Способ определения геометрической формы ствола глубокой скважины Советский патент 1992 года по МПК E21B47/12 E21B47/00 

Изобретение относится к бурению глубоких скважин, в частности к определению геометрической формы ствола скважины.

Известен способ определения геометрической формы ствола скважины путем фотографирования и киносъемки.

Недостатком данного способа является то, что при бурении скважин с промывкой буровым раствором, содержащим непрозрачные частицы, освещение стенок скважины затруднено.

Наиболее,близким к предлагаемому является способ определения геометрической формы ствола скважины кавернометрией, включающий установление изменения диаметра скважины и определение местоположения этого изменения относительно забоя с помощью каверномера с передачей сигнала на устье скважины, фиксацией этого сигнала и последующей расшифровкой.

Недостатком этого способа является то, что геометрическая форма ствола скважины может быть определена в конце отдельного долбления, по окончании бурения и может быть использована для решения задач технологии бурения, в частности по установле- нию зоны возможного зависания бурильного инструмента из-за потери продольной устойчивости лишь для последующего долбления или только части последующего долбления, если проходка нг долито сопоставима с длиной инструмента

( ю

участвующей в нагружении долота. Кроме того, проведение кавернометрии (профиле- метрии) после каждого долбления затруднительно из экономических соображений.

Цель изобретения - повышение опера- тивности, сокращение времени простоя скважины и снижение трудоемкости работ по определению геометрической формы ствола скважины путем проведения определения в процессе бурения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения геометрической формы ствола глубокой скважины, включающему установление изменения диаметра скважины и определение местопо- ложения этого изменения относительно забоя, перед процессом бурения периодически изменяют нагрузку на долото, измеряют перемещение колонны бурильных труб, а о геометрической форме ствола скважины судят по зависимости перемещения колонны бурильных труб от нагрузки на долото.

В процессе бурения после приработки долота забою производят нагружение доло- та с фиксацией нагрузки и перемещения колонны бурильных труб, соответствующего этой нагрузке. Нагружение производят без промывки забоя и с промывкой, без вращения инструмента и с его вращением. Фиксацию нагрузки и перемещения производят как при дискретном изменении нагрузки, (интервалом в единицу веса или единицу показаний прибора), так и при постоянном изменении нагрузки на долото. Фиксацию производят как вручную (с замером отдельного перемещения при дискретном изменении нагрузки с постоянным шагом), так и в автоматическом режиме записью перемещений и нагрузки с датчиков измерения этих параметров. По полученным данным строят зависимость изменения перемещения бурильного инструмента от нагрузки на долото. Масштаб координаты нагрузки выбирают соответствующим мае- штабу длины части бурильного инструмента, участвующего в нагружении долота через вес единицы длины инструмента с учетом выталкивающей силы бурового раствора. Полученная длина соответствует уда- ленности рассматриваемой точки от забоя скважины. Положительное отклонение значения перемещения от среднего соответствует увеличению диаметра скважины на рассматриваемом удалении от забоя.

На фиг. 1 представлена схема нагруже- ния долота в скважине, имеющей увеличение диаметра при: минимальной нагрузке на долото (а), нагрузке на долото, обеспечивающей потерю устойчивости инструмента

до зоны увеличенного диаметра с соответствующим перемещением инструмента (б); потере устойчивости в начале зоны увеличения диаметра и его зависания (в); потере устойчивости инструмента по всей зоне увеличе- ния диаметра с соответствующим перемещением на устьи (г); потере устойчивости выше зоны увеличенного диаметра (д); на фиг. 2 - зависимость изменения перемещения колонны бурильных труб от нагрузки на долото без вращения инструмента (а), с проворотом (б) и фактическая каверкограмма в соответствующем масштабе на глубине 1930 м на скв. 51 Вост. Кол- винской Нарьян-Марской НГРЭ ПГО Архангельскгеология ; на фиг. 3 - зависимость перемещения колонны бурильных труб от нагрузки на долото (а) и каверног- рамма (б) на глубине 1990-2039 м; на фиг. 4 - зависимость перемещения колонны бурильных труб от нагрузки на долото (а) и кавернограмма (б) на глубине 2060-2096 м; на фиг. 5 - зависимость перемещения колонны бурильных труб от нагрузки на долото (а) и кавернограмма (б) на глубине 2230 м;

На фиг. 1 обозначено: 1 - долото, 2 - нижняя часть бурильного инструмента, используемая для нагружения долота (например, утяжеленные бурильные трубы), 3 - индикатор веса. 4 - индикатор перемещения инструмента.

Способ осуществляют следующим образом.

После приработки долота забою долото 1 отрывают от забоя, фиксируют вес инструмента и долото 1 подводят к забою. Такое положение принимается за нулевое. Долото 1 нагружают на единицу веса по индикатору

3с фиксацией перемещения по индикатору

4перемещения (положение а). Нагрузку увеличивают с принятым интервалом единицы веса на одно деление (положение б) с фиксированием перемещения по индикатору 4. Нагрузку увеличивают еще на одно деление по индикатору 3 с фиксацией перемещения по индикатору 4, когда часть 2 инструмента, потерявшего устойчивость, размещается в начале зоны увеличения диаметра (в). Значение перемещения больше предыдущего. В положении г инструмент 2 размещается в зоне увеличенного диаметра полностью и перемещение по индикатору 4 близко предыдущему при увеличении нагрузки на ту же величину. В положении д потерявший устойчивость инструмент 2 выходит за пределы зоны увеличенного диаметра с падением перемещения по индикатору 4 притом же приращении нагрузки.

По полученным данным строятся зависимости, приведенные на фиг. 2а, б, фиг. За,

фиг. 4а и фиг. 5а. По отклонению перемещения инструмента от среднего значения определяют наличие зоны увеличенного диаметра скважины и его величину. Местоположение зон увеличенного диаметра скважины относительно забоя определяют пересчетом нагрузки на долото на длину, труб, создающих эту нагрузку.

Кавернограммы на фиг. 2г, 36,46 и 56 с масштабом глубины, соответствующим масштабу длины труб, участвующих в создании нагрузки на долото, служат подтверждением предлагаемого спосрба.

Физический смысл способа заключается в том, что большему размещению потерявшего устойчивость инструмента в зоне ствола скважины увеличенного диаметра соответствует большее перемещение колонны бурильных труб, фиксируемое на ус- тьи скважины.

Формула изобретения Способ определения геометрической

формы ствола глубокой скважины, включающий установление изменения диаметра скважины и определение местоположения этого изменения относительно забоя, отличающийся тем, что, с целью повышения

оперативности, сокращения времени простоя скважины и снижения трудоемкости путем проведения определения геометрической формы скважины в процессе бурения, периодически увеличивают нагрузку на долото, измеряют перемещение колонны бурильных труб, а о геометрической форме ствола скважины судят по зависимости перемещения колонны бурильных труб от нагрузки на долото.

Изобретение относится к исследованиям скважин при бурении на нефть и газ. Цель изобретения - повышение оперативности, сокращение времени простоя скважины и снижение трудоемкости путем проведения определения геометрической, формы скважины в процессе бурения. Способ включает установление изменения диаметра скважины и определение местоположения этого изменения относительно забоя. Перед процессом бурения периодически измеряют нагрузку на долото, измеряют перемещение колонны бурильных труб, а о геометрической форме ствола скважины судят по зависимости перемещения колонны бурильных труб от нагрузки на долото. В зоне увеличенного диаметра скважины размещается больше инструмента, используемого в нагружении долота, что требует большего перемещения колонны бурильных труб на единицу нагрузки, создаваемой на долото. 5 ил. сл с

Фи& 1

У

г

/

/

Ј00

-/Bo.

0 Ј0 40 60 80 J00 42D 140 ISO 180

Фиг.2.

$

/v

О

о qo Во t%) яо 20D 40о бсо goer1

Фие4

б тс