2.2. Проектирование конструкции скважины

Конструкция скважины – это совокупность числа обсадных колонн, их диаметров и глубин спуска, интервалов затрубного цементирования, а также диаметра скважины под каждую колонну. Данные для раздела берутся студентами на основании проектировочных расчетов курсового проекта по дисциплине «Заканчивание скважин».

3. Проектирование профиля скважины

Студенты проектируют разведочную скважину, поэтому профиль скважины во всех случаях принимается вертикальным и проектировочные расчеты не производятся.

3. Выбор породоразрушающего инструмента

На первом этапе решения этой задачи необходимо провести разделение горных пород геологического разреза на пачки по буримости. Общепризнанными характеристиками отдельной пачки являются следующие:

• твердость и абразивность пород пачки существенно не отличаются;

• толщина пачки не должна быть меньше проходки на долото;

• пачка разбуривается долотами одного типоразмера;

• пачка непрерывна.

Для разделения горных пород разреза на пачки существует несколько способов: способ Бинхема, «реперных» долот, последовательных разбиений, по стратиграфическим подразделениям. Каждый из них не лишен недостатков. В последнем случае на первом этапе разрез подразделяется на стратиграфические пачки, и для каждой из них определяется средневзвешенное значение категории твердости и абразивности пород по следующим формулам:

= , (1)

= , (2)

где H_i и A_i- категории твердости и абразивности породы i- й разновидности;

m_i– толщина i – го прослоя породы, м;

M – толщина выделенной пачки пород, м.

Далее эти показатели сравниваются между собой для соседних стратиграфических подразделений и, ориентируясь на данные таблицы 1, определяется, возможно ли их объединение в одну пачку по буримости.

Фактические значения твердости H_i и абразивности A_i пород для проектируемой скважины и толщины слоев пород m_i берутся из данных раздела «Общая и геологическая часть» (физико-механические свойства пород), собранных на производственной практике или полученных с заданием на курсовой проект (выпускную квалификационную работу).

По буримости горные породы делятся на двенадцать категорий, разбитых на пять групп (мягкие, средней твердости, твердые, крепкие и очень крепкие).

По абразивности породы также делятся на двенадцать категорий, разбитых на три группы – малоабразивные (I – IV категория абразивности), абразивные (V – VIII категория), высокоабразивные (IX – XII категория).

После разбиения стратиграфического разреза на пачки по буримости для каждой из них выбирается тип долота.

Выбранное долото должно:

• соответствовать твердости и абразивности горных пород;

• обеспечивать наиболее эффективное разрушение породы на забое скважины;

• быть одинаковым по стойкости вооружения и опоры (для шарошечных долот);

• обеспечивать минимальную стоимость метра скважины.

В ряде случаев Заказчиком (Инвестором) в качестве критерия выбора породоразрушающего инструмента может быть предложен максимум механической скорости бурения и (или) проходка на долото. Однако чаще всего выбор типа долота производится по средневзвешенным значениям твердости пород и их абразивности . При этом следует учитывать верхние значения этих показателей H_в и A_в для каждой выделенной пачки пород по буримости. Исходя из этих показателей, рекомендуемые области применения шарошечных долот приведены в таблице 2. При выборе типа долота следует руководствоваться также рекомендациями завода – изготовителя.

Таблица 1