RU2719889C1 - Drilling method in water area - Google Patents

Drilling method in water area Download PDF

Info

Publication number
RU2719889C1
RU2719889C1 RU2019121603A RU2019121603A RU2719889C1 RU 2719889 C1 RU2719889 C1 RU 2719889C1 RU 2019121603 A RU2019121603 A RU 2019121603A RU 2019121603 A RU2019121603 A RU 2019121603A RU 2719889 C1 RU2719889 C1 RU 2719889C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
drilling
interval
conductor
stage
under
Prior art date
Application number
RU2019121603A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Александрович Коротаев
Ольга Викторовна Герасимова
Иван Дмитриевич Севостьянов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "МГТУ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "МГТУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Мурманский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "МГТУ")
Priority to RU2019121603A priority Critical patent/RU2719889C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2719889C1 publication Critical patent/RU2719889C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/12Underwater drilling
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/20Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: oil, gas and coke-chemical industries.
SUBSTANCE: invention relates to oil and gas industry, in particular to drilling wells in water area with preliminary testing of possible complications in form of abnormally high formation pressure (AHFP), absorption of drilling mud and clamping of drilling tool. To implement the method drilling under the direction and drilling of the rock interval for the conductor is performed in two stages. At the first stage to detect possible complications, a drilling tool is used in the form of a casing pipe (CP) equipped with a burglar gear. At the second stage drilling under direction and drilling of the interval for the conductor is performed by CP equipped with a bit. At the first stage of the drilling for the conductor interval there used is either industrial water or sea water or drilling fluid depending on geological conditions. Drilling solution is used at the second stage of drilling the interval for conductor. Drilled interval is cased with a conductor with subsequent cementing; the next interval is drilled similarly.
EFFECT: technical result is improved efficiency and safety of drilling due to reduced time for elimination of the complication.
4 cl, 7 dwg, 8 tbl

Description

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к бурению скважин с предварительным их исследованием в режиме тестирования возможных осложнений в виде аномально высокого пластового давления (АВПД), поглощения бурового раствора и прихвата бурильного инструмента при возникновении осыпей и обвалов.The invention relates to the oil and gas industry, in particular, to drilling wells with their preliminary investigation in the testing mode of possible complications in the form of abnormally high reservoir pressure (AAP), mud absorption and sticking of a drilling tool in case of talus and landslides.

Как известно при разведочном бурении происходят осложнения, на ликвидацию которых затрачивается время и материалы. При бурении на Арктическом шельфе, кроме проявлений приповерхностного газа и газогидратов, случались случаи поглощения бурового раствора и прихвата инструмента из-за осыпей и обвалов (фиг. 1). По зарубежным данным АВПД наблюдалось при спускоподъемных операциях (СПО) 44%, при бурении 41%, при циркуляции 9% и при прочих операциях на буровой 6% (Противофонтанная безопасность. IWCF, AMNGR Education Centre. - Мурманск: АМНГР, 1995. - 195 с.). В связи с этим обеспечение безопасности бурения очень чрезвычайно актуально.As you know, exploration drilling complications occur, the elimination of which takes time and materials. When drilling on the Arctic shelf, in addition to the manifestations of surface gas and gas hydrates, there were cases of absorption of the drilling fluid and sticking of the tool due to talus and landslides (Fig. 1). According to foreign data, AVPD was observed during hoisting operations (STR) 44%, during drilling 41%, during circulation 9% and other operations on the drilling 6% (Anti-spontaneous safety. IWCF, AMNGR Education Center. - Murmansk: AMNGR, 1995. - 195 with.). In this regard, ensuring the safety of drilling is very important.

Известен способ вскрытия продуктивного горизонта в условиях АВПД (Пат. РФ №2309203, опубл. 09.07.1995), включающий бурение по активному интервалу после предварительного определения характера осложнения при технологических операциях с начальными технологическими параметрами, затем изменяют технологические параметры, определяют вероятность возникновения осложнений, дальнейшее углубление по активному интервалу ведут с параметрами, которые отвечают условию, изложенному в описании изобретения.There is a method of opening a productive horizon in terms of AAP (Pat. RF No. 2309203, publ. 09/07/1995), including drilling at an active interval after preliminary determination of the nature of the complication during technological operations with the initial technological parameters, then change the technological parameters, determine the likelihood of complications, further deepening along the active interval is carried out with parameters that meet the condition set forth in the description of the invention.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, состоит в повышении безопасности бурения, экономической эффективности бурения за счет сокращения времени на ликвидацию возникшего осложнения.The technical result, to which the claimed invention is directed, consists in increasing the safety of drilling, the economic efficiency of drilling by reducing the time to eliminate the complication.

Для достижения технического результата в предлагаемом способе бурения на акватории бурение под направление и бурение интервала горных пород под кондуктор проводят в два этапа, на первом этапе для выявления возможных осложнений используют буровой инструмент в виде обсадной трубы (ОТ), укомплектованной бурголовкой, на втором этапе бурение под направление и бурение интервала под кондуктор осуществляют ОТ, снабженной долотом, при этом на первом этапе бурения интервала под кондуктор используют или техническую воду, или морскую воду, или буровой раствор в зависимости от геологических условий, на втором этапе бурения интервала под кондуктор используют буровой раствор, пробуренный интервал обсаживают кондуктором с последующим цементированием, бурение следующего интервала ведут аналогично.To achieve a technical result in the proposed method of drilling in the water area, drilling under the direction and drilling the interval of rocks under the conductor is carried out in two stages, at the first stage, to identify possible complications, a drilling tool in the form of a casing (OT) equipped with a burgole is used, at the second stage, drilling for the direction and drilling of the interval for the conductor, an OT equipped with a bit is carried out, while in the first stage of drilling the interval for the conductor, either technical water, or sea water, or drill new solution, depending on geological conditions, at the second stage of drilling the interval under the conductor, drilling fluid is used, the drilled interval is cased with a conductor followed by cementing, drilling of the next interval is carried out similarly.

Существует стандартное бурение и технология бурения на обсадных трубах (Drilling with Casing Advances to Floating Drilling Unit with Surface BOP Employed. Edi Sutriono-Santos, Ralph Adams-Santos, Greg Galloway - Weatherford, Ken Dalrymple - Weatherford. 2003 World Oil Casing Drilling Technical Conference).There is standard drilling and casing technology (Drilling with Casing Advances to Floating Drilling Unit with Surface BOP Employed. Edi Sutriono-Santos, Ralph Adams-Santos, Greg Galloway - Weatherford, Ken Dalrymple - Weatherford. 2003 World Oil Casing Drilling Technical Conference )

Предлагаемый способ бурения иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-7.The proposed drilling method is illustrated by the drawings shown in FIG. 1-7.

На фиг. 1 представлена статистика осложнений, на фиг. 2 представлено схематично стандартное бурение, на фиг. 3 - схематичное изображение бурения на обсадных трубах (ОТ) с долотом, на фиг. 4 - схематичное изображение предлагаемого способа бурения, на фиг. 5 - схематичное изображение стандартного бурения на момент осложнения (Инструкция по расчету бурильных колонн для нефтяных и газовых скважин. ИРБК-97), на фиг. 6 - схематичное изображение бурения на обсадных трубах (ОТ) с долотом на момент проявления осложнения, на фиг. 7 - схематичное изображение предлагаемого способа бурения на момент проявления приповерхностного газа.In FIG. 1 presents statistics of complications, in FIG. 2 is a schematic representation of standard drilling; FIG. 3 is a schematic representation of casing drilling (OT) with a bit; FIG. 4 is a schematic illustration of the proposed drilling method, in FIG. 5 is a schematic representation of standard drilling at the time of the complication (Instructions for calculating drill strings for oil and gas wells. IRBK-97), FIG. 6 is a schematic representation of casing drilling (OT) with a bit at the time the complication manifests itself; FIG. 7 is a schematic illustration of the proposed drilling method at the time of the development of surface gas.

На фигурах позициями обозначены:In the figures, the positions indicated:

1 - акватория1 - water area

2 - направление2 - direction

3 - интервал под кондуктор3 - interval under the conductor

4 - обсадная труба (ОТ)4 - casing (OT)

5 - бурголовка5 - burgolovka

6 - долото6 - chisel

7 - морское дно7 - seabed

8 - буровой раствор.8 - drilling fluid.

Сущность предлагаемого способа бурения на акватории заключается в следующем.The essence of the proposed method of drilling in the water area is as follows.

Бурение на акватории 1 под направление 2 и бурение интервалов 3 под кондуктор проводят в два этапа: на первом для выявления возможных осложнений - обсадной трубой 4 (ОТ), снабженной бурголовкой 5, на втором - ОТ, снабженной долотом 6. Бурение на акватории 1 сначала производят под направление 2. Для этого спускают на морское дно 7 буровой инструмент в виде обсадной трубы 4 (ОТ), укомплектованной бурголовкой 5, например режущего типа и осуществляют бурение, например на глубину 90 метров, однако предпочтительнее проводить бурение на большую глубину, что даст запас безопасности при бурении ОТ с долотом 6 на втором этапе. Затем поднимают буровой инструмент, снимают бурголовку 5, снабжают буровой инструмент долотом 6 и разбуривают направление 90 м долотом 6, потом цементируют направление 2 и затем разбуривают цементный стакан. Бурение под направление 2 производят на морской воде.Drilling in water area 1 under direction 2 and drilling of intervals 3 under the conductor is carried out in two stages: in the first, to identify possible complications, casing 4 (OT) equipped with a burgole head 5, in the second - OT equipped with a bit 6. Drilling in water area 1 first produced under direction 2. For this, a drilling tool is lowered into the bottom of the sea 7 in the form of a casing 4 (OT) equipped with a burgole 5, for example, of a cutting type and drilling is carried out, for example, to a depth of 90 meters, but it is preferable to drill to a greater depth, which will provide a safety margin when drilling OT with a bit 6 in the second stage. Then the drilling tool is lifted, the burgole head 5 is removed, the drilling tool is supplied with a chisel 6 and a direction of 90 m is drilled with a chisel 6, then the direction of 2 is cemented and then a cement cup is drilled. Drilling under direction 2 is carried out on sea water.

Затем производят бурение интервала 3 горных пород под кондуктор, для этого в скважину спускают буровой инструмент в виде ОТ, например, диаметром 444,5 мм. ОТ укомплектована бурголовкой 5, например режущего типа. Далее осуществляют бурение на проектную глубину спуска кондуктора, например на 612 метров. При этом в зависимости от геологических условий, которые указаны в плане геолого-технологического наряда (ГТН) на строительство скважины, используют или техническую воду, или морскую воду, или буровой раствор 8. Устраняют осложнения в случае их проявления.Then, an interval of 3 rocks is drilled under the conductor; for this, a drilling tool is lowered into the well in the form of an OT, for example, with a diameter of 444.5 mm. OT is equipped with a burglar head 5, for example, a cutting type. Next, drilling is carried out at the design depth of the conductor descent, for example, at 612 meters. At the same time, depending on the geological conditions that are indicated in the plan of the geological and technological order (GTN) for the construction of the well, either technical water, or sea water, or drilling mud are used 8. Eliminate complications if they occur.

Затем поднимают буровой инструмент, снимают бурголовку 5, снабжают буровой инструмент долотом 6, спускают в скважину и разбуривают интервал 612 метров, при этом используют буровой раствор 8. Пробуренный интервал 612 метров обсаживают кондуктором с последующим цементированием. Бурение следующего интервала ведут снова ОТ с бурголовкой 5, например, на проектную глубину 1600 метров и все операции повторяют. Бурение предлагаемым способом представлено схематично на фиг.4.Then they raise the drilling tool, remove the burgole 5, supply the drilling tool with a bit 6, lower it into the well and drill an interval of 612 meters, using drilling mud 8. A drilled interval of 612 meters is cased with a conductor, followed by cementing. The next interval is drilled again with OT with a burgole head 5, for example, at a design depth of 1600 meters and all operations are repeated. Drilling the proposed method is presented schematically in figure 4.

Предлагаемый способ бурения на акватории в случае проявления осложнения в виде АВПД или поглощения, или прихвата инструмента, или выброса бурового инструмента имеет преимущества.The proposed method of drilling in the water area in the event of a complication in the form of ARPD or absorption, or tool sticking, or ejection of a drilling tool has advantages.

При АВПД готовят утяжеленный буровой раствор (БР) расчетной плотности в зависимости от порового давления пласта. При этом объем утяжеленного бурового раствора и соответственно время для его приготовления значительно меньше по сравнению со стандартным бурением (табл. 1, 4) и бурением на обсадных трубах (далее ОТ) с долотом, т.е. время на устранение осложнения в виде АВПД существенно сокращается.When AVPD prepare weighted drilling mud (BR) design density depending on the pore pressure of the reservoir. At the same time, the volume of the weighted drilling fluid and, accordingly, the time for its preparation are significantly less compared to standard drilling (Tables 1, 4) and casing drilling (hereinafter referred to as OT) with a bit, i.e. time to eliminate complications in the form of AVPD is significantly reduced.

При поглощении, которое выявляется по снижению уровня технической воды в скважине, закачивают в скважину кольматирующее вещество (ореховую скорлупу, древесную стружку и др.) до стабилизации уровня воды. При этом при стандартном бурении и бурении на ОТ с долотом происходит потеря токсичного бурового раствора, в предлагаемом способе бурения на акватории потеря такого же объема технической воды в случае использования технической воды или морской, что существенно влияет на экономичность процесса, а также на экологичность процесса в плане выигрыша (табл. 5).During the absorption, which is detected by a decrease in the level of technical water in the well, a clogging substance (nutshell, wood shavings, etc.) is pumped into the well to stabilize the water level. At the same time, during standard drilling and drilling at OT with a chisel, there is a loss of toxic drilling fluid, in the proposed method of drilling in the waters, the loss of the same volume of technical water in the case of using technical or marine water, which significantly affects the efficiency of the process, as well as the environmental friendliness of the process in winning plan (table. 5).

В случае прихвата инструмента (осыпь, обвал, дифференциальный прихват, сужение стенок скважины в случае пластичных пород) производят расхаживание бурильной колонны ротором (Пустовойтенко И.П. Предупреждение и методы ликвидации осложнений в бурении. - М: Недра, 1987, 234 с.; Сборник инструкций по бурению скважин с ПБУ ПО «Арктикморнефтегазразведка». - Мурманск, 1992, 532 с.).In the event of a tool sticking (scree, collapse, differential sticking, narrowing of the borehole walls in the case of plastic rocks), the drill string is rotated (Pustovoitenko IP Prevention and methods for eliminating drilling complications. - M: Nedra, 1987, 234 p .; A collection of instructions for drilling wells with PBU PO “Arktikmorneftegazrazvedka.” - Murmansk, 1992, 532 pp.).

Для подтверждения указанных выше преимуществ предлагаемого способа бурения на акватории ниже приведены расчеты в сравнении со стандартным способом бурения и бурением на ОТ с долотом.To confirm the above advantages of the proposed method of drilling in the water area, below are the calculations in comparison with the standard method of drilling and drilling at the OT with a bit.

Расчет необходимого объема бурового раствора (далее БР) глушения при бурении стандартной технологией. Расчет будем вести снизу-вверх. Дана следующая компоновка: КНБК - долото 444.5 мм, УБТ 241.5 мм 135 м, УБТ 203 мм 6 м, УБТ 165 мм 9 м, БТ 127 мм 677 м. Направление спущено диаметром 762 мм на глубину 90 м от дна моря. Глубина проявления 612 м. Глубина акватории 193 м. Альтитуда стола ротора 22.5 м. Морской стояк (райзер МС-610) [Погиев В.Е, Галабурда В.К., Урманчев В.И., Коростин В.Я. Сборник инструкций по бурению скважин с ППБУ ПО Артикморнефтегазразведка III часть. М: Мурманск 1992 г, с 535.].Calculation of the required volume of drilling mud (hereinafter referred to as BR) of killing during drilling using standard technology. The calculation will be from the bottom up. The following layout is given: BHA - 444.5 mm drill bit, UBT 241.5 mm 135 m, UBT 203 mm 6 m, UBT 165 mm 9 m, BT 127 mm 677 m.The direction was lowered with a diameter of 762 mm to a depth of 90 m from the sea bottom. Depth of manifestation is 612 m. Depth of water area is 193 m. Altitude of the rotor table is 22.5 m. Marine riser (riser MS-610) [Pogiev V.E., Galaburda V.K., Urmanchev V.I., Korostin V.Ya. A collection of instructions for drilling wells with a software control unit at Artikmorneftegazrazvedka III part. M: Murmansk 1992, with 535.].

Первое рассматриваемое осложнение - аномально высокое пластовое давление (далее АВПД). Пусть проявление осложнения наступит при бурении под кондуктор при текущей глубине скважины 612 м. Для ликвидации данного осложнения необходимо приготовить утяжеленный буровой раствор (KMW) объемом всей скважины с учетом металла компоновки бурильной колонны.The first complication under consideration is abnormally high reservoir pressure (hereinafter AVPD). Let the complication occur when drilling under the conductor at a current well depth of 612 m. To eliminate this complication, it is necessary to prepare a weighted drilling mud (KMW) with the volume of the entire well taking into account the metal of the drill string assembly.

Рассчитаем объем металла в интервале расположения УБТ 241.3 мм:We calculate the volume of metal in the range of location of the UBT 241.3 mm:

Figure 00000001
Figure 00000001

Объем бурового раствора в интервале УБТ 241.3:The volume of drilling fluid in the interval UBT 241.3:

Figure 00000002
Figure 00000002

Рассчитаем объем металла в интервале расположения УБТ 203 мм:We calculate the volume of metal in the range of location of the UBT 203 mm:

Figure 00000003
Figure 00000003

Объем бурового раствора в интервале УБТ 203 мм:The volume of drilling fluid in the interval UBT 203 mm:

Figure 00000004
Figure 00000004

Рассчитаем объем металла в интервале расположения УБТ 165 мм:We calculate the volume of metal in the range of location of UBT 165 mm:

Figure 00000005
Figure 00000005

Объем бурового раствора в интервале УБТ 165 мм:The volume of drilling fluid in the range of UBT 165 mm:

Figure 00000006
Figure 00000006

Рассчитаем объем металла в интервале расположения БТ 127 мм - открытый стволWe calculate the volume of metal in the range of BT 127 mm - an open barrel

Figure 00000007
Figure 00000007

Объем бурового раствора в интервале БТ 127 мм - открытый ствол:The volume of drilling fluid in the interval BT 127 mm - open hole:

Figure 00000008
Figure 00000008

Рассчитаем объем металла в интервале расположения БТ 127 мм - направлениеWe calculate the metal volume in the range of BT 127 mm - the direction

Figure 00000009
Figure 00000009

Объем бурового раствора в интервале БТ 127 мм - направление:The volume of drilling fluid in the interval BT 127 mm - direction:

Figure 00000010
Figure 00000010

Рассчитаем объем металла в интервале расположения БТ 127 мм - райзерWe calculate the metal volume in the range of BT 127 mm - riser

Figure 00000011
Figure 00000011

Объем райзера МС-610MS-610 riser volume

Figure 00000012
Figure 00000012

Объем бурового раствора в интервале БТ 127 мм - райзер:The volume of drilling fluid in the interval BT 127 mm - riser:

Vбрр=Vрайз-VмБТр=62.3 м3 Vbrr = Vrise-VmBTR = 62.3 m 3

Всего раствора в скважине:Total solution in the well:

Vp241+Vp203+Vp165+Vp127oc+Vр127н+Vбрр=195.2 м3 Vp241 + Vp203 + Vp165 + Vp127oc + Vp127n + Vbrr = 195.2 m 3

Приведем рисунок скважины при бурении в режиме тестирования осложнения:Here is a drawing of the well during drilling in the testing mode of the complication:

Пусть мы начали бурение под кондуктор из-под направления бурголовкой.Let us start drilling under the conductor from under the direction of the burgole head.

Рассчитаем сколько нам надо приготовить утяжеленного бурового раствора в случае проявления приповерхностного газа. Бурение ведем вести бурголовкой на обсадных трубах с тем же диаметром. Зазор между стенками бурголовки пусть составляет 15 мм.We calculate how much we need to prepare a weighted drilling fluid in the case of the occurrence of surface gas. We conduct drilling with a burgole head on casing pipes with the same diameter. The gap between the walls of the burgolovka let it be 15 mm.

Рассчитаем, какой объем занимает горная порода внутри обсадных труб при бурении бурголовкой. Вычислим внутренний диаметр горной породы, Dгп:We calculate how much rock is inside the casing when drilling with a burgole head. We calculate the inner diameter of the rock, DGP:

Dгп=444.5-2×15=414.5 ммDgp = 444.5-2 × 15 = 414.5 mm

Объем горной породы Vгп внутри обсадных труб и бурголовки:The volume of rock Vgp inside casing and burgolovki:

Figure 00000013
Figure 00000013

Объем металла обсадных труб в открытом стволе скважины, толщина стенки ОТ 10 мм.Metal volume of casing pipes in an open borehole, wall thickness FROM 10 mm.

Figure 00000014
Figure 00000014

Диаметр открытого ствола при бурении под кондуктор - бурголовкаThe diameter of the open hole when drilling under the conductor - burgolovka

Doc=444.5+2×15=474.5 ммDoc = 444.5 + 2 × 15 = 474.5 mm

Объем бурового раствора в открытом стволеOpen hole drilling fluid volume

Figure 00000015
Figure 00000015

Объем металла обсадных труб в райзереRiser metal volume in riser

Figure 00000016
Figure 00000016

Объем раствора в райзереThe volume of solution in the riser

Vбротр=Vрайз-Vмотр=60 м3 Vbrotr = Vrise-Vview = 60 m 3

Объем металла обсадных труб в направленииMetal volume of casing in direction

Figure 00000017
Figure 00000017

Объем раствора в направленииSolution volume in the direction

Figure 00000018
Figure 00000018

Общий объем бурового раствора в райзере, направлении и кондукторе при бурении бурголовкойThe total volume of drilling fluid in the riser, direction and conductor when drilling with a burgole head

Vбрбг=Vбротр+Vбротн+Vpoт=114.6 м3 Vbrbg = Vbrotr + Vbrotn + Vprot = 114.6 m 3

Рассчитаем объем бурового раствора необходимого для глушения скважины при бурении технологией на обсадных трубах и долотом, рис. 2.We calculate the volume of drilling fluid needed to shut the hole when drilling with casing and bit technology, fig. 2.

Рассчитаем объем бурового раствора в открытом стволе:Calculate the volume of drilling fluid in the open hole:

Vброс=Voc-Vмот=85.2 м3 Vbros = Voc-Vmot = 85.2 m 3

Так как в райзере и направлении компоновка бурильной колонны идентична колонне с бурголовкой, то расчет общего объема бурового раствора в скважине будет равен:Since the layout of the drill string in the riser and direction is identical to the drill string, the calculation of the total volume of drilling fluid in the well will be:

Vбрскв=Vбрр+Vбрнапр+Vброс=185.1 м3 Vbrskv = Vbrr + Vbrnapr + Vbrisk = 185.1 m 3

Figure 00000019
Figure 00000019

Расчет времени для утяжеления бурового раствора. Calculation of time for weighting the drilling fluid.

Пусть необходимо из раствора плотностью 1.12 г/см3 приготовить раствор (например, для глушения скважины) плотностью 1.2 г/см3.Let it be necessary to prepare a solution from a solution with a density of 1.12 g / cm 3 (for example, for killing a well) with a density of 1.2 g / cm 3 .

Определим количество глины для приготовления 1 м3 бурового раствора заданной плотностью 1.12 и 1.2 г/см3. Также определим время, необходимое для утяжеления всего объема бурового раствора при применении рассматриваемых технологий бурения.Determine the amount of clay for the preparation of 1 m 3 of drilling fluid with a given density of 1.12 and 1.2 g / cm 3 . We also determine the time required to weight the entire volume of drilling fluid when applying the drilling technologies under consideration.

Плотность глинопорошка ρгл=2.6 г/см3, плотность воды ρв=1 г/см3, n=0.1 - влажность глины.The density ρ mud powder Ch = 2.6 g / cm 3 in the density of water ρ = 1 g / cm 3, n = 0.1 - clay humidity.

Рассчитаем массу глины, необходимую для приготовления 1 м3 бурового раствора заданной плотности, по формуле:We calculate the clay mass necessary for the preparation of 1 m 3 of drilling fluid of a given density, according to the formula:

Figure 00000020
Figure 00000020

Figure 00000021
Figure 00000021

Тогда масса глины, необходимая для утяжеления 1 м3 бурового раствора до 1.2 г/см3 будет равна ΔS=S1.2-S1.12=0.106 т.Then the clay mass required to weight 1 m 3 of the drilling fluid to 1.2 g / cm 3 will be equal to ΔS = S 1.2 -S 1.12 = 0.106 t.

Найдем массу и объем глины, необходимый для утяжеления всего объема бурового раствора до необходимой плотности для всех рассматриваемых буровых технологий и все расчеты сведем в таблицы.We will find the clay mass and volume necessary to weight the entire drilling fluid volume to the required density for all the drilling technologies under consideration and summarize all the calculations in tables.

Масса глины определяется по формуле:The clay mass is determined by the formula:

Мгл=Vр-ра*ΔSM hl = V r-ra * ΔS

Объем глины:Clay volume:

Vглглгл V hl = M hl / ρ hl

Figure 00000022
Figure 00000022

Рассчитаем затрачиваемое время на утяжеление бурового раствора до необходимой плотности с применением глиномешалки ГКЛ-2МА производительностью q=2 м3/час:We calculate the time spent on weighting the drilling fluid to the required density using a clay mixer GKL-2MA with a capacity of q = 2 m 3 / h:

T=V/qT = V rd / q

Figure 00000023
Figure 00000023

Вывод: Так как объем необходимого бурового раствора глушения сокращается при бурении бурголовкой по сравнению со стандартной технологией бурения на 80.6 м3, а в сравнении с технологией бурения на обсадных трубах с применением долота на 70.5 м3, то и время на утяжеление необходимого объема бурового раствора в сравнении со стандартным бурением и бурении на ОТ с долотом сокращается соответственно на 1 час 39 минут и 1 час 26 минут. Таким образом, время на ликвидацию осложнения осуществляется за меньший промежуток времени.Conclusion: Since the volume of the required killing drilling fluid is reduced by 80.6 m 3 when compared with the standard drilling technology, compared to the standard casing drilling technology using a 70.5 m 3 bit, the time required to increase the required drilling fluid volume is in comparison with standard drilling and drilling at OT with a bit, it is reduced by 1 hour 39 minutes and 1 hour 26 minutes, respectively. Thus, the time to eliminate complications is carried out in a shorter period of time.

Второе осложнение проявляется в виде поглощения бурового раствора объемом Vlost равное 6 м3 на глубине 612 м. При бурении стандартной технологией и технологией бурения на обсадных трубах при проявлении данного вида осложнения принимают меры по его ликвидации (Шарубин А.С, Бурение скважин при проходке поглощающих горизонтов, М: Недра, 1980 г., с 76-12.;Элияшевский И.В., Сторонский М.Н., Орсуляк Я.М. Типовые задачи и расчеты в бурении, М.: Недра, 1982 г., с 178-179). Для определения коэффициента поглощающей способности пласта можно использовать [Элияшевский И.В., Сторонский М.Н., Орсуляк Я.М. Типовые задачи и расчеты в бурении, М: Недра, 1982 г., с 178]. При бурении интервала под кондуктор предлагаемым способом на первом этапе при использовании бурголовки бурение можно вести или на технической воде, или на морской воде, если позволяют геологические условия.The second complication manifests itself in the form of absorption of drilling fluid with a volume of V lost equal to 6 m 3 at a depth of 612 m. When drilling with standard technology and casing drilling technology when this type of complication is manifested, measures are taken to eliminate it (Sharubin A.S., Drilling wells absorbing horizons, M: Nedra, 1980, pp. 76–12.; Eliyashevsky IV, Sideskiy MN, Orsulyak Y. M. Typical tasks and calculations in drilling, M .: Nedra, 1982, from 178-179). To determine the coefficient of absorption capacity of the formation, you can use [Eliyashevsky I.V., Party, MN, Orsulyak Ya.M. Typical tasks and calculations in drilling, M: Nedra, 1982, p. 178]. When drilling an interval for a conductor by the proposed method, at the first stage, when using a burgole head, drilling can be carried out either on industrial water or on sea water, if geological conditions permit.

Figure 00000024
Figure 00000024

Выводы. Таким образом, при поглощении по технологии бурения на ОТ с бурголовкой теряется 6 м3 технической воды или морской в случае их использования, а при применении остальных технологий будет поглощаться тот же объем токсичного бурового раствора.Findings. Thus, when absorbing according to the technology of drilling at an OT with a burgole, 6 m 3 of industrial water or sea water is lost if they are used, and if other technologies are used, the same volume of toxic drilling mud will be absorbed.

Третий вид осложнений - прихват бурильного инструмента при возникновении осыпей-обвалов в стволе скважины. При бурении на обсадных трубах это осложнение не является проблемным осложнением, т.к. прихваченный буровой инструмент цементируется (Drilling with Casing Advances to Floating Drilling Unit with Surface BOP Employed. Edi Sutriono-Santos, Ralph Adams-Santos, Greg Galloway - Weatherford, Ken Dalrymple - Weatherford. 2003 World Oil Casing Drilling Technical Conference). Вести бурение можно и на 508 мм под кондуктор. При применении стандартной технологии бурения осложнение может завершиться потерей части инструмента. Цель всех технологий состоит в том, что необходимо пробурить интервал под кондуктор диаметром 508 мм. При использовании райзера МС-610 необходимо использовать превентора типа: универсальный превентор

Figure 00000025
на 5000 PSI марки Хайдрилл, плашечный превентор U типа диаметром
Figure 00000026
на 7500 PSI марки Кэмерон, режущий плашечный превентор марки Шаффен диаметром
Figure 00000027
на 5000 PSI (Противофонтанная безопасмность.IWCF, AMNGR Education Centre. - Мурманск: АМНГР, 1995 г, с 113-125).The third type of complication is a seizure of a drilling tool in case of talus-landslides in the wellbore. When drilling on casing, this complication is not a problematic complication, because seized drilling tools are cemented (Drilling with Casing Advances to Floating Drilling Unit with Surface BOP Employed. Edi Sutriono-Santos, Ralph Adams-Santos, Greg Galloway - Weatherford, Ken Dalrymple - Weatherford. 2003 World Oil Casing Drilling Technical Conference). Drilling can also be done at 508 mm under the conductor. When using standard drilling technology, the complication may result in the loss of part of the tool. The purpose of all technologies is that it is necessary to drill an interval under the conductor with a diameter of 508 mm. When using the MS-610 riser, it is necessary to use a preventer of the type: universal preventer
Figure 00000025
5000 PSI of Hydril brand, U type die-type preventer with diameter
Figure 00000026
on a Cameron 7500 PSI, Schaffen diameter cutting die preventer
Figure 00000027
at 5000 PSI (Uncontrolled Security. IWCF, AMNGR Education Center. - Murmansk: AMNGR, 1995, 113-125).

Вывод: Для достижения поставленной цели необходимо бурить на обсадных трубах диаметром 508 мм. А также бурение предлагаем способом в тестовом режиме на ОТ с бурголовкой необходимо вести также диаметром 508 мм.Conclusion: To achieve this goal, it is necessary to drill on casing pipes with a diameter of 508 mm. We also offer drilling by the method in test mode for OT with a burgole head, it is also necessary to conduct a diameter of 508 mm.

Составим таблицу углубления скважины по источнику (Пат. РФ №2309203, опубл. 09.07.1995) и по предлагаемому способу бурения на акватории.We compile a table of well deepening by source (Pat. RF No. 2309203, publ. 09/07/1995) and the proposed method of drilling in the water.

Figure 00000028
Figure 00000028

Исходя из данных табл. 6 по источнику (Пат. РФ №2309203) следует, что априорная информация, на которой базируется вероятность, заранее известна. В предлагаемом способе бурения на акватории априорная информация о возможных осложнениях отсутствует. Сведем полученные данные в таблицу 7.Based on the data table. 6 according to the source (Pat. RF №2309203) it follows that the a priori information on which the probability is based is known in advance. In the proposed method of drilling in the water area, a priori information on possible complications is missing. Summarize the data in table 7.

Figure 00000029
Figure 00000029

Figure 00000030
Figure 00000030

При применении бурения на ОТ с использованием бурголовки цементирование скважины производится, так же, как и при бурении на ОТ с долотом.When using OT drilling using a burgole head, cementing a well is performed in the same way as when drilling OT with a bit.

Выводы: На данный вид осложнения проблемы будут только у стандартной (традиционной) технологии бурения.Conclusions: For this type of complication of the problem, only standard (traditional) drilling technology will have problems.

Четвертый вид осложнения - выброс бурового инструмента. В предлагаемом способе бурения на акватории выбрасывающая сила, обусловленная пластовым давлением, в случае использования ОТ с бурголовкой 5 значительно меньше силы, действующей на долото, т.к. площадь режущей поверхности бурголовки 5 существенно меньше площади долота 6 такого же номинала. Приведенные ниже расчеты показывают, что эта сила меньше более чем в 3 раза.The fourth type of complication is the ejection of a drilling tool. In the proposed method of drilling in the water area, the ejection force due to reservoir pressure, in the case of using an OT with a burgole head 5, is significantly less than the force acting on the bit, because the cutting surface area of the burgole head 5 is significantly less than the area of the bit 6 of the same denomination. The calculations below show that this force is less than 3 times less.

Рассчитаем выталкивающую силу для долота 6 и бурголовки 5:We calculate the buoyancy force for bit 6 and burgole 5:

Для долота:For chisel:

FД=SД×Рпл=1.28×106 НF D = S D × R pl = 1.28 × 10 6 N

Для бурголовки:For burgolovki:

Fбг=Sбг×Рпл=0.36×106 НF bg = S bg × P pl = 0.36 × 10 6 N

Вывод: так как выталкивающая сила при бурении бурголовкой ниже чем вес бурильной колонны, то выброса инструмента происходить не будет, а при применении долота возможен выброс инструмента, т.к. выталкивающая сила практически в 2 раза превышает вес бурильной колонны.Conclusion: since the buoyancy when drilling with a burgole head is lower than the weight of the drill string, the tool will not be ejected, and when the bit is used, the tool can be ejected, because buoyancy is almost 2 times the weight of the drill string.

Figure 00000031
Figure 00000031

Вывод: Естественно, что в общем случае потребуется полный объем утяжеленного бурового раствора, но на момент ликвидации осложнения время сокращается. Часть интервала, если позволяют геологические условия, можно бурить на технической или морской воде, что является экономией бурового раствора и наносится меньше ущерба окружающей среде. Таким образом, предлагаемый способ бурения на акватории предназначен для бурения в сложных горно-геологических условиях в первую очередь.Conclusion: Naturally, in the general case, the full amount of weighted drilling fluid will be required, but at the time of elimination of the complication, time is reduced. Part of the interval, if geological conditions permit, can be drilled on technical or sea water, which is a saving in drilling mud and less environmental damage. Thus, the proposed method of drilling in the water area is intended for drilling in difficult mining and geological conditions in the first place.

Claims (4)

1. Способ бурения на акватории, характеризующийся тем, что бурение под направление и бурение интервала горных пород под кондуктор проводят в два этапа, на первом этапе для выявления возможных осложнений используют буровой инструмент в виде обсадной трубы (ОТ), укомплектованной бурголовкой, на втором этапе бурение под направление и бурение интервала под кондуктор осуществляют ОТ, снабженной долотом, при этом на первом этапе бурения интервала под кондуктор используют или техническую воду, или морскую воду, или буровой раствор в зависимости от геологических условий, на втором этапе бурения интервала под кондуктор используют буровой раствор, пробуренный интервал обсаживают кондуктором с последующим цементированием, бурение следующего интервала ведут аналогично.1. The method of drilling in the water area, characterized in that the drilling for direction and drilling the interval of rocks under the conductor is carried out in two stages, at the first stage to identify possible complications using a drilling tool in the form of a casing (OT), equipped with a burgole, at the second stage drilling under the direction and drilling the interval under the conductor is carried out by an OT equipped with a bit, while at the first stage of drilling the interval under the conductor either technical water, or sea water, or drilling mud are used, depending from geological conditions, at the second stage of drilling the interval under the conductor, drilling fluid is used, the drilled interval is cased with a conductor followed by cementing, drilling of the next interval is carried out similarly. 2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что используют, например, бурголовку режущего типа.2. The method according to p. 1, characterized in that they use, for example, a cutting type burgolovka. 3. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что бурение под направление на обоих этапах ведут на морской воде.3. The method according to p. 1, characterized in that the drilling under the direction at both stages are conducted in sea water. 4. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что геологические условия берут из плана геолого-технологического наряда на строительство соответствующей скважины.4. The method according to p. 1, characterized in that the geological conditions are taken from the plan of the geological and technological order for the construction of the corresponding well.
RU2019121603A 2019-07-09 2019-07-09 Drilling method in water area RU2719889C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019121603A RU2719889C1 (en) 2019-07-09 2019-07-09 Drilling method in water area

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019121603A RU2719889C1 (en) 2019-07-09 2019-07-09 Drilling method in water area

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2719889C1 true RU2719889C1 (en) 2020-04-23

Family

ID=70415554

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019121603A RU2719889C1 (en) 2019-07-09 2019-07-09 Drilling method in water area

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2719889C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3422912A (en) * 1967-03-20 1969-01-21 George D Camp Method of geoboring
RU2039203C1 (en) * 1991-04-03 1995-07-09 Волгоградский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности Method of productive deposits opening under "aвпд" conditions
UA52073A (en) * 2002-02-08 2002-12-16 Український Державний Геологорозвідувальний Інститут Дніпропетровське Відділення Method for combined drilling and apparatus for its implementation
RU2259460C1 (en) * 2004-10-11 2005-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "Татнефть-Бурение" Method for opening formation characterized by disastrous lost circulation by drilling thereof
RU2494214C1 (en) * 2012-11-02 2013-09-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Method for well construction
CN106677701B (en) * 2017-01-23 2018-08-17 珠海市英格尔特种钻探设备有限公司 A kind of Engineering Geologic Drilling Practice method based on cord coring drill
CN108547588A (en) * 2018-06-15 2018-09-18 安徽建筑大学 Drilling and coring device and method for weakly cemented soft rock

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3422912A (en) * 1967-03-20 1969-01-21 George D Camp Method of geoboring
RU2039203C1 (en) * 1991-04-03 1995-07-09 Волгоградский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности Method of productive deposits opening under "aвпд" conditions
UA52073A (en) * 2002-02-08 2002-12-16 Український Державний Геологорозвідувальний Інститут Дніпропетровське Відділення Method for combined drilling and apparatus for its implementation
RU2259460C1 (en) * 2004-10-11 2005-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "Татнефть-Бурение" Method for opening formation characterized by disastrous lost circulation by drilling thereof
RU2494214C1 (en) * 2012-11-02 2013-09-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Method for well construction
CN106677701B (en) * 2017-01-23 2018-08-17 珠海市英格尔特种钻探设备有限公司 A kind of Engineering Geologic Drilling Practice method based on cord coring drill
CN108547588A (en) * 2018-06-15 2018-09-18 安徽建筑大学 Drilling and coring device and method for weakly cemented soft rock

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Малюков В.П., Траоре М.А. Применение технологии бурения на обсадных трубах для вскрытия продуктивных горизонтов углеводородных месторождений // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: "Инженерные исследования". 2017. Т. 18. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6474422B2 (en) Method for controlling a well in a subsea mudlift drilling system
US9677337B2 (en) Testing while fracturing while drilling
NO335290B1 (en) Method of drilling a borehole
WO2021195171A1 (en) Wellbore quality improvement
Norris et al. Multiple proppant fracturing of horizontal wellbores in a chalk formation: evolving the process in the Valhall Field
Minton et al. Annular re-injection of drilling wastes
Kotow et al. Riserless Drilling with Casing: A New Paradigm for Deepwater Well Design
Hólmgeirsson et al. Drilling operations of the first Iceland deep drilling well (IDDP)
Amodu Drilling through gas hydrates formations: possible problems and suggested solution
RU2719889C1 (en) Drilling method in water area
Nguyen Drilling
Sperber et al. Drilling into geothermal reservoirs
Moeinikia et al. A study of possible solutions for cost efficient subsea well Abandonment
Bentsen et al. Preformed stable foam performance in drilling and evaluating shallow gas wells in Alberta
Sá et al. A dos Santos
Oliveira MPD-Field case Studies, Modelling and Simulation studies
Kunze et al. Merits of suspending the first platform well as a cuttings injector
Nasiri et al. Investigation of drilling fluid loss and its affecting parameters in one of the Iranian gas fields
Tercan Managed pressure drilling techniques, equipment & applications
Shehab et al. The Impact of Drilling Operation Parameters on the Lost Circulation Problems for Oil and Gas Wells Based on Field Data
Mahry et al. Well Control in Carbonate Zone–Total Loss and Kick in Gas Reservoir
Zulka EVALUATION OF LOSS CIRCULATION TREATMENT IN WELL Z-5, Z-10, Z-12 AND Z-13
Aljabali et al. Stuck Pipe Management & Analysis Operation In Bahr Essalam field NC41, Offshore Basin, Northwest-Libya
Roy et al. An Evaluation of Perforating Techniques and Use of Caesium Formate Kill Pills to Optimise Productivity in HPHT Gas Wells and Minimise HSE Risks
Dan Analysis and Management of the Casing Damage of the Weak Base ASP Flooding Test Area in an Oilfield