Способ определения величины давления гидроразрыва пласта в скважине Советский патент 1987 года по МПК E21B47/00 E21B43/26 

5

10

15

Изобретение относится к технологии бурения и может быть использовано для определения величины давления гидроразрыва пласта в процессе проработки или расгдирения ствола скважины.

Цель изобретения - повьшение точности и расширение технических возможностей способа, т.е.. обеспечение возможности определения величины давления гидроразрыва пласта при проработке или расширении ствола скважины .

Способ осуществляют следующим образом.

При движении колонны бурильного инструмента в процессе проработки или расширения ствола скважины в момент возникновения гидравлического разрыва пласта давление циркулирующего бурового раствора на стояке (ма- нометр), достигнув максимального своего значения, будет резко уменьшаться (падать), при этом происходит од- 25 новременно и изменение веса бурильной колонны (на индикаторе веса ГИВ-2 происходит отклонение стрелки в большую сторону, т.е. вес увеличивается). При этом

20

30

R

1

изменение массы бурильного инструмента, регистрируемое индикатором MaccraiJ сила сопротивления жидкости, оказываемое бурильному ин- струмен1 у в процессе проработки или расширении ствола скважины.

еханического сопротивления бурильного инструмента при е или расширении ствола (R.J) определяется по-следуюимостит

+ R

сила сопротивления движению бурильного инструмента, приложенная тормозом лебедки при проработке или расширении,;

сила сопротивления движению бурильного инструмента,оказываемая горной породой в процессе проработки или расширении ствола.

но, что уравнение баланса при движении многоступенчатой бурильной в

ределяется формулой

скважине on

Н-1

,.

(Р. dY).r.

V jt

;г

;

(1)

5

5

0

где V - скорость движения жидкости в кольцевом пространстве на i-OM участке при движении инструмента, g - ускорение свободного падения ,

2) - прочность горных пород на гидроразрывJ

Р

йР+Р,Л7с.

гидродинамическое давление бурового раствора на i-ом участкеJ

потери давления в кольцевом пространстве на i-ом участке; гидростатическое давление бурового раствора, t - время проработки или расширения скважины.

Формула (1) с учетом изменения давления прокачиваемой жидкости на стояке при проработке или расширении ствола скважины представляется в следующем виде:

. JT

L

С.(( т, р.,

(2)

5

0

0

5

где Р.

U-T.

- фиксируемое давление прокачиваемой жидкости на стояке при проработке или расширении ствола скважины. Скорость движения восходящего потока бурового раствора в процессе проработки или расширения определяется из

следующей тг

V-

зависимости: г

d .и

OIL

I (

(3)

расход бурового раствора, прокачиваемый насосом Qj - расход бурового раствора,

выходящий из скважины к эквивалентному объему спускаемой бурильной свечи и - скорость проработки или

расширение ствола скважины. Тогда

,р, -СР-Р.,), (4)

.

где Р- J суммарное гидродинами- ,4 ческое давление в сква3

жине в процессе цирку ляции бурового раствора,

i .

пг

df с/и D -d Jt

р IjKg- ,

°

,,, -(P+P., ) .

U t

(5)

Из уравнения (5) можно определить эквивалентный диаметр:

D

экв. I I: (6)

где 1 - длина бурильного инструмента ,

D - диаметр скважины. Из уравнений (4)-(6) суммарное гидродинамическое давление Р равно следующему выражению:

1355695

Пример. Способ был испытан на скважине № 1095 пл. Нефтечала (Прикуринское УБР) при следующих значениях параметров, полученных при проработке ствола скважины: L 1500 м; 0,2159 м,

0,155 м; Х,,„ 5 1,4- Г

эхе

1730 кг/мз ; G 36000 кг , Q 0,0355 мз/с; и 0,6 ,0001б м/с; R, 10000 кг, Л 0,42; кг; Pj 100 кг/см2 .

Подставив приведенные значения в формулу (1), получим искомое .значе- ние давления гидравлического разрыва пласта в. процессе выполнения проработки или расширения ствола скважины, т.е. 85,1 Ша.

20

Формула изобретения

Р Р.

4Р

Тогда

е(4-)

Возникающие сопротивления инструмента в буровом растворе в процессе проработки или расширения представля- ,ется в следующем виде:

Уи

m

(/t

Тогда

G- (R + R)

(9)

Т. p.

G.X,,, -(R+R,) G-(, -1)

Р„ +ЛР+РС,

Известно, что потери давления циркулирующего бурового раствора в канале определяется по формуле Дарси- Вейсбаха: .

;5 3;--fe

где Л - коэффициент гидравлического сопротивления бурового раствора .

Тогда с учетом уравнения (11),величина давления гидроразрыва пласта в процессе проработки или расширения определится из следующей зависимости:

(12)

Способ определения величины давления гидроразрыва пласта в скважине,

25 включающий спуск бурильного инструмента и измерение изменения массы бурильного инструмента в момент возникновения гидроразрыва пласта, о т- личающийся тем, что, с

30 целью повышения точности определения , производят циркуляцию бурового раствора и измеряют его расход, измеряют скорость проработки или расширения ствола скважины и максимальное зна„ чение давления бурового раствора на стояке в момент гидроразрыва, а ве

r.f

личину давления гидроразрыва Р, пласта определяют из соотношения г

40

G.X -(uG+Rj

.

G ()

)

4Q+fd, и J(,

) +РС

где G - масса инструмента в буровом

растворе;

д 6 - изменение массы бурильного инструмента в момент гидроразрыва пласта при проработке или расширении ствола скважины,

отношение диаметра скважины, к эквивалентному диаметру бурильного инструмента;

к - сила механического сопротивления движению бурильного инструмента при проработке ши расширении ствола скважины,

X

ЭК8

R. 51355695

- гидростатическое давлениеJ - расход буровогп раствора,

закачиваемого насосом в скважину;

- коэффициент гидравлического сопротивления бурового раствора,

длина бурильного инструмента , - эквивалентный диаметр бу- :|Q рильного инструмента

6

скорость проработки или расширения ствола скважины;

максимальное значение давления циркулирующего бурового раствора

ускорение свободного падения;диаметр скважины.

Изобретение относится к технологии бурения. Цель изобретения - повьппение точности. Спускают бурильный инструментj измеряют массу бурильного инструмента в момент возникновения гидроразрыва пласта, производят циркуляцию бурового раствора и измеряют его расход. Определяют скорость проработки или расширения ствола скважины, измеряют максимальное значение давления бурового раствора на стояке в момент гидроразрыва. Величину давления гидроразрыва определяют по формуле с учетом всех измеренных параметров. Данный способ обеспечивает возможность определения величины давления при проработке или расширении ствола. При изменении давления циркулирующего раствора и одновременно с этим изменяется масса бурильной колонны. О) bo сд ел О) со ел