Рассчитав градиенты поглощения пород по глубине скважины по приведенным выше формулам или имея фактические их значе ния по близлежащим скважинам, строят график (рис. 1.4). На графике проводят градиенты пластовых (поровых) давлений и дав лений начала поглощения. Параллельно оси глубин снизу вверх проводят эквиваленты давлений промывочной жидкости для ин тервалов максимальной мощности. Граничными критериями ин тервала применения промывочной жидкости одинаковой плотно сти является условие
Д^пог. min ^ Я Д а пл. шах»
где а — коэффициент запаса (для скважин или интервалов сква
жин глубиной до 1200 м а = 1ч-1,15, для интервалов |
1200— |
|||
2500 м а |
= 1,05ч-1,1, для |
интервалов |
ниже 2500 м а = |
1,04ч- |
4-1,07); |
Дапог. Ш1П— минимальный градиент поглощения |
пород |
||
в определяемом интервале, |
МПа/м; |
Дапл. тах — максимальный |
||
градиент пластового (порового) давления в определяемом интер вале, МПа/м.
В первом приближении границы изменения эквивалентов дав ления промывочной жидкости и являются глубинами спуска об садных колонн (см. рис. 1.4). Определенные таким методом глу бины спуска обсадных колонн Я должны удовлетворять условию прочности горных пород в интервале необсаженного ствола сква
жины (т. е. до момента |
спуска следующей обсадной колонны) |
|
в случае ликвидации флюидопроявления: |
||
Z J ^ |
Z J |
Да пд--0»01Ро |
^сл к Дапог_ 0 ,0 1 р 0 ’
где Дапл — проектный градиент пластового давления на глубине спуска последующей обсадной колонны Я сл, МПа/м; Дапог — проектный градиент начала поглощения пород под башмаком об садной колонны на глубине Я , МПа/м; р0 — плотность промывоч ной жидкости с учетом поступления в нее пластового флюида в процессе проявления, г/см3 (для газовых скважин глубиной до 1200 м р0 = 0; в остальных случаях величина р0 указывается гео логической службой предприятия); К — коэффициент безопас ности, К — 0,9ч-0,95.
Соблюдение этой зависимости обязательно, так как известны случаи грифонообразования при глубине спущенной колонны более 1200 м. Проверив правильность расчета глубины спуска последней промежуточной колонны, уточняют глубины спуска всех предыдущих колонн вплоть до кондуктора.
Во время эксплуатации скважины, а также открытого фон
тана, происходит прогрев |
обсадных колонн, цементного камня |
за ними и всего комплекса |
горных пород. Поэтому при наличии |
в разрезе многолетнемерзлых пород с открытой льдистостью об садная колонна (кондуктор или даже первая промежуточная) дол жна быть спущена на 50— 100 м ниже границы нулевой изотермы
6
в плотные породы. В противном случае даже после нескольких часов фонтанирования скважины (из неперекрытого обсадной колонной пласта) происходят оттаивание пород, провал устья и грифонообразование.
1.2. ВЫБОР КОНСТРУКЦИИ СКВАЖИНЫ
Геологическая служба предприятия обусловливает диаметр эксплуатационной колонны. Диаметры обсадных колонн, глубины спуска которых определены согласно рис. 1.1, рассчитывают снизу вверх. Соотношение между диаметрами эксплуатационной колонны и долота выбирают в соответствии с приведенными ниже данными или по формуле
Я д = (1,0447 + 0.00022D) Я м,
где |
Я д — диаметр |
долота, |
мм; |
Я — диаметр обсадных |
труб, |
||||
мм; |
Я м — диаметр |
муфты |
обсадных |
труб, |
мм. |
|
|
||
Соотношение диаметров долот и спускаемых колонн |
|
|
|
||||||
Минимальный |
диаметр |
долота, |
мм |
139,7 |
165,1 |
190,5 |
215,9 |
244,5 |
|
Диаметр обсадной колонны, мм . |
|
114,3 |
127,0 |
139,7 |
168,3 |
193,7 |
|||
Минимальный |
диаметр |
долота, |
мм |
269,9 |
139,7* ' 168,3 51' 177,8 |
219,1 * |
|||
295,3 |
349,2 |
393,7 |
490,0 |
||||||
Диаметр обсадной колонны, мм . |
|
219,1 |
244,5 |
273,1 |
323,9 |
377,0 |
|||
|
|
|
|
|
244,5* |
— |
298,9 |
351,0 |
425,5 |
* Безмуфтовне труби.
Затем подбирают промежуточную колонну, исходя из диа метра долота под эксплуатационную колонну. Подбор остальных промежуточных колонн и кондуктора, а также долот проводят аналогично.
Для глубоких скважин после определения конструкции про водят проверочный расчет обсадных труб на прочность. Определив минимально необходимые толщины стенок труб промежуточных колонн, задаются величиной абсолютного износа труб А и прове ряют их на механический износ в процессе бурения и спуско подъемных операций (СПО) под следующую колонну по приведен ной ниже методике. Все обсадные колонны, спускаемые в искрив ленные участки ствола скважины, проверяют на проходимость в этих участках.
Минимальные диаметры УБТ наддолотного комплекта,, обеспе чивающие успешный спуск обсадных колонн в скважину, приве дены в табл. 1.1.
Минимальная длина УБТ, обеспечивающая успешный спуск обсадных колонн в скважину,
6000 |
^ 1^ |
Da ~ ^убт |
q |
^ ^ |
0,0349 Аяр ’ |
где q — масса 1 м УБТ, |
кг; |
Я дол, <2УБТ — диаметры долота |
и УБТ, см. |
|
|
7
Таблица 1.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Диаметр |
ЕДф] |
|
|
|
Диаметр долота, мм |
|
|
|
||
обсадной |
490 |
393,7 |
349,2 |
295,3 |
269,9 |
244,5 |
215,9 |
190,5 |
161 |
|
колонны |
|
|||||||||
426 |
0,8 |
407 |
|
|
|
|
|
|
|
|
377 |
1,0 |
299 |
340 |
|
|
|
|
|
|
|
351 |
1,2 |
254 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
|
324 |
1,3 |
229 |
299 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
299 |
1,6 |
— |
229 |
299 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
273 |
2,0 |
— |
203 |
229 |
254 * |
— |
— |
— |
— |
— |
245 |
2,3 |
— |
— |
203 |
229 |
229 * |
— |
— |
— |
— |
219 |
2,8 |
— |
— |
— |
178 |
203 |
203 * |
|
|
|
194 |
3,5 |
— |
— |
— |
— |
178 |
178 |
178 * |
— |
— |
178 |
4,0 |
— |
— |
— |
— |
146 |
146 |
178 |
— |
— |
168\ |
5,0 |
— |
— |
— |
— |
— |
146 |
146 |
146 * |
— |
140 |
7,0 |
— |
' |
““ |
|
|
— |
133 |
133 |
133 * |
Примечания. I. Звездочкой обозначены диаметры УБТ при использовании безмуфтовых труб. 2. [Дф] — допустимая интенсивность пространственного искривления ствола скважины, градус на 10 м.
Жесткость У БТ, обеспечивающая успешный спуск обсадных колонн
j4 |
J 4 |
\ |
1 |
“ У Б Т - |
' “ в УБТ |
||
D4 —D* |
^ |
* |
|
где йУБТ и da. у б т — наружный и внутренний диаметры У БТ, см; D и DB — наружный и внутренний диаметры спускаемых обсадных труб, см.
Соотношение диаметров долот и забойных двигателей ОСТ 26-02-954—74
Диаметр долота, м м ..................... |
97—114 |
118—132 |
132,7—158,7 |
|
Диаметр забойного двигателя, мм. |
85 |
105 |
127 |
|
Диаметр долота, мм . . |
161—172 |
187,3—190,5 |
196,9—200 |
|
Диаметр забойного двигателя, мм. |
143 |
164 |
172 |
|
Диаметр долота, мм |
. . . |
212,7—228,6 |
243—250,8 |
269,9 |
Диаметр забойного двигателя, мм . |
195 |
215 |
240 |
|
Диаметр долота, мм . . |
295—320 |
346—508 |
|
|
Диаметр забойного двигателя, мм . |
265 |
315 |
|
|
1.3. ВЫБОР ПРОФИЛЯ СКВАЖИНЫ
При необходимости проводки наклонной скважины с заданным геологической службой предприятия отходом от вертикали А технологическая служба выбирает профиль (рис. 1.5), основы-
8
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Рис. 1.5. Типы профилей наклонных скважин с отходом от вертикали А:
1 — двухинтервальный; 2 , 5 — трехинтервальный; 3, 6 — четырехинтервальныйз 4 — пятиинтервальный
Рис. 1.6. Номограмма определения диаметра насадок для получения ги дромониторного эффекта
ваясь на ее расчетной конструкции, технических возможностях предприятия, квалификации и опыте исполнителей, достигнутом технологическом уровне бурения в данном регионе. При выборе профиля необходимо учитывать естественное искривление скважин в азимутной плоскости, имеющееся на данном месторождении. В случае дальнейшей эксплуатации скважин штанговыми насосами градиент кривизны ствола в интервале над насосом не должен пре вышать 0,5° на 10 м во избежание протирания труб и поломки штанг.
После выбора профиля устанавливают глубину скважины и ее характерные точки по инструменту, рассчитывают траекторию ствола, компоновки для бурения вертикальных, кривых и наклон ных участков. Траекторию ствола определяют практически мето дом подбора, задаваясь градиентами набора и спада кривизны, а также максимальным углом наклона.
1.4. ВЫБОР ТИПА ШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА
Рациональное сочетание типа шарошечного долота и разбури ваемой породы приведено в табл. 1.2.
Диаметр насадок Dn шарошечных долот выбирают по номограм ме (рис. 1.6).
9
Таблица |
1.2 |
Тип |
Краткая литологическая характеристика горных пород |
долота |
м*Глины плотные, слоистые и неслоистые, известковистые и неизвестко- 'вистые, часто песчанистые и слюдистые, иногда с пиритом и конкреция ми сидеритов, с прослоями рыхлых глинистых песчаников и алевроли тов, глинистых слюдистых мергелей и известняков Глины с прослоями мелкозернистого песка и вулканического пепла
^Известняки и ракушечники
М3 |
JПереслаивание плотных глин, алевролитов, глинистых или карбонат |
|
ных песчаников и мергелистых известняков |
|
( Чередование аргиллитов известковистых и неизвестковистых; алевроли |
|
тов, песчаников разнозернистых кварцевых с известково-ангидритовым |
|
цементом, глинистых сланцев |
|
^Известняки органогенные с прослоями разнозернистых песчаников, |
|
слюдистых глин и алевролитов |
МС |
Глины песчанистые, аргиллитоподобные, опоковидные |
|
' ргиллиты с прослоями разнозернистых песчаников, глинистых алевро |
|
литов, известняков и конгломератов, сцементированных известково-гли |
|
нистым цементом |
МСЗ |
нины пестроцветные и алевролиты с прослоями известняков |
|
Чередование аргиллитов известковистых и неизвестковистых с алевро |
|
литами и песчаниками разнозернистыми, известковистыми, кварцевы |
|
ми, слабослюдистыми |
|
Аргиллиты, алевролиты, песчаники различного состава с прослоями |
|
песчанистых доломитов |
|
Конгломераты разногалечные, местами крупновалунные, с прослоями |
|
песчаников и глин |
|
Известняки органогенные, глинистые, доломитизированные с прослоя |
|
ми доломитов, мергелей, ангидритов или аргиллитов |
|
-Переслаивание песчаников разнозернистых, кварцевых, глинистых;, |
|
плотных аргиллитов, иногда известковистых, местами переходящих |
вмергель, и аргиллитов тонкослоистых, кварцевых, глинистых
СИзвестняки и доломиты пелитоморфные, мелкокристаллические, ме стами брекчиевидные, слабо доломитизированные; известняки раку шечники; мел писчий Глины плотные, тонкослоистые, опоковидные, аргиллитоподобные, алев-
ритистые, известковистые, слюдистые, иногда загипсованные Аргиллиты слоистые, известковистые; мергели песчанистые Песчаники различной плотности, разнозернистые, часто известковистые
иглинистые; алевролиты плотные и рыхлые, слюдистые, известкови стые Конгломераты разногалечные, местами крупновалунные
Каменная соль крупнокристаллическая, с прослоями глин, ангидритов, доломитов, известняков
ст Известняки и доломиты разнозернистые, иногда брекчиевидные, не равномерно глинистые, участками окремнелые Переслаивание глин алевритистых, алевролитов, песчаников слабо-
сцементированных, аргиллитов известковистых, ангидритов, гипсов, мергелей Каменная соль крупнокристаллическая, с прослоями глин, мергелей,
ангидритов, доломитов
10