которого позволит существенно повысить эффективность проходки наклонных скважин.
Рассмотрим, каково соотношение интенсивности искривления ствола в результате фрезерования стенки ствола и асимметричного разрушения забоя для данной компоновки низа бурильной колонны.
Если ствол искривляется при одновременном действии указанных двух процессов, то доля приращения искривления скважины вслед ствие фрезерования стенки ствола может быть представлена в виде
Даф= Д а 10 — Даас. |
(24) |
Возможное приращение искривления ствола за счет асимметрич ного разрушения забоя Даас и при совместном действии этого про цесса и фрезерования стенки ствола Даю зависит от геометрических размеров системы долото—турбобур, состояния этой системы и диа метра скважины.
Для полного использования способности отклоняющей компо новки искривлять ствол в результате асимметричного разрушения забоя необходимо, чтобы отсутствовал прогиб турбобура, т. е. f = 0. Для полного использования возможной отклоняющей способности компоновки, помимо соблюдения указанного условия (/ = 0), необ ходимо также: а) наличие отклоняющей силы достаточной вели чины, чтобы имело место эффективное разрушение пород, слагаю щих стенки скважины; б) чтобы долото обладало достаточной боковой фрезерующей способностью и не ограничивало процесс ис кусственного искривления ствола.
Поскольку речь идет об оценке возможной боковой фрезерую
щей способности отклоняющей компоновки, |
то, принимая |
f= 6 и |
имея в виду выражения (9) и (17), окончательно получим |
|
|
Даф=2780 °’29Dc + °2’7Ш - |
< 1т . |
(25) |
Lт |
|
|
Выражение (25) характеризует возможную боковую фрезерую щую способность отклоняющей компоновки. Сопоставляя его с вы ражением (9), не трудно заметить, что для любой отклоняющей компоновки низа бурильной колонны возможности ее искривлять скважину вследствие фрезерования стенки ствола значительно больше, чем возможности искривления скважины в результате асимметричного разрушения забоя.
Чтобы установить, на сколько способности отклоняющей компо новки искривлять ствол вследствие фрезерования стенки скважины больше ее же способности искривлять ствол в результате асиммет ричного разрушения забоя, рассмотрим соотношение Даф/Даас
Да* |
0,29Z5C + 0.71D — rfT |
|
|
|
С-- Дая* -4'84 |
Д Д п - , - |
|
■ |
(26) |
|
D — dr |
|
|
|
При DC= D получим, что С |
Даф |
Это означает, что для |
||
4,84. |
||||
Даас
любой отклоняющей компоновки, независимо от сочетания диамет
48
ров долота и турбобура, а также их длины, при отсутствии прогиба турбобура'и уширения ствола скважины возможности искривления ствола вследствие фрезерования стенки скважины в 4,8 раза больше ее же возможности искривления ствола в результате асимметрич ного разрушения забоя. Другими словами, для любой отклоняющей компоновки, примерно, 83% от возможного приращения искривле ния ствола может быть достигнуто вследствие фрезерования стенки ствола и лишь 17% — вследствие асимметричного разрушения забоя.
Если в процессе бурения турбобур будет прогибаться, то доля искривления скважины в результате асимметричного разрушения забоя уменьшится и при значении f =0,25. Dc — 0,125 (D + rfT) ста нет равной нулю, а доля искривления в результате фрезерования стенки ствола, наоборот, увеличится и в пределе станет равной 100%.
Оценка процессов искусственного искривления ствола при бурении наклонных скважин
Выше было показано теоретически возможное соотношение про цессов искривления ствола в результате фрезерования стенки сква жины и асимметричного разрушения забоя. В связи с этим возни кает вопрос: всегда ли в практических условиях фрезеруются стенки ствола, каково соотношение указанных процессов, какой из отме ченных способов искривления ствола преобладает при работе теми или иными компоновками низа бурильной колонны и какова доля искривления скважин за счет фрезерования в общем процессе ис кривления?
Для выяснения этих вопросов необходимо фактическое прира щение искривления ствола Да'^ по замерам инклинометром сопо
ставлять с приращениями искривления ствола в результате асим метричного разрушения забоя при отсутствии отклоняющей силы Д а 'с и при ее наличии Д а"с, вычисляемые соответственно по фор
мулам (7) и (9).
Если окажется, что Aa®0<Acc"c, то искривление ствола происхо
дило в случае отсутствия отклоняющей силы на долоте только вследствие асимметричного разрушения забоя. При ДаФ0= Д а " с
в процессе бурения на долоте действовала отклоняющая сила, но величина ее была недостаточной или же долото не обладало боко вой фрезерующей способностью, поэтому стенка ствола не фрезе ровалась, вследствие чего скважина искривлялась исключительно в результате асимметричного разрушения забоя.
Если окажется, что Aa*0> A a "c, то данный интервал бурили при наличии отклоняющей силы на долоте и в этом случае имело место фрезерование стенки ствола. Разность Аа * —-Аа " будет характе
ризовать долю приращения искривления ствола вследствие фрезе рования стенки скважины.
4 Заказ № 117 |
49 |
Таблица 5
Приращение
искривления
|
|
|
ствола, |
|
|
|
градус/10 м |
||
№ |
Интервал |
Угол искривления |
|
|
в интервале, |
|
|||
скважины |
бурения, м |
о |
||
градус |
||||
|
|
о |
||
|
|
|
3 |
|
|
|
среднее |
4 |
|
|
|
2 |
||
S S
S
£
|
В том числе |
|
|
в результате |
в результате |
||
асимметрично |
фрезерования |
||
го разрушения |
стенки |
|
|
забоя |
|
|
|
градус |
% |
градус |
% |
|
|
Долото 2Д-394С, турбобур Т12МЗ-10" |
|
|
|
||||
966 |
850-910 |
0,50-8,50 |
1,32 |
1,00 |
0,85 |
64,0 |
0,47 |
36,0 |
|
601 |
75-140 |
0,75-9,50 |
1,33 |
1,00 |
0,84 |
63,0 |
0,47 |
37,0 |
|
601 |
140-205 |
9,50-15,50 |
0,92 |
0,92 |
0,76 |
82,5 |
0,16 |
17,5 |
|
601 |
205 |
-270 |
15,50-22,00 |
1,00 |
1,00 |
0,80 |
80,0 |
0,20 |
20,0 |
556 |
245-300 |
18,75-24,50 |
1,03 |
1,00 |
0,80 |
77,5 |
0,23 |
22,5 |
|
804 |
445 |
-518 |
12,00-19,00 |
1,00 |
1,00 |
0,80 |
80,0 |
0,20 |
20,0 |
810 |
720-780 |
13,00-18,50 |
0,91 |
0,91 |
0,76 |
83,5 |
0,15 |
16,5 |
|
|
|
|
Долото ЗД-346С, турбобур Т12МЗ-9" |
|
|
|
|||
913 |
194-245 |
0,75-7,50 |
1,22 |
1,00 |
0,70 |
57,5 |
0,52 |
42,5 |
|
913 |
245 |
-320 |
7,50-13,50 |
о !в о |
0,80 |
0,60 |
75,0 |
0,20 |
25,0 |
913 |
320 |
-380 |
13,50-21,50 |
1,33 |
1,00 |
0,74 |
55,5 |
0,59 |
44,5 |
965 |
295—335 |
3,25-7,00 |
0,93 |
0,93 |
0,66 |
71,0 |
0,27 |
29,0 |
|
965 |
535 |
-580 |
5,50-10,00 |
1,00 |
1,00 |
0,66 |
66,0 |
0,34 |
34,0 |
965 |
580-648 |
10,00-15,50 |
0,85 |
0,85 |
0,60 |
70,5 |
0,25 |
29,5 |
|
934 |
200 |
-275 |
1,00-7,50 |
0,86 |
0,86 |
0,60 |
70,0 |
0,26 |
30,0 |
|
|
|
Долото Б-243С, турбобур Т12МЗ-8" |
|
|
|
|||
966 |
1160-1210 |
12,50-15,50 |
0,60 |
0,50 |
0,20 |
35,3 |
0,44 |
64,7 |
|
804 |
1321-1368 |
9,50-13,25 |
0,75 |
0,50 |
0,28 |
37,4 |
0,47 |
62,6 |
|
902 |
1260-1307 |
22,50-26,50 |
0,80 |
0,50 |
0,28 |
35,0 |
0,52 |
65,0 |
|
846 |
1115-1155 |
16,50-21,00 |
1,12 |
1,00 |
0,34 |
30,0 |
0,84 |
70,0 |
|
810 |
985 |
-1030 |
23,00-27,50 |
1,00 |
0,50 |
0,28 |
28,0 |
0,72 |
72,0 |
|
|
Долото Б-214С, турбобур T12M3-7V2" |
|
|
|
||||
826 |
610 |
-640 |
12,00-14,00 |
0,66 |
0,50 |
0,16 |
24,3 |
0,50 |
75,7 |
1511 |
1200-1220 |
11,50-13,50 |
0,66 |
0,50 |
0,16 |
24,3 |
0,50 |
75,7 |
|
856 |
1195-1225 |
17,00—19,75 |
0,92 |
0,50 |
0,24 |
26,0 |
0,68 |
74,0 |
|
965 |
1374-1425 |
12,50-16,50 |
0,80 |
0,50 |
0,24 |
30,0 |
0,56 |
70,0 |
|
969 |
1140-1185 |
15,00-18,50 |
0,78 |
0,50 |
0,22 |
28,2 |
0,56 |
71,8 |
|
769 |
1320-1345 |
21,75-23,75 |
0,80 |
0,50 |
0,24 |
30,0 |
0,56 |
70,0 |
|
50
В табл. 5 приведены результаты расшифровки искривления ство лов скважин, пробуренных на площади Нефтяные Камни трехшаро шечными долотами диаметрами 394, 346, 243 и 214 мм соответст венно с турбобурами Т12МЗ-10", Т12МЗ-9", Т12МЗ-8" и Т12МЗ-772". При бурении 394 и 346-мм долотами в качестве отклонителя приме нялись 203-мм кривые переводники с углом перекоса осей резьб 2° 30' с 178-мм УБТ длиною 12 м, а при бурении долотами диамет ром 243 и 214-мм — резиновые эксцентричные ниппеля. В этом слу чае рассматриваются интервалы искривления, в которых отклони тели использовали исключительно для увеличения угла искривле ния скважины. Причем приращения являются наименьшими для принятой компоновки низа бурильной колонны при бурении на дан ной площади.
Сопоставление проводят по величинам минимальных значений фактического приращения угла искривления за рассматриваемый интервал с максимальной величиной приращения искривления ствола вследствие асимметричного разрушения забоя, достигае мого при /=0 .
Из табл. 5 следует, что во всех случаях фактические минималь ные приращения угла искривления скважины, которые обычно не характеризуют общий темп искривления стволов, имеют место лишь в ограниченном интервале по своей величине больше, чем прира щение угла искривления ствола в результате асимметричного раз рушения забоя. Следовательно, во всех случаях бурят при наличии на долоте отклоняющей силы, причем процесс бурения сопрово ждается фрезерованием стенок скважины.
При бурении 394 и 346-мм долотами в процессе искривления пре обладает доля искривления ствола вследствие асимметричного раз рушения забоя (соответственно 63—83% и 55—75%) по сравнению с искривлением в результате фрезерования стенки (соответственно 17^-37% и 25ч-45%) ■ При бурении 243 и 214-мм долотами имеет ме сто обратная картина. В этих случаях в процессе искривления ствола уже преобладает доля искривления вследствие фрезерова ния стенки ствола (соответственно 62-^72% и 70-^76%), по сравне нию с искривлением в результате асимметричного разрушения за
боя (соответственно 28ч-38% и24ч-30%).
Из приведенных данных вытекает, что с уменьшением диаметра скважин доля приращения угла искривления ствола вследствие фре зерования стенки скважины возрастает. Следует иметь в виду, что, поскольку анализ проводят по минимальным значениям прираще ния угла искривления ствола, которые значительно меньше средних и максимальных значений фактических приращений искривления, то указанные выше доли искривления ствола являются верхними пределами для процесса асимметричного разрушения забоя и ниж ними пределами для процесса фрезерования стенки скважины.
Таким образом, даже при рассмотрении наименьших значений приращения угла искривления следует, что процесс искривления стволов при современном состоянии техники и технологии проходки
4 * |
51 |