2.6. Анализ физико-механических свойств горных пород

Механические свойства горных пород зависят от их литологических особенностей. Поэтому влияние глубины залегания рассматривается для пород различных типов. Глубина залегания обломочных пород существенно отражается на их механических свойствах. У обломочных пород, имеющих одинаковый минералогический состав и тип цемента, например, у алевролитов с глинистым цементом, при увеличении глубины залегания твердость возрастает в 2-3 раза. С ростом глубин залегания скелет обломочных пород становится более плотным, зерна кварца отмечаются в результате механического уплотнения, в связи с чем твердость увеличивается и уменьшается пластичность.

Наиболее плотными в данном разрезе являются отложения Ахской свиты, наименьшей твердостью обладают породы четвертичных отложений, а также Атлымской и Чеганской свит. Основным критерием оценки физико-механических свойств являются изменение таких параметров, как твердость горных пород по штампу (Рш), значения коэффициентов образивности (Ка) и твердости (Кт). Используя информацию, представленную в геологической части проекта, дополним таблицу описанием твердости горных пород по штампу, значениями категории твердости. Сведения об изменении физико-механических свойств горных пород по разрезу скважины представлены в таблице 1.3.4.

Анализируя данные таблицы 1.3.4, приходим к заключению, что геологический разрез в основном сложен мягкими породами (Рш= 75-430 МПа) и породами со средней твердостью (500-560 МПа).

2.7. Разделение геологического разреза на интервалы условно одинаковой

буримости.

Разделение геологического разреза на интервалы, согласно условию одинаковой буримости производится по наиболее эффективным показателям: отработки долот, свойствами горных пород, механической скорости бурения и проходки за один рейс.

Пачка должна быть:

1. непрерывна.

2. пробурена одним типом и размером долота.

3. сложена породами, близкими по метологическому составу.

Следовательно, на основании данных литологического состава пород и

физико-механических свойств можно выделить следующие пачки условно

одинаковой буримости:

0-800 м,

800-1300 м,

1300-1980 м,

1980-2730 м.

Данные интервалы, при разбуривании этих пачек применяются однотипные долота. Породы, слагающие данные пачки, близки по литологическому составу и физико-механическим свойствам в пределах каждой пачки.

2.8. Выбор способа бурения

Бурение в Западной Сибири ведется как роторным способом, так и с применением забойных двигателей. В качестве исходной информации для предварительного выбора способа бурения используются следующие данные: глубина бурения, диаметры долот, типы породоразрушающего инструмента и бурового раствора, забойные температуры.

Проектируемая скважина предназначена для эксплуатации нефтяного пласта 2680-2695м. Бурение скважин с применением забойных двигателей эффективно при глубине скважины до 3500 м. Температура на забое скважины достигает 81°С. Бурение с применением забойных двигателей возможно при температуре на забое до +100°С, т.к. в турбобуре имеются резиновые детали (опоры, уплотнители).

Бурение скважины на Федоровском месторождении с кустовой площадки ведется с большим отклонением забоя от вертикали, поэтому целесообразно использовать турбинный способ бурения, чтобы исключать вращение колонны бурильных труб в стволе с большим зенитным углом.

Пластовое давление по разрезу скважины невелики, что позволяет

применять буровые растворы плотностью 1140-1080 кг/м³, способствующие эффективной работе забойного двигателя.

Разрез скважины представлен в основном мягкими породами и породами средней твердости, что позволяет вести бурение с большой частотой вращения долота, которую обеспечивает забойный двигатель.

Сочетание оптимальной нагрузки на долото, оптимальной частоты вращения долота, расхода промывочной жидкости при применении забойных двигателей обеспечивает высокую механическую скорость бурения.

Кроме того, турбинный способ относительно экономичен, так как при его применении меньше изнашиваются бурильные трубы и не требуется дополнительного источника бурения.

Вывод: турбинный способ бурения наиболее полно соответствует условиям бурения скважины на Федоровском месторождении.