Способ определения буримости пород в процессе проводки скважины Советский патент 1988 года по МПК E21C39/00 

Изобретение; относится к глубокому бурению,в частности к способам определения буримости пород в процес се проводки скважин, и может быть использовано для выбора оптимальных типов долот и режимов бурения.

Цель изобретения - повьшение точности определения буримости пород за счет учета влияния напряженного состояния призабойной зоны скважины.

На чертеже приведены кривые бури- мости пород на различной глубине.

Кривая 1 соответствует буримости пород, определенной известным спосо- бом, кривая 2 - буримость, определенная предлагаемым способом, кривая 3 соответствует буримости глин,определенной независимым геофизическим методом (по данным удельного электрй- ческого сопротивления пород Уп также кривая 4 перепада горного давления над забойным Р - Р. .

Способ осуществляется следующим образом.

В процессе проводки скважины измеряют скорость проходки, осевую нагруку на долото, частоту вращения доло та, диаметр долота и плотность бурового раствора с последующим расчетом прочности разбуриваемых пород. При этом определяют горное давление,- измеряют забойное давление, определяют перепад горного давления над забойным давлением и по величине перепада горного давления над забойным вьщеля ют интервалы разреза скважины, характеризующиеся изменением напряженного состояния пород призабойной зоны, а буримость на этих интервалах опреде ляют по формуле

V

60-п (Рг-Рэ) G

Ig

Гр- 5-D

де 1 р буримость пород в условиях напряженного состояния, усл.ед.;50

V - скорость проходки, м/ч;

п - частота вращения долота, об/мин;

G - осевая нагрузка на долото,

кН;55

-v - плотность бурового раствора,

g - ускорение свободного падения, м/с ;

П - диаметр долота, см; Р, - горное давление, МПа4 РЗ - забойное давление, МПа. При вскрытии скважиной массива происходит нарушение естественного залегания горных пород за счет перераспределения напряжений, действующих со стороны незатронутого массива и скважины.В результате этого первоначальная прочность пород снижается пропорционально действующему в момент вскрытия пород перепаду горного давления в массиве над забойным в скважине. В первом приближении связь между прочностью пород и перепадом давлений в массиве и в скважине может быть принята линейной. Тогда интервалы разреза, характеризующиеся изменением напряженного состояния пород в момент их вскрытия, будут снижать свою прочность согласно следующему выражению:

А К (),

где А - величина снижения прочное- ти пород в условиях напряженного, состояния, усл.ед.; горное давление, МПа; PJ- забойное давление, МПа; К - постоянный коэффициент. Поэтому,используя введенное условие для нарушенных бурением интерва- лор проходки, имеют:

К (Р,-РЗ)-(

Ур-8-I

)

где К 1;

Решая это уравнение относительно ар, определяют искомое значение прочности (буримости) пород.

П р им е р. При бурении скважины в интервале 3298-3310 м получены следующие исходные данные: V 2 м/ч; п 90 об/мин; G 80 кН; ур 1,97 D 29,5 см; Р 71,3 МПа; Р 65 МПа; g 10 м/с .

Буримость пород по известному способу будет равна:

Ig

60-90

80

10-1,97-29,5

1,47 усл.ед.

буримость пород с их напряженного состо0) составит;

2

60-90-(71,3-65)

80

10 -1,97 -29,5

1,82 усл.ед.

ют горное давление, измеряют забойное давление, определяют перепад горного давления над забойным давлением, по величине которого вьщеляют интервалы разреза скважины, характеризующиеся изменением напряженного состояния пород призабойной зоны, а буримость пород на этих интервалах определяют по формуле

Изобретение относится к области глубокого бурения. Цель изобретения - повышение точности определения буримости пород за счет учета влияния напряженного состояния призабой- ной зоны скважины. В процессе проводки скважины измеряют скорость проходки, осевую нагрузку на долото,частоту вращения долота и его диаметр. Определяют плотность бурового раствора с последующим расчетом прочности разбуриваемых пород и горное давление. Измеряют забойное давление. Определяют перепад горного давления над забойным давлением. По величине перепада горного давления над забойным выделяют интервалы разреза скважины, характеризующиеся изменением :напряженного состояния пород приза- Iбойной зоны. Буримость на этих интервалах определяют по формуле о IB-CV: ГеО п (P,-P5)|-rigrG:(yp,g , где V - скорость проходки ,м/г; п - частота вращения долота, об/мин; G - осевая нагрузка на долото, кН; - iплотность бурового раствора, г/см ; g - ускорение свободного падения, м/с ; D - диаметр долота, см; Pj - горное давлен ие, МПа, РЗ - забойное давление, МПа. 1 ил. а

Сравнение результатов буримостй пород в интервале литологически однородных глин верхнего Майкопа показывает повьшение точности определения буримостй по сравнению с известным способом.

Формула изобретения

Способ определения буримостй пород в процессе проводки скважины, включающий измерение скорости проходки, осевой нагрузки на долото,частоты вращения долота, диаметра долота, плотности бурового раствора с последующим расчетом прочности разбуриваемых пород, отличающийся тем,что, с целью повышения точности, определения буримостй пород за счет учета влияния напряженного состояния призабойной зоны скважины, определя

Зр

60-п () G

Гр-8-D

где а р - буримость пород в условиях

напряженного состояния,

усл.ед.;

V - скорость проходки, м/ч; п - частота вращения долота,

об/мин; G - осевая нагрузка на долото,

кН; f - плотность бурового раствора,

4

Г/см ;

g - ускорение свободного падения, м/с ;

D - диаметр долота, см;

-.горное давление, МПа;

FJ - забойное давление, МПа.