Способ определения зоны поглощения в процессе бурения Советский патент 1984 года по МПК E21B47/00 E21B33/13 

1 Изобретение относится К способам определения местоположения зон поглощения промывочных растворов и может быть использовано при бурении скважин снарядами со съемными керно приемниками типа ССК и КССК, бурени которыми характеризуется малыми кольцевыми зазорами. Известны способы определения местоположения зон поглощения при помощи пакеров. Исследования указанными методами проводятся силами буроврй бригады с использованием бурового оборудования и специальных приспособлений. Применение указанны .способов позволяет сократить время между возникновением поглощений и определением местоположения за счет исключения времени организации работ специальной геофизической службы lj ., Однако известные способы снижают технико-экономические показатели бурения из-за простоев, вызванных выполнением операций по реализации способов. К этим операциям следует отнести подъем колонны бурильных труб, установку на них бурильной колонны специального приспособления пакера, а также выполнение исследований при дискретном спуске буровог снаряда, и на подъем снаряда по окончании исследований. В большей степени указанный недостаток проявляется при бурении снарядами со съемными керноприемниками, когда подъем снаряда произв дится редко и необходимость подъема определяется только стойкостью поро доразрушающего инструмента. Известен способ определения зоны поглощения в процессе бурения, включающий измерение расхода промывочного раствора на выходе скважины в процессе прямой промывки и соответствующую этому расходу интенсивность поглощения 2 . Недостаток известного способа заключается в низкой точности определения местоположения зоны поглощения. Способ позволяет определить момент возникновения поглощения, местоположение же зоны может соответствовать ранее пробуренным интер валам скважины, например, при возоб новлении поглощений в ранее затамп нированных зонах, при нарушении це28лостности колонны обсадных труб Идр. Цель изобретения - повышение точности определения местоположения зоны поглощения промьшочного раствора. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения зоны поглощения в процессе бурения, включающему измерение расхода промывочного раствора на выходе скважины в процессе прямой промывки и соответствующей расходу интенсивности поглощения, дополнительно осуществляют обратную промывку скважины, в процессе которой изменяют расход нагнетаемого в скважину раствора до достижения интенсивности поглощения в процессе прямой промывки, измеряют соответствующий этому значению интенсивности расход раствора на выходе скважины и определяют расстояние от.устья скважины д5 зоны поглощения по следующей формуле: Q еы V пр Qftbllr. Обр где L - глубина скважины, м; вых.пр, U вых.обр расходы прог-швочного раствора на выходе из скважины при прямой и обратной промывках соответственно и измеренные при равных значениях интенсивности поглощения, л/мин. На чертеже изображена схема циркуляции промывочного раствора в скважине. На чертеже обозначено колонна 1 бурильных труб, герметизирующее устройство 2 (например,, превентор), внутренний объем 3 бурильных труб, затрубноё пространство 4 скважины, зона 5 поглощения промывочной жидкости, направления 1 и И движения промывочной жидкости при прямой и обратной промывках соответственно. Согласно известным соотношениям гидравлики промывочных жидкостей давление жидкости в скважине и давление в поглощающем пласте связаны при прямой промывке Р, + Е nf)H обрати©й промывке. + Р, - Р ЬРп Р, (.L-xni гдедР и bPj-перепады давления между давлением жидкости в скважине и давлением в поглощающем пласте при прямой и обратной промьшках соответственно; р Р - гидростатическое давление столба промывочной жидкости; Р. - потери давления, соответствующие гидросопротивлениям в кольцевом пространстве на интервале Х при прямой промывке;Р, - потери давления, соответствующие гидросопро, тивлениям в кольцевом пространстве на интервале (L-X) при обратной промывке; PJ-потери давления, соответствующие гидросопро тивлениям, внутри бу- . рильных труб при обрат ной промывке. Если создать режимы прямой и обратн промывок при условии Д Р| Pjr с учетом того, чтоР и Р-2 равны и с учетом равенствапластовых давлений равенство правыхчастей выражений ( и (2) примет вид PCOI P(L-x)ii PV (3 Режимы прокачивания промывочного раствора в прямом и обратном напра лениях, при которых uPj bPii, можн определить замерами устьевой инфо мации по равенству интенсивностей поглощения uQj и bQij соответственн при поочередном прокачивании в пря мом и обратном направлениях. ,; С использованием соотношений гидравлики выражение (3) можно записать в следующем виде: .пр.(и-Х1-0;,,,, гдеД, - коэффициент гидросопротивлений в кольцевом простран стве при заданной скорости вращения снаряда и расходе жидкости. X - интервал от устья скважины до зоны поглощения; ВЫХПР Расход промывочного раствора на выходе из скважины при прямой промывке; Вых оБр расход промывочного раствора на выходе из скважины при обратной промывке; Л2 - коэффициент гидросопротивлений в кольцевом пространстве при определенной скорости вращения снаряда и расходе жидкости; 8.12-10 - коэффи(D- dh). (D d,) циент, D - диаметр скважины, }„- наружный диаметр бурильных Для облегчения практической реализации способа допускают следующее: слагаемым Р в выражении (А) можно пренебречь, так как при бурении снарядом со съемным керноприемниками потери давления в кольцевом пространстве более чем на порядок превышают потери внутри труб, что вносит погрешность менее 5%; диаметр скважины принимают одинаковым по . всей длине скважины (при бурении снарядами со съемными керноприемнйками разработка ствола скважины минимальна и диаметр скважины близок к диаметру бурения, с учетом этого значения коэффициенты А в обеих частях выражения (4) принимаются одинаковыми, для определения потерь давления в кольцевом пространстве произведение 1 (. Q У) принимают равHHMk. QJ, а К. QJ, (величина постоянная), где Л ц - коэффициент гидросопротивления в кольцевом пространстве соответствующий расходу при определенной скорости вращения, К - постоянный коэффициент. Такие допущения правомерны по следующим соображениям. Результаты исследования потерь давления на производственных сква-. жинах отмечена их зависимость от расхода, близкая к линейной, зависимость от глубины также линейная. Поэтому можно предположить, что при изменении расходов произведение Яп Qn остается постоянным, а С учетом принятых

(4) принимает

допущений выражение следующий вид:

Ли-х)

K.Q

вЫУ.Овр

(5) вых. П| вы. овр Соотношение расхода на выходе и скважины с измеренным дополнительн операцией расходом жидкости на выходе из скважины при обратной промывке характеризует соотношение гидросопротивлений и протяженносте участков циркуляционной системы, разделенных зоной поглощения, позт му предлагаемый способ может быть использован для уточнения местополо жения зоны поглощения. Способ осуществляется следующим образом. / Бурение скважины осуществляется снарядом со съемным керноприемником Интервал скважины обсажен трубами д глубины 220 м. В качестве промывочной среды использован глинистый рвствор. Бурение осуществляется в режиме со следующими параметрами нагрузка-на забой кгс; часто та вращения снаряда ц 620 об/мин расход промьюочного раствора Q 60 л/мин. При глубине скважины I, 800 м отмечено частичное поглощение промы вочной жидкости с интенсивностью по лощения 4Qoep 30 л/мин, при этом на выходе из скважины раствор выходит с расходом Q Bbjx.np 30 л/мин. Для определения местоположения частичного поглощения по предлагаемому способу организуют обратную npoj(BKY. Регулированием расхода нагнетания Qах.обр достигают интен сивность поглощения, равную 30 л/мин (лОобр 30 л/мин), при этом расход промывочного раствора на выходе из скважины составляетQgbix.ОБР 3 л/ми а на входеQex;овр 43 л/мин. Используя вьфажение (6), определяют местоположение зоны поглощения , Qebin.41 «к -«- 4-1 вЫК.ОБр

(7)

235 м с учетом сведений о конструкции скважины и технологии ее бурения нетрудно предположить, что промывочный раствор уХодит под обсадные трубы (глубина 220 м). Скважинной расходометрией подтверждено, что зона поглощения находится на глубине 220 м. Допущения, принятые с целью упрощения реализации способа, вносят погрешность в результат определения местоположения зоны поглощения, однако с учетом сведений о конструкции скважины и фактической технологии ее бурения (глубина обсаженного интервала скважины, тампонирование интервалов скважины и др.) применение способа позволяет конкретизиро вать местоположение зоны поглощения с достаточной для успешной ликвида-ции поглощения точностью. После определения местоположения зоны поглощения ее изолируют путем закачивания непосредственно по бурильным трубам тампонирующего раствора: или с применением специальных приспособлений. Предлагаемый способ определения местоположения зоны поглощения выполняется буровой бригадой и исключает время организации работ сп1 циальных служб. Кроме того, реализация предлагаемого способа определения местоположения зоны поглощения осуществляется буровой бригадой с использованием серийнс выпускаемого бурового оборудования и не требует:специального геофизического оборудования и высококвалифицированных спе1(иалистов. Определение местоположения зоны поглощения по предлагаемому способу осуществляется при фактических условиях циркуляции промывочной жидкости в процессе бурения - при фактических условиях взаимодействия циркулирующего промывочного раствора с зоной поглощения. Применение данного способа позволяет повысить производительность буровых работ и их технико-экономические показатели за счет оперативного определения местоположения

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗОНЫ ПОГЛОЩЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ, включвющий измерение расхода промывочного раствора на выходе скважины в процессе прямой промывки и соответствующей этому расходу интенсивности поглощения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, определения зоны поглощения, делолнитёльно осуществляют обратную промывку скважины, в процессе которой изменяют расход нагнетаемого в скважину раствора до достижения интенсивности поглощения, равного интенсивности поглощения в процессе прямой промывки, измеряют соответствующий зтому значению интенсивности расход раствора на выходе скважины до зоны поглощения и определяют расстояние от устья скважины по следующей формуле: ь X . BblX.rtp ---+ 1 : Q вь(Х. оБр § :где L - глубина скважины, м (Л Qevx.np 6biv-obp-P ° Р° с мывочного раствора на выходе из скважины при -прямой и обратной промывках соответственно и измеренные при равных значениях интенсивности поглощения, л/мин.