Режим бурения это сочетание таких параметров, которые влияют на показатели работы долота и которые бурильщик может оперативно изменять с поста управления.
Режим бурения, обеспечивающий получение наилучших технико-экономических показателей при данных условиях бурения, называется оптимальным. Иногда в процессе бурения приходится решать специальные задачи: проводку скважины через поглощающие пласты, обеспечение минимального искривления скважины, максимального выхода керна, качественного вскрытия продуктивных пластов. Режимы бурения, при которых решаются такие задачи, называются специальными.
При вращательном бурении режим работы долота принято задавать следующими параметрами:
1) осевой нагрузкой на долото, кН;
2) частотой вращения долота, об/мин;
3) количеством промывочной жидкости или воздуха, подаваемых на забой для выноса разрушенной горной породы и охлаждения инструмента, м3/с.
При нагружении долота осевой нагрузкой G создается необходимое для разрушения горной породы напряженное состояние и осуществляется отбор энергии от вращающегося инструмента для обеспечения последовательного разрушения породы по всему забою. Осевая нагрузка:
где gi – интенсивность осевой нагрузки, кН на 1 мм диаметра D долота. Предельные значения gi составляют 0,5–1,5 кН/ мм, причем меньшим диаметрам долота соответствует нижний предел, а большим – верхний предел.
По частоте вращения различают три режима работы:
1) низкооборотное (роторное) бурение – nд ≤ 90 об/ мин;
2) при средних частотах вращения, в пределах которых выделяют два диапазона – 90 < nд ≤ 250 об/ мин; 250 < nд << 450 об/ мин; эти диапазоны реализуются при вращении долот объемными забойными двигателями и редукторными турбобурами и электробурами;
3) высокооборотное бурение – nд ≥ 450 об/ мин; реализуется при бурении с безредукторными турбобурами и электробурами.
Промывка или продувка скважины должны обеспечивать полное и своевременное удаление шлама с забоя и из скважины, а также обеспечивать работу гидравлических забойных двигателей. Расход бурового раствора предварительно подбирается из этих трех условий:
из условия очистки забоя определяется расход Q1:
где qуд – удельный расход бурового раствора, м3/ (с⋅м2) или м/с; Fз – площадь забоя скважины.
из условия подъема шлама в кольцевом зазоре между бурильными трубами и стенкой скважины определяется расход Q2:
где u – необходимая скорость восходящего потока жидкости, м/с; Fк – площадь кольцевого зазора.
из условия обеспечения работы гидравлического забойного двигателя определяется расход
где Mд – крутящий момент, необходимый для вращения долота; kз – параметр забойного двигателя.
Стойкость или долговечность долота, характеризующаяся временем механического бурения долотом до его полного износа, обозначается буквой Т и измеряется в числах.
Показатели
Н и Т первичные, по ним определяют другие,
более сложные показатели. Отношение
получило название механической скорости
проходки (бурения), измеряется в м/ч и
характеризует среднюю скорость разрушения
горной породы.
Для характеристики общего темпа углубления скважины используется показатель, называемый рейсовой скоростью vp:
где Тсп — время на спуск и подъем инструмента для смены долота; 7"в — время на вспомогательные работы, отнесенные к рейсу.
Наиболее общий интегральный показатель работы долота — себестоимость 1 м проходки.. Этот показатель рассчитывается по формуле :
Критерии оптимизации имеют вид:
