vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Достоинства алмазных долот рассматриваются в работах [6, 7].

ВЫБОР ДОЛОТА

Чтобы выбрать рациональный тип долота для конкретной породы можно использовать следующие показатели: а) стоимость 1 м. проходки; б) удельную энергию; в) износ долота; г) результаты работы долот и геологические данные соседней скважины.

Выбор рационального типа долота подробно рассмотрен в научном докладе Общества инженеров-нефтяников [10]

Стоимость 1м проходки

Критерием выбора долота является стоимость 1 м. проходки:

где Сд—стоимость долота; l с.п—время спуско-подъем; tf— время бурения; Сч—

стоимость 1 ч работы буровой установки; Lи—длина пробуренного интервала.

Из уравнения (4.1) видно, что стоимость 1 м. проходки определяется пятью переменными. Время спуско-подъема не всегда можно легко определить, кроме случая непрерывного спуска в скважину и подъема из скважины. В этом случае tc.n—сумма

времени, затраченного на спуск и подъем. Если долото поднимают в башмак обсадной колонны для профилактики ствола, то продолжительность этой операции влияет на общее время спуска и подъема и, в свою очередь, на стоимость 1 м. проходки. Время бурения прямо пропорционально стоимости 1 м. проходки при постоянстве других переменных.

Стоимость 1 ч работы буровой установки значительно влияет на стоимость 1 м. проходки. Для одного интервала на одной площади при бурении различными установкам (с разными величинами Сч) одним и тем же долотом получают различные стоимости 1 м проходки при одинаковом времени чистого бурения.

Если величина Сч взята как произвольная (например, 900 дол./ч), то при решении уравнения (4.1) получим эквивалентную стоимость 1 м для всех буровых установок. Стоимость 1 м. проходки в этом случае не является реальной величиной и не соответствует действительным и запланированным затратам.

Выбор долот на основе минимума стоимости 1 м. проходки обеспечивает самое низкое значение С в данном пласте или интервале скважины (см. пример 4.1).

С помощью метода совокупной стоимости 1 м. проходки (ССМ) могут быть определены показатели работы долота в различных интервалах скважины. При использовании этого способа используют уравнение (4.1) для определения стоимости 1 м. проходки, допустим для интервала 10 м., при приемлемом времени на спуско -

подъемные операции Т. В работе [11] показано, что когда величина ССМ начинает возрастать, то это время определяет момент извлечения долота из скважины. Метод ССМ используют для определения глубины, при которой долото становится не экономичным. Недостатки этого метода следующие:

необходимость точного измерения и прогнозирования Lu, tс.п и tб

ССМ может резко возрастать при бурении интервала сложенного твердыми породами и уменьшаться, когда долото проходит этот пласт (см. пример 4.1).

Вследствие этих неопределенностей извлечение долота по величине ССМ может оказаться преждевременным.

Л. Варго [12] предлагает определять несколько величин ССМ и соответствующей дополнительной стоимости 1 м. проходки (ДСМ) для каждых 10 м. При такой методике долото выбирают по разнице между ДСМ и ССМ.

УДЕЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Простой практический способ выбора рационального типа долота можно осуществлять по величине удельной энергии SE, которую определяют как отношение

механической работы к объему выбуренной породы. Механическая энергия при работе долота

(4.2)

где W—нагрузка на долото; R—радиус долота; N—частота вращения долота.

Объем выбуренной породы за 1 мин работы долота

где PR — механическая скорость бурения.

При этом удельная энергия

где РR-механическая скорость бурения.

При этом удельная энергия

Если заменить R=0.5D(где D-диаметр долота), то формулу (4.4)

можно записать в виде

где W—нагрузка на долото, Н; N—частота вращения долота, об /мин; D—диаметр доло- та, мм; PR—механическая скорость бурения, м/ч.

В работе [13] показано, что удельная энергия не учитывает основные физико-

механические свойства породы. Эта величина зависит от типа и конструкции долота. При бурении мягких и твердых пород, значения удельной энергии различны. Это свой- ство удельной энергии представляет эффективное средство для выбора соответствую-

щего типа долота. Долото, при бурении которым получают минимальную удельную энергию в данном интервале, — самое экономичное.

Из уравнения (4.5) видно, что для данного типа долота удельная энергия SE может быть постоянной при любом сочетании величин W и N. Это происходит вследствие того, что изменения в произведении WN ведут к увеличению PR (при оптимальном режиме промывки

скважины). Для долот конкретного типа существует определенное рациональное соотношение величин PR и WN. Следовательно, удельная энергия представляет собой меру

эффективности работы долота в конкретных отложениях и характеризует взаимодействие между долотом и породой. Тот факт, что удельная энергия по сравнению с механической скоростью бурения менее чувствительна к изменениям в WN позволяет использовать

эту величину при выборе типа долота на практике.

Примечания.1. Долото извлечено из скважины. 2. В расчетах принято, что время СПО составляет 6 ч. Суммарная стоимость 1 м. проходки определялась по формуле (4.1), где стоимость долота 10260 дол ,стоимость буровой установки 900 дол.

Рис. 4.17. Зависимость стоимости 1 м. проходки (кривая l) и удельной энергии (кривая 2) от

глубины скважины отложениях и характеризует взаимодействие между долотом и породой. Тот факт, что

удельная энергия по сравнению с механической скоростью бурения менее чувствительна к изменениям в WN позволяет использовать эту величину при выборе типа долота на

практике.

Пример 4.1. Данные, представленные в табл. 4.4, отражают показатели бурения с применением штыревого долота. Интервал был разделен на 10 частей. Суммарная стоимость 1 м. проходки и удельная энергия в каждой части рассчитаны с помощью уравнений (4.1) и (45) соответственно и приведены в табл. 4.4. На рис. 4.17 показаны графики изменения стоимости 1 м. проходки и удельной энергии.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Из рис. 4.17 видно, что суммарная стоимость 1 м. проходки уменьшается до глубины, при которой долото извлекается из скважины. Удельная энергия не отражает такой тенденции. Это указывает, что показатели работы в каждом интервале регулируются твердостью породы интервала. На суммарную стоимость 1 м. проходки влияют показатели работы долота в предыдущем интервале. Суммарная стоимость 1 м. проходки может иметь мгновенную минимальную или максимальную величину в данном интервале. Целесообразно использовать не фактические показатели работы долота, а среднюю величину суммарной стоимости 1 м. в интервале. График удельной энергии дает более реальную величину показателей работы долота в каждом интервале.

В расчеты удельной энергии SE не входят нарастающие цифры, кроме использования суммарной глубины (см. рис. 4.17).

Из приведенного выше видно, что показатели работы различных типов долот могут сравниваться на основе стоимости работы буровой установки и времени на спуско-подъемные операции. Независимость удельной энергии SE от стоимости работы буровой установки и времени на спуско -подъемные операции облегчает выбор типа

долота на практике.

Пример 4.2. На рис. 4 18 представлены данные по 43 скважинам, пробурен ным до средней глубины 2650 м. Удельные энергии четырех буровых долот, используемых на этом месторождении, были определены и нанесены на график в зависимости от глубины (см. рис. 4 18). Типы долот, для которых построен график являются наиболее часто используемыми и изготовляемыми различными производителями Долота типов F2 и J22—штыревые, а типов J3 и S21—с фрезерованными зубцами Необходимо найти лучшие типы долот для 6) резания

последующих скважин

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Рис. 4.18. Зависимость удельной энергии от глубины скважины для различных типов долот буровой установки и времени на спуско- подъемные операции облегчает выбор

типа долота на практике.

Пример 4.2. На рис. 4 18 представлены данные по 43 скважинам, пробуренным до средней глубины 2650 м. Удельные энергии четырех буровых долот, используемых на этом месторождении, были определены и нанесены на график в зависимости от глубины (см. рис. 4 18). Типы долот, для которых построен график являются наиболее часто используемыми и изготовляемыми буровой установки и времени на спуско -подъемные

операции облегчает выбор типа долота на практике.

Пример 4.2. На рис. 4 18 представлены данные по 43 скважинам, пробуренным до средней глубины 2650 м. Удельные энергии четырех буровых долот, используемых на этом месторождении, были определены и нанесены на график в зависимости от глубины (см. рис. 4 18). Типы долот, для которых построен график являются наиболее часто используемыми и изготовляемыми различными производителями Долота типов F2 и J22—штыревые, а типов J3 и S21—с фрезерованными зубцами Необходимо найти лучшие типы долот для 6) рения последующих скважин