CC BY
141,5 1
0,5
0
2013
2014 2015
•Пластовое давление
2016 2017
► Забойное давление
2018
Рисунок 1. Динамика пластового и забойного давлений горизонта J2-III
2
Западное крыло, на котором расположена скважина ДЗ-1, представляет собой полусвод, ограниченный с востока сбросом 12. По триасовому горизонту был выполнен один замер пластового давления в сентябре 2014 года в скважине ДЗ-1 - 0.54 МПа.
Список литературы
1. Отчет «Оперативный подсчет запасов нефти и газа месторождения Дараймола Западная по состоянию изученности на 01.12.2014 г» (Протокол ГКЗ №1505-14-П от 12.12.2014г)
2. Дополнение №1 к «Проекту пробной эксплуатации месторождения Дараймола Западная» 01.02.2016 г. (протокол ЦКРР №78/27 от 18.11.2016 г.)
3. Единые правила по рациональному и комплексному использованию недр (Утвержденные Совместным приказом Министра энергетики Республики Казахстан от 15 июня 2018 года № 239.
4. Лысенко В.Д. Проектирование разработки нефтяных месторождений, Москва, 1987г.
5. Юрчук А.М. «Расчеты в добыче нефти» -М.: Изд-во «Недра», 1969 г.
ПРИНЦИПЫ ФОРМИРОВАНИЯ И РЕГУЛЯЦИИ МОДЕЛИ ЗЕНИТНОГО ИСКРИВЛЕНИЯ СКВАЖИН ПРИ НАКЛОННО-НАПРАВЛЕННОМ БУРЕНИИ ВИНТОВЫМ ЗАБОЙНЫМ
ДВИГАТЕЛЕМ
Суюнгариев Г.Е.
Доцент, кандидат технических наук, Некоммерческое Акционерное Общество
«Атырауский университет нефти и им. С.Утебаева»
Нурпесов Е.Т.
Доцент, кандидат технических наук, Некоммерческое Акционерное Общество
«Атыраускийуниверситет нефти и им.С.Утебаева»
Шаяхметова Ж.Б.
Доцент, кандидат технических наук, Некоммерческое Акционерное Общество
«Атыраускийуниверситет нефти и им.С.Утебаева»
PRINCIPLES OF FORMATION AND REGULATION OF THE MODEL OF ANTI-AIRCRAFT WELL CURVATURE DURING DIRECTIONAL DRILLING WITH THE DOWNHOLE SCREW MOTOR
Suyungariyev G.
associate Professor, candidate of technical Sciences. Non-profit joint Stock Company «Atyrau University of oil and gas S. Utebaeva»
Nurpeisov E.
associate Professor, candidate of technical Sciences. Non-profit joint Stock Company «Atyrau University of oil and gas S. Utebaev»
Shayahmetova Zh. associate Professor, candidate of technical Sciences Non-profit joint Stock Company «Atyrau University of oil and gas S. Utebaev»
Аннотация
В этой работе усовершенствуется формирование зенитного угла понятия и принципиальной модели его регулирования, а также с учетом процесса его наклонно-ориентированного бурения (скважины). Данный вопрос решается с учетом применения винтовых забойных двигателей к решению указанных проблем.
Abstract
This paper presents the methodological principles of the formation and regulation of the zenith angle of wells with regard to its curvature in the process of directional drilling. This issue is highlighted by the example of the use of downhole motors for this purpose.
Ключевые слова:искривление скважин, система направленного бурения, математическая мо-дель,осевая нагрузка, диаметры скважины и компоновки, жесткость компоновки и колонны.
Keywords: well curvature, directional drilling system, mathematical model, axial load, well diameters and layout, layout stiffness and columns.
Как известно, процесс искривления скважины определяется комплексом факторов, суммарное воздействие которых может быть оценено только с позиций системного подхода. Кратко остановимся на основных принципах системного подхода, чтобы далее не возвращаться к общим вопросам. Процесс искривления или система направленного бурения включает очень много элементов (факторов, параметров), но не все они одинаково важны для функционирования системы. Возникает вопрос, какие факторы учитывать в моделях системы. Системный подход требует учета в первую очередь наиболее важных параметров (факторов), совершенно необходимых для достижения системы.
Как отмечает А.А. Погарский, К.А. Чефранов и О.П. Шишкин [1], «... речь идет не об абсолютной важности того или иного элемента системы, а об относительной важности его в сравнении с другими, быть может, еще более важными элементами, на фоне которых обн может выглядеть малозначимым, второстепенным. Тот, кто требует учета всех элементов, в действительности следует не системному,а огульному подходу, не делает различия между элементами, придерживается «уравниловки» в их оценке».
Е.А. Козловский, В.М. Питерский и М.А. Комаров [2] обращают внимание исследователей на самые главные требования, предъявляемые к факторам при построении математической модели процесса на основе детерминированного подхода -это требования управляемости (измеряемо-сти с заданной точностью), однозначности (фактор должен непосредственно воздействовать на объект, а не быть функцией других параметров), совместимости (осуществимость и безопасность) и независимости (ни один из факторов не может быть представлен комбинацией других).
Исходя из этих требований, в рассматриваемых моделях учитываются, в основном, технологические и технические факторы -осевая нагрузка, вес и длина КНБК, диаметры скважины и компоновки, жесткость компоновки и колонны и связанная с ней длина полуволны.
В ускорении и удешевлении проводки глубоких и, в особенности, вертикально или наклонно направленных скважин существенное значение имеют сведения о длине полуволны бурильной колонны, так как один из основных технологических факторов - осевая нагрузка на поро-доразрушающий инструмент -создается сжатой частью бурильной колонны.
Исследованию динамики бурильной колонны уделялось большое внимание. За последние годы результаты расчетов компоновки нижней части колонны в странах СНГ (М.М. Александров, В.Г.Григулецкий, К.М. Солодкий, Б.З. Султанов и др.) и за рубежом (Г. Вудс, А. Лубинский) стали совпадать, что объективно свидетельствует о правильности тех или иных расчетов. Научно обоснованное представление о параметрах низа бурильной колонны значительно облегчает решение задач, связанных с искривлением скважины.
В настоящей работе расчет длины полуволны бурильной колонны производится по методике Г. Вудса и А. Лубинского с использованием номограммы Б.З. Султанова [3]. Отказ в данном случае от формул Г.М. Саркисова, А.Н. Дин-ника, Б.И. Воздвиженского, М.Г. Васильева и др. вполне закономерен, потому что ими не учитывается один из важнейших факторов искривления скважин - зенитный угол скважины.
До настоящего времени отсутствуют практические расчеты длины полуволн компоновок, а также, бурильных труб нефтяного стандарта.
Таким образом, формирование математической модели зенитного искривления скважин осуществляется в дальнейшем с учетом изложенного выше. Прежде всего, - охват моделью только наиважнейших факторов, сильно влияющих на искривление, математическая детерминированность которых подтверждена опытом наклонно-направленного бурения.
Для определения стабилизирующей длины КНБК при бурении винтовыми забойными двигателями (ВЗД) следует перейти к динамической модели, полагая, что компоновка ВЗД при этом может вращаться как жесткое тело вокруг оси скважины или как гибкий вал вокруг своей собственной оси. Следовательно, необходимо учитывать силы инерции, прибегая к методу кинетостатики [4].
При установившемся вращении забойная компоновка движется с постоянной угловой скоростью о по стенке скважины. Схематизируя КНБК (см. рис. 1) в виде однородного круглого диска с точечной массой Q и радиуса г, равного половине диаметра компоновки, определим динамические реакции подпятника Кву (точка касания нижней свечи бурильной колонны стенок скважины), если ОА = L - длина компоновки ВЗД и OB = LT - длина полуволны бурильной колонны. Центр тяжести диска С отстоит от оси вращения на расстоянии ОС = a.ZOY - апсидальная плоскость; ось X
- азимут простирания пород, 0 - зенитный диска С, обозначив центробежную Fn(J), тангенци-угол скважины; висячая и лежачая стенки показаны альную Ft(I) составляющие главного вектора,
на рис. 1.
Диск под действием М вращается вокруг оси Z скважины, перпендикулярной к его плоскости. Приняв за центр приведения сил инерции центр тяжести
F7 ) = Qa g
F7) = Qa .а g
M(7) = -
2 g
составляем уравнения равновесия
2 FKx = RAx + RBx + F 7) = 0 2 FKy = RAy + Rb> + F 7) = 0
Мс(1) -главный момент инерции:
I FKz = RAz - Q = 0 Mx (FK) = -Qa + RaL - RByLT = 0
MY (Fk ) = -RAxL + RBL = 0 Mz (F ) = M + M(1) - Fl a = 0
(1) (2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8) (9)
а) выполаживание скважины (набор зенитного угла); б) стабилизация скважины; в) выкручивание (спад кривизны);
_ - висячая стенка скважины;
- лежачая стенка скважины. Рисунок 1. Схема динамических сил, действующих на систему «скважина - компоновка винтового забойного двигателя»
L
t Q
T — a-a
RAy =-
LT + L g
LT + L
Rtz = 0
- a a
Rbx = -
Q-a-a-L
RBy =-
g - (Lt + L) Q - (a - g + a -a2 - L) g - (Lt + L)
M = Q - (r2 + 2- a2)-a. g
Подставив сюда значения Рп(1), (1), Мс(1) и решив систему уравнений (4 - 9), получим
(10)
(11) (12)
(13)
(14)
(15)
Совершая в этой задаче приведение сил инерции диска, можно будет за центр приведения выбрать любую точку диска. Так, если центр приведения взять точку О, то силы Бп(1) и (1), оставаясь неизменными по величине и направлению, окажутся приложенными в точке О. При этом первые пять уравнений остаются неизменными, а шестое принимает вид
^ шг (^) = м + м2 ) = 0.
К =1
Решая это уравнение, получаем:
м = 0 ■ (г2 + 2 • а2)-а, g
что, совпадает с полученным прежде результатом.
Из полученных результатов следует основные выводы:
- составляющая опорной реакции подпятника Ядг не зависит от движения диска, т.е. остается неизменной как при покое, так и при вращении диска;
- если составляющие динамических опорных реакций Ядг и Яду по модулю не равны, то они имеют всегда противоположные направления.
Имея в виду, что реакция ЯДу — не что иное, как отклоняющая сила, и если сориентировать ее по направлению к лежачей стенке скважины или к висячей, то можно добиться собственно выкручивания (спада кривизны или уменьшения зенитного угла) или выполаживания (набора кривизны или увеличения зенитного угла) скважины. При этом должны быть непременно соблюдены два условия:
- в первом случае (выкручивание)- первая точка касания нижней свечи бурильной колонны (ТБПВ-127 или УБТ-146) должна находиться на лежачей стенке (реакция + Яву);
- во втором случае (выполаживание) - точка касания нижней свечи должна находиться на висячей стенке (реакция - Яву).
В свою очередь, эти условия зависят от соотношения сил тяжести верхней (относительно калибратора ВЗД как опорной точки), т.е. полуволны, бурильной колонны (ТБПВ -127 или УБТ -146), и нижней частей КНБК - компоновки ВЗД.
Отсюда механизм зенитного искривления нак ло нно й скважины сводится к следующему:
- если компоновка ВЗД тяжелее нижней полуволны бурильной колонны (ТБПВ -127 или УБТ -146), то точка касания последней находится на висячей стенке (рисунок 8 а) и реакция - Яву направлена в сторону лежачей стенки, - соответственно отклоняющая сила ЯД1у вызывает разрушение висячей стенки забоя, т.е. выполаживание скважины (набор кривизны);
- если компоновка ВЗД легче полуволны, то точка касания последней находится на лежачей стенке, реакция + Яву направлена в сторону висячей стенки, соответственно отклоняющая сила -Яд1у вызывает разрушение лежачей стенки забоя, т.е. выкручивание скважины (рис.8в) или спад кривизны.
- если компоновку ВЗД и полуволну уравновесить, то составляющие динамических опорных реакций тоже будут равны (по модулю) |Яд1у| = |Яву|,- при этом КВЗД оказывается в условиях динамического равновесия, - плоскость, проходящая через эти реакции, совершает круговое движение, перпендикулярное оси и меняет свое положение, поворачиваясь на 360°, и долото равномерно разрушает поверхность забоя тоже перпендикулярно оси, т.е. стабилизирует зенитный угол скважины (рис. 1, б).
Расчетная или выбранная длина компоновки, обеспечивающей равновесие КНБК, - соответственно стабилизацию угла, - эта длина и есть стабилизирующая длина компоновки ВЗД.
Выводы:
Имея таким образом, количественное значение главного критерия -стабилизирующей длины КВЗД, вернемся к основным выводам ранее рас-
n
смотренного механизма зенитного угла искривления скважин. Иначе говоря, принцип регуляции зенитного угла представляется следующим образом.
Установлено, что зенитное искривление самовы-полаживающихся скважин не происходит только в тех случаях, когда компоновка ВЗД уравновешена одной (1 • Ьг) полуволной нижней свечи бурильной колонны, т.е. длина компоновки ВЗД (Ьквзд) адекватна соответственно первой (Ьсп) стабилизирующей длине.
Вывод из состояния равновесия КНБК приводит к самопроизвольному отклонению оси ствола скважины, причем: к набору кривизны, т.е. к выпо-лаживанию, если длина компоновки колеблется в пределах Ьсп < Ь квзд < Ьсг2, Ь сг2 < Lkвзд < Ьсгз к спаду кривизны, т.е. к выкручиванию скважины, если длина компоновки больше половины, но меньше первой стабилизирующей, т.е. 0,5 Ьсп < Ь квзд < Ьсп.
Список литературы
1. Смирнов А.П. Современное состояние и направления развития бурения наклонно-направленных скважин в СССР и за рубежом. - М.;, 1984. -(обзор.информ./ ВНИИОЭНГ. Сер. «Бурение», Вьш.9 (71).
2. Козловский Е.А., Питерский В.М., Комаров М.А. Кибернетика в бурении. -М.: Недра, 1982, 298 с.
3. Абугалиев С.К. Параметры полуволны забойного винтового двигателя Д5-172 при бурении наклонно направленной скважины. Труды Межд. конфер. «Информационные технологии и автоматизация производственных процессов». - Алматы, КазНТУ: 2002. С.: 493-496.
4. Новиков Г.П., Буглов Н.А., Новожилов Б.А., Воробьев Г.А., Козловский А.Е., Карпиков А.В. Основные принципы оптимизации параметров нижней части бурильной колонны при алмазном бурений геологоразведочных скважин в анизотропных породах.- М.,1990. с. 71
ХАРАКТЕРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА С КИСЛОТНЫМИ РАСТВОРАМИ
Суюнгариев Г.Е.
Доцент, кандидат технических наук, Некоммерческое Акционерное Общество
«Атырауский университет нефти и им. С.Утебаева»
Нурпесов Е.Т.
Доцент, кандидат технических наук, Некоммерческое Акционерное Общество
«Атыраускийуниверситет нефти и им.С.Утебаева»
Шаяхметова Ж.Б.
Доцент, кандидат технических наук, Некоммерческое Акционерное Общество
«Атыраускийуниверситет нефти и им.С.Утебаева»
CHARACTERISTIC FEATURES OF PROCESS PARAMETERS CALCULATION THE INTERACTION OF BOTTOM-HOLE FORMATION ZONE WITH ACIDIC SOLUTIONS
Suyungariyev G.
Associate Professor, candidate of technical Sciences. Non-profit joint Stock Company «Atyrau University of oil and gas S. Utebaeva»
Nurpeisov E.
Associate Professor, candidate of technical Sciences. Non-profit joint Stock Company «Atyrau University of oil and gas S. Utebaev»
Shayahmetova Zh. ssociate Professor, candidate of technical Sciences. Non-profit joint Stock Company «Atyrau University of oil and gas S. Utebaev»
Аннотация
Обсуждаются проблемы совершенствования физико-химических методов интенсификации добычи нефти. Одним из перспективных способов рекомендуется воздействовать на дно горного слоя кислотными растворами. Приведены наиболее эффективные виды компонентов, применяемых для приготовления раствора.
Abstract
This paper discusses the debatable problem of improving the physico-chemical methods of intensifying oil production. As one of the promising methods, an impact on the bottomhole formation zone with acid solutions is proposed. Recommended ingredients for solution preparation are given.
Ключевые слова: кислотная ванна, карбонатность, механическая очистка, рабочий раствор, приза-бойная зона, гидромониторные насадки.
Keywords: аcid bath, сarbonation, мechanical cleaning, working solution, bottom-hole zone, hydro-monitor nozzles.
