СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРАБОТКИ ДОЛОТА ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН ИЛИ ЗАБУРИВАНИИ ВТОРЫХ СТВОЛОВ Российский патент 2007 года по МПК E21B12/02 E21B44/00 

Изобретение относится к области бурения скважин, а именно к способам проходки и измерению текущих координат забоя наклонно горизонтальных скважин в процессе бурения.

Известен способ определения сработки долота по изменению (падению) механической скорости проходки более чем в 2 раза. (М.М.Зубков. Разработка нефтяных и газовых месторождений. Труды Краснодарского филиала Всесоюзного НИИ. 1961, №5, с.228-247).

Недостатком известного способа является низкая точность определения сработки долота при бурении скважин, так как указанный способ не позволяет определять и учитывать литологические характеристики пластов в ходе бурения, так причиной падения механической скорости может быть не только сработка долота, но и переход от менее прочных пород к более прочным. Например, при бурении в глинистых отложениях, при прочих одинаковых условиях, механическая скорость проходки может быть 4,2 м/час, а при переходе в твердые сцементированные песчаники ее величина может уменьшиться до 2 м/час, при практически несработанном долоте.

Известен способ определения сработки долота по показаниям роторного моментомера (например, ИМР-17 или других моментомеров). В этом способе сработку долота определяют по изменению момента на роторе, например, при его (момента) уменьшении делают вывод о сработке вооружения долота, при увеличении - о сработке опор долота. (А.И.Булатов, В.И.Демихов. Контроль процессов бурения нефтяных и газовых скважин. Краснодар, СКО Инженерной Академии Наук, 1993, 423 с.).

Недостатком известного способа является низкая точность определения сработки долота при бурении скважин, так как указанный способ не позволяет определять и учитывать литологические характеристики пород пластов в ходе бурения, так причиной падения момента может быть не только сработка долота, но и переход в породу пласта с другими литологическим характеристиками. Известный способ не дает однозначного ответа на вопрос, сработалось ли долото или перешло в другую породу.

Целью настоящего изобретения является повышение времени пребывания долота на забое.

На фиг.1 представлена диаграмма гамма - каротажа.

На фиг.2 представлена диаграмма уровня продольной вибрации долота.

Способ осуществляют следующим образом.

В процессе бурения скважин или забуривания вторых стволов определяют осевую нагрузку на долото, частоту вращения долота, скорость подачи бурового раствора, текущие координаты забоя: зенитный, обсидальный и азимутный углы, по показаниям датчиков естественного гамма-излучения проходимых пород и продольной вибрации бурильной колонны, установленных в скважинном приборе телеметрической системы с каналом связи забоя с дневной поверхностью, определяют границы залегания литологически однородных проходимых пород и соответствующую им продольную вибрацию долота.

Расчетную продольную вибрацию долота определяют по формуле:

,

где f - частота колебания бурильной колонны;

где τ_к - время контакта зубца долота с породой;

d - диаметр шарошки;

D - диаметр долота;

n - частота вращения долота;

z - число зубцов на периферийном венце шарошки.

Полученные значения фактической продольной вибрации долота сравнивают с расчетной ее зависимостью и при расхождении значений прекращают бурение и поднимают долото для осмотра.

Пример. Разработанными нами приборами телесистемы осуществлялось телеметрическое и технологическое сопровождение бурения наклонно-горизонтальной скважины (скв. №12 Алешкинская) ОАО "Лукойл-Калининграднефть". В процессе бурения скважин определяли осевую нагрузку на долото, частоту вращения долота, скорость подачи бурового раствора, текущие координаты забоя: зенитный, обсидальный и азимутный углы, по показаниям датчиков естественного гамма-излучения проходимых пород (ГК) и продольной вибрации бурильной колонны, установленных в скважинном приборе телеметрической системы с каналом связи забоя с дневной поверхностью, определяли границы залегания литологически однородных проходимых пород и соответствующую им продольную вибрацию долота.

Продольную вибрацию долота определяют по формуле:

где f - частота колебания бурильной колонны;

где τ_к - время контакта зубца долота с породой;

d - диаметр шарошки (d=100 мм);

D - диаметр долота (D=215,9 мм);

n - частота вращения долота (n=2 с^-1);

z - число зубцов на периферийном венце шарошки (z=12).

По показаниям датчика ГК четко было отмечено, что долото вошло в продуктивный пласт - кембрит, вибрация долота в котором резко отличалась от вибрации в предыдущем пласте. Далее по ее изменению делали вывод о сработке долота, что позволило сэкономить 3 долота по отношению к заложенным в проекте 7 долотам. Предлагаемый способ позволяет определить в породах какой литологии в процессе бурения скважины работает долото, а затем по изменению уровня вибрации судить о том, сработалось ли долото или нет.

Изобретение относится к области бурения скважин, а именно к способам проходки и измерению текущих координат забоя наклонно горизонтальных скважин в процессе бурения. Техническим результатом является повышение времени пребывания долота на забое. Для этого способ включает измерение осевой нагрузки на долото, частоты его вращения, скорости подачи бурового раствора, текущих координат забоя: зенитного, абсидального и азимутного углов и измерения по датчикам, установленным в скважинном приборе телеметрической системы с каналом связи забоя с дневной поверхностью, естественного гамма-излучения проходимых пород и продольной вибрации бурильной колонны, определение границы залегания литологически однородных проходимых пород и соответствующей им продольной вибрации долота, полученные значения фактической продольной вибрации долота сравнивают с расчетной зависимостью и при их расхождении прекращают бурение и поднимают долото для его осмотра. 2 ил.

Способ определения сработки долота при бурении скважин или забуривании вторых стволов, включающий измерение осевой нагрузки на долото, частоты его вращения, скорости подачи бурового раствора, текущих координат забоя: зенитного, абсидального и азимутного углов и измерения по датчикам, установленным в скважинном приборе телеметрической системы с каналом связи забоя с дневной поверхностью, естественного гамма-излучения проходимых пород и продольной вибрации бурильной колонны, определение границы залегания литологически однородных проходимых пород и соответствующей им продольной вибрации долота, отличающийся тем, что полученные значения фактической продольной вибрации долота сравнивают с расчетной зависимостью и при их расхождении прекращают бурение и поднимают долото для его осмотра.