Совершенствование профилей наклонно направленных скважин и технология их реализации на Игольско-Таловом месторождении

При проведении скважины интенсивность пространственного искривления не должна превышать 1,5 град/10 метров.

2.3 Разработка режимов бурения

2.3.1 Обоснование класса и типоразмеров долот по интервалам бурения

В основу выбора типов долот положены физико-механические свойства горных пород (твердость, абразивность, пластичность и др.). >Рациональным типом долота данного размера для конкретных геолого-технических условий бурения является такой тип, который при бурении в рассматриваемых условиях обеспечивает минимум эксплуатационных затрат на 1 м проходки.

Руководствуясь опытом бурения скважин в аналогичных геологических условиях на площадях Западной Сибири рационально применение трехшарошечных долот.

При бурении под кондуктор в интервале 0 – 650 м геологический разрез представлен глинами, песками, супесями с твердостью по штампу 100 МПа (см. табл. 1.3), категорией пород по промысловой классификации М, абразивностью IV – X категории.

Исходя из того, что бурение турбобуром характеризуется высокими частотами вращения породоразрушающего инструмента, для бурения под кондуктор выбираем высокооборотное долото с типом опор «В» – опоры шарошек на подшипниках качения с боковой промывкой, диаметром 295,3 мм. Исходя из многолетнего опыта работ на данном месторождении для бурения под кондуктор применяем долото III 295,3 СЗ-ГВ.

На интервале 650 – 2510 м геологический разрез представлен глинами, песками, супесями, песчаниками, аргиллитами с твердостью по штампу 100 – 200 МПа, категорией пород по промысловой классификации М, МС и абразивностью IV – X категории. Выбирается высокооборотное долото с типом опор «В» – опоры шарошек на подшипниках качения с боковой промывкой, диаметром 215,9 мм. Для бурения под эксплуатационную колонну применяем долота III 215,9 МЗ-ГВ в верхней части интервала и III 215,9 С-ГВ в нижней части.

На интервале 2510 – 3105 м геологический разрез представлен песчаниками, аргиллитами, алевролитами с твердостью по штампу 200 - 500 МПа, категорией пород по промысловой классификации МС, С и абразивностью VI – X категории. Опыт работ на данном месторождении в последние годы показал высокую эффективность применения на этом интервале долот с маслонаполненными опорами 8 ½ MF – 15 производства фирмы «Смитт».

Применяемые долота по интервалам бурения представлены в табл.2.3.

Таблица 2.3 Типоразмеры долот по интервалам бурения

2.3.2 Расчет осевой нагрузки на долото

При расчете осевой нагрузки на долото используют следующие методы:

1. Статистический анализ отработки долот в аналогичных геолого-технических условий.

2. Аналитический расчет на основе качественных показателей физико-механических свойств горной породы и характеристик шарошечных долот, применение базовых зависимостей долговечности долота и механической скорости бурения от основных параметров бурения.

Наиболее точным считается статистический метод расчета осевой нагрузки, после расчета полученное значение сравнивается с допустимой нагрузкой по паспорту долота и принимается нагрузка в пределах вычисленных величин.

Осевая нагрузка на долото рассчитывается по формуле:

GOC =gO · Д Д кН, (2.19)

где gO - удельная нагрузка на 1 м диаметра долота для бурения в породах данной категории, кН/метр.

Для данного района работ ЗапСибНИИ рекомендует применять следующие удельные нагрузки [4]:

- для пород категории М : gO <200 кН/м;

- для пород категории МС : gO <200 – 400 кН/м;

- для пород категории С : gO <400 – 800 кН/м.

Для бурения под кондуктор на интервале 0 – 650 м gO=200 кН/м, так как в интервале представлены породы промысловой классификации М. Тогда по формуле (2.19):

GOC =200·0,295=59,06 кН.

Расчетное значение осевой нагрузки не должно превышать 80% от допустимой по паспорту долота:

GOC<0,8· GДOП кН, (2.20)

где GДOП – допустимая нагрузка на долото по паспорту, кН.

Для долота III 295,3 СЗ-ГВ GДOП=400кН, тогда по формуле (2.20):

GOC<0,8· 400=320 кН.

Условие выполняется. Из полученных данных следует, что на интервале кондуктора осевая нагрузка составит 60 кН.

Для бурения под эксплуатационную колонну на интервале 650 –1400 м gO=300 кН/м, так как в интервале представлены породы промысловой классификации М, МС. Тогда по формуле (2.19):

GOC =300·0,2159=70 кН.

Для долота III 215,9 МЗ-ГВ GДOП=250кН, тогда по формуле (2.20):

GOC<0,8· 250=200 кН.

Условие выполняется. Из полученных данных следует, что для бурения под эксплуатационную колонну осевая нагрузка на интервале 650 –1400 метров составит 70 кН.

Для бурения под эксплуатационную колонну на интервале 1400 – 2550 м gO=400 кН/м, так как в интервале представлены породы промысловой классификации МС. Тогда по формуле (2.19):

GOC =400·0,2159=86,36 кН.

Для долота III 215,9 С-ГВ GДOП=250кН, по формуле (2.20):

GOC<0,8· 250<200 кН.

Условие выполняется. Из полученных данных следует, что для бурения под эксплуатационную колонну осевая нагрузка на интервале 1400 – 2550 м составит 90 кН.

Для бурения под эксплуатационную колонну на интервале 2550 – 3105 м gO=800 кН/м, так как в интервале представлены породы промысловой классификации МС. Тогда по формуле (2.19):

GOC =800·0,2159=172,72 кН.

Для долота 8 ½ MF-15 GДOП=319кН, тогда по формуле (2.20):

GOC<0,8· 319<255,2 кН.

Условие выполняется. Из полученных данных следует, что для бурения под эксплуатационную колонну осевая нагрузка на интервале 2550 – 3105 м составит 180 кН.

Расчетные значения осевой нагрузки по интервалам бурения представлены в табл. 2.4.

Таблица 2.4 Расчетные значения осевой нагрузки по интервалам бурения

2.3.3 Расчет частоты вращения долота

Каждому классу пород соответствуют свои оптимальные частоты вращения долот, при которых разрушение горных пород максимально.

Оптимальные частоты вращения долот находятся в диапазонах:

- для долот типа М 250 – 400 об/мин;

- для долот типа МС 150 – 300 об/мин;

- для долот типа С 100 – 200 об/мин.

Превышение оптимальных частот вращения вызывает снижение механической скорости бурения и, как следствие, быструю поломку долота.

Расчет частоты оборотов ведется по 3 методам:

 Скачать реферат