Способ гидродинамического контроля проводки скважин Советский патент 1984 года по МПК E21B47/06 

изобретение относится к бурению глубоких скважин и может быть испол зовано при гидродинамическом контро ле проводки скважин с целью оперативной оптимизации процесса механического бурения особенно при проходке высокопроницаемых пластов с отличным от нормального пластовым давлением. Известен способ гидродинамического контроля проводки скважины, включающий измерение дифференциального расхода промывочной жидкости, характеризующего интенсивность поглощения или притока жидкости в системе скважина - пласт. Отклонени измеряемого расхода от нулевого значения указывает на отсутствие ба ланса между пластовым и забойным давлением, т.е. неравенство нулю дифференциального давления, и испол зуется для оперативной корректировки забойного давления путем изменения плотности или расхода промывочной жидкости с целью приведения гид родинамической системы в новое усто чивое состояние, необходимое для проведения работ по дальнейшему углублению скважины m . Недостатком этого способа является низкая его точность, что объясняется невозможностью количествен ной оценки дифференциального давления. Этот способ позволяет определить только направление перетока флюида, т.е. знак дифференциального давления в системе скважина - пласт что -ведет к созданию неправильной величины дифференциального давления - больших депрессий и репрессий на пласт. Это, в свою очередь, ведет к осложнениям при проходке проницаемых пластов, некачественному и вскрытию и к невозможности оптимиза ции процесса механического бурения скважины. Известен также способ гидродинамического контроля проводки скважин основанный на определении пластового давления и включающий измерение при циркуляции забойного давления промывочной жидкости и ее дифференциального расхода при сменах перепада давления на проницаемый пласт режимах фильтрации, создаваемых путем изменения или гидростатической, или динамической составляющей забой ного давления. Этот способ позволяет количественно оценивать дифферен циальное давление путем вычисления алгебраической суммы пластового и забойного давлений 2j . Недостатком способа является его сложность и длительность процесса определения дифференциального давления, что объясняется необходимостью измерения давления промывочной жидкости на забое скважины. Забой1ное давление может быть определено и расчетным путем с использованием дополнительно измеряемых параметров на устье скважины - плотности промывочной жидкости, геометрических размеров скважины и бурильного инструмента и коэффициентов потерь динамического давления в циркуляцион-ной системе скважины. Однако это также усложняет способ. В этом случае большая погрешность расчета забойного давления 3-5% снижает соответственно точность определения пластового, а следовательно, и дифференциального давлений. При этом абсолютная ошибка в оценке дифференциального давления может превысить допустимую погрешность (З МПа) в 2-3 и более раза. Цель изобретения - упрощение способа и повышение точности определения дифференциального давления при сокращении сроков гидродинамического контроля. Указанная цельдостигается тем, что согласно способу гидродинамического контроля проводки скважин, включающему измерение давления промьшочной жидкости и ее дифференциального расхода при сменах перепада давления на пласт, смену перепада давления на пласт осуществляют путем изменения гидравлического сопротивления затрубного пространства, а давление промывочной жидкости измеряют на манифольде буровьк насосов, причем дифференциальное давление находят из формулы ,(РнгРн,)й,0, где Pf и Рц„ - давления на манифольде при первом и втором перепаде давления,, МПа; iQ HuQj- дифференциальный расход жидкости при первом и втором перепаде давления, л/с. Предлагаемый способ в отличие о известного Ьозволяет определять дифференциальное давление без необ ходимости измерения как забойного, так и пластового давлений, причем по меньшему числу параметров, из.меряемых на устье скважины, Это су щественно упрощает гидродинамический контроль проводки скважин в ко лекторах. По аналогии с известным способо используя закон Дарси для двух режимов фильтрации, имеем uQl-k:PAHq,i, uQ-2 -- РАИф27 |гдеРд перепад давлений (диф ференциальное давление) соответственно при первом и втором р жиме фильтрации; k - коэффициент пропорцио нальности (приемистости) . В общем случае дифференциальное давление равно Рдиф РСТ З о пл , где Р - гидростатическое давление столба жидкости на забое Р, - потери напора в затрубном пространстве; Р - потери напора под долотом за счет близости забоя (стеснения потока ; Р„. - пластовое давление, пл Давление, измеряемое на манифоль де .(РН) определяется через сумму потерь напора следующим образом: Рн 1тр- РяосЛРз- -Ро; VPnocrP ; Р-з- о Ру5 . где PJJ . - постоянные для данного расхода и параметров про мывочной жидкости потери напора в насадках долота турбобуре (если он имеет ся ) и обвязка насосовJ - потери напора в трубах для данной глубины; u суммарные потери напора внутри бурильного инстру мента в целом; Ру - суммарные потери напора в затрубном пространстве в целом (динамическая со ставляющая забойного,- а следовательно, и диффере циального давления). В известном способе режим фильтрат ции (перепад давления) меняют путем изменения или плотности промывочной жидкости, или ее расхода. При этом изменяется как гидростатическая составляющая забойного давления (Р), так и составляющая потерь напора внутри бурильного инструмента (Рц) что ведет к необходимости либо прямых замеров забойных давлений, либо их определений расчетным путем через ряд дополнительно измеряемых параметров на устье скважины, а также к необходимости определения абсолютных значений составляющих дифференциального давления. В предлагаемом способе плотность и расход промывочной жидкости при измерении не изменяют, что обеспечивает постоянное давление .. и Р,,,. . L г и При этом режим фильтрации меняют путем изменения только динамической составляющей давления Ру (Р з или Р) причем в отличие от известного способа ее изменяют таким образом, чтобы остальная часть потерь динамического напора(Рц) при разных режимах была бы одинаковой. Последнее достигается изменением местного гидравлического сопротивления в затрубном пространстве, например, путем штуцирования выходного потока и изменения потерь PI или путем отрыва долота. от забоя и изменения потерь Р. И в том и в другом случае изменяется только динамическая составляющая Р забойного (дифференциального ) давления при постоянстве всех остальных составляющих давлений в скважине. Это, в свою очередь, позволяет определить приращение дифференциального давления на изменяемую величину(Р путем прямого замера давления промывочной жидкости на манифольде при смене режимов фильтрации «11 N2 . (2) Тогда, используя уравнения (1) и введенное условие смены режимов (2), непосредственно определяют искомое дифференциальное давление Р ..9j IQ (3) (Р|Г1 h7 - Дальнейшие работы по углублению скважины проводят с учетом рассчитанной по соотношению ( 3) величины дифференциального давления. Изменение давления Р, путем как штуцирования потока, так и отрыва

СПОСОБ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ПРОВОДКИ СКВАЖИН, включающий измерение давления промывочной жидкости и ее дифференциального рас хода при сменах перепада давления на пласт, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа I и повьштения точности определения Дифференциального давления при сокращении сроков гидродинамического контроля, смену перепада давления осуществляют путем, изменения гидравлического сопротивления затрубнрго пространства, а давление промывочной жидкости измеряют на манифольде буровых насосов, причем дифференциальное давление находят из формулы I (PнгPнгV Q, A«f iQ,-u(J. и Рц - давления на манифольгде Р, HI де при первом и втором перепаде давления, МПа; uQ и лОд - дифференциальный рас(Л ход жидкости при первом и втором перепаде давления, л/с.