SU1104248A1

SU1104248A1 - Method of determining borehole restriction in drilling salt-bearing section

Info

Publication number: SU1104248A1
Application number: SU823520361A
Authority: SU
Inventors: Вилен Дмитриевич Терентьев; Анатолий Алексеевич Михайленко
Original assignee: Южно-Уральское Отделение Всесоюзного Научно-Исследовательского Геологоразведочного Нефтяного Института
Priority date: 1982-10-12
Filing date: 1982-10-12
Publication date: 1984-07-23

Abstract

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СУЖЕНИЯ СТВОЛА СКВАЖИНЫ ПРИ БУРЕНИИ СОЛЕВОЙ ТОЛЩИ, включающий шаблонирование ствола скважины, отличающийс f{ тем, что, с целью обеспечени возможности определени сформировавшейс зоны максимального сужени без остановки процесса бурени , в ходе каждого спуска долота дл очередного долблени в процессе проработки интервала непрохождени регистрируют верхнюю и нижнюю границы зоны непрохождени и затраты времени на проработку одного метра, после чего определ ют распределение глубин непрохождений долота в течение всего времени бурени и распределение суммы затрат времени на проработку одного метра ствола по глубине, по которым наход т границы зоны максимального сужени . i 2. Способ ПОП.1, отличающийс тем, что доработку непро (О хождений осуществл ют с посто нными величинами осевой нагрузки, скорости вращени долота и производительности насосов. .1. METHOD FOR DETERMINING THE BREAKING OF A WELLS WHEEL DRILLING A SALT THICKNESS, including wellbore template, characterized by f {in order to make it possible to determine the formed zone of maximum constriction without stopping the drilling process, during each bit descent for the next drill in the interval development process not passing register the upper and lower boundaries of the zone of not passing and the time spent on working out one meter, after which the distribution of the depths of the bits not passed in t is determined chenie total drilling time and the time distribution of the sum of costs for study of the depth meter barrel, by which find maximum constriction zone boundary. i 2. Method POP.1, characterized in that the refining is non-continuous (The walkings are carried out with constant values of axial load, bit rotation speed and pump performance.

Description

Изобретение относитс к области |бурени скважин в геологически слож ных услови х, а именно к способам обнаружени сужени ствола - уменьшени диаметра скважины в процессе бурени преимущественно в солевой толще, и может быть использовано в нефтегазовой промышленности, геол гии, горном деле и при бурении сква жин в других отрасл х народного хоз йства . Известен способ определени фак тического диаметра скважины, основанный на применении специального геофизического прибора, например каверномера или профилемера. Способ заключаетс в том, что процесс буре ни прекращают, а в скважину спуска геофизический прибор и производ т замеры диаметра ствола, по которым суд т об отклонени х отноминала в момент замера.. Если при этом скорость с ткени ствола мала - не превышает , например, 1-1,5 мм/сут, то такое уменьшение диаметра сразу после подъема бурового инструмента прибор не фиксирует. Тогда ввод т дополнительную операцию - ожидают, когда сформируетс достаточное сужение ствола. В это врем скважина г 1 находитс в простое 1J . Основной недостаток указанного способа заключаетс в том, что реги стрируют лишь поздние затухающие эт пы сужени ствола, так как в большинстве случаев имеет место разрыв времени между бурением солевой толщ до ее подошвы и геофизическими исследовани ми потому, что эти два пр цесса не совмещают во времени. В результате наиболее информативные начальные этапы сужени ствола, име щие максимальную скорость сужени , тер ютс безвозвратно. По этой причине интервал уменьшени диаметра ствола и особенно зону максимальног сужени нельз выделить уверенно с необходимой точностью. Дл повьш1ени надежности и точности увеличива ют промежуток времени между прекращением бурени и геофизическим заме ром, что увеличивает простой скважи ны. Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс спо соб обнаружени сужени ствола, вкл чаюишй пшблонирование скважийы. Спо соб заключаетс в спуске в скважину на проволоке груза-шаблона определенного диаметра, с помощью которого обнаруживают твердые отложени солей на стенках скважины z . Однако при помощи известного способа регистрируют лишь верхнюю границу интервала сужени , так как дальше шаблон не пройдет. По этой причине интервал уменьшени диаметра и зону максимального сужени ствола обнаружить нельз . Кроме того, грузшаблон может застр ть в сужении ствола , произойдет обрыв проволоки, на которой его спускают, что вызовет необходимость аварийных работ в скважине . На врем производи, тва щаблонировани процесс бурени прекращают, т.е. известный способ ведет к снижению скорости строительства скважины . Целью изобретени вл етс обеспечение возможности определени сформировавшейс зоны максимального сужени без остановки процесса бурени . Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу определени сужени ствола скважины при бурении солевой толщи,включающему шаблонирование ствола скважины, в ходе каждого спуска долота дл очередного долблени в процессе проработки интервала непрохождени регистрируют- верхнюю и нижнюю границы зоны непрохождени и затраты времени на проработку одного метра, после чего определ ют распределение глубин непрохождений долота в течение всего времени бурени и распределение суммы затрат времени на проработку одного метра ствола по глубине, по которым наход т границы зоны максимального сужени . При этом проработку непрохождений осуществл ют с посто нными величинами осевой нагрузки,скорости вращени долота и производительности насосов. На фиг. 1 изображен график распределени непрохождений долотапо глубине залегани солевой толщи в течение времени ее бурени ; на фиг. 2 - график изменени суммарного количества непрохождений долота по глубине залегани солевой толщи; на фиг. 3 - график изменени суммарных затрат времени на проработку 1 м сужени ствола по глубине залегани солевой толщи. Сущность способа заключаетс в следующем . 3.1 Дл шаблонировани используют буровое долото, опускаемое на буриль ной колонне на забой дл продолжени процесса бурени скважины. Так как в процессе предьщущих долблений буровое долото формирует в солевой толще ствол номинального диаметра, то при каждом последующем спуске бурового инструмента на забой все отклонени в сторону сужени ствола фиксируют как непрохождение долота. При непрохождении долота производ т проработку в интервале сужени ствола. Проработку, т.е. фрезерование , срезание сужени ствола, которое сформировалось со времени предшествующего бурени этого интервала солевой толщи или предьздущего непрохождени , начинают там, где долото останавливаетс , не проход дальше свободно в скважину. При этом фиксируют глубину непрохождени и врем , которое затрачивают на проработку 1 м сужени ствола при каждом спуске долота на забой дл продолжени углублени скважины. По мере углублени скважины интервалы сужени ствол смещаютс , концентриру сь вокруг зоны максимального сужени , а скорость сужени и, следовательно, его величина измен ютс . Поэтому при каж дом непрохождении долота фиксируют разные глубины границ сужени ствол и разные затраты времени на 1 м про работки при различной величине суже |НИ . Увеличение сужени ствола пропорционально увеличению объема поро ды, срезаемой при проработке. Врем затрачиваемое на проработку 1 м сужени ствола, также пропорционально объему срезаемой породы. Следовател но, величина сужени ствола пропорциональна затратам времени на проработку 1 м сужени . В результате при увеличении сужени ствола на каком-либо его участке фиксируют увеличение затрат времени на проработку 1 м на этом участке. Дл сохранени пропорциональност используют то, что проработку сужени ствола осуществл ют с заданными и посто нными дл всех спусков буро вого инструмента параметрами режима проработки, а именно осевой нагрузкой на долото, скоростью вращени долота, производительностью буровых насосов. Дл сохранени естественной конф гурации ствола, обусловленной его 8 сужением, примен ют буровой раствор, нераствор ющий солевые стенки ствола. Способ реализуетс следующим образом . Вскрывают кровлю солевой толщи и осуществл ют процесс дальнейшего углублени скважины. Буровое долото на бурильной колонне спускают на забой дл очередного долблени . На некоторой глубине в интервале вскрытой части солевой толщи буровой инструмент , не проходит дальше свободно в скважину. Регистрируют календарное , глубину начала непрохождени и его пор дковый номер. Производ т проработку всего интервала непрохождени долота, при этом фиксируют затраты времени на проработку 1 м по глубине. По окончании интервала непрохождени долота проработку прекращают , фиксируют глубину нижней границы непрохождени , далее спускают долото на забой и продолжают бурение скважины. После окончани долблени производ т подъем бурового инструмента ,мен ют отработанное долото на новое, повтор ют операцию спуска бурового инструмента на очередное долбление и снова фиксируют те же данные, а именно календарное врем , глубину начала непрохождени , его пор дковый номер, затраты времени на 1 м проработки и глубину нижней границы непрохождени долота. Аналогично осуществл ют каждый последующий спуск бурового инструмента в течение бурени всей солевой толщи. При этом непрохождение долота может иметь место не в каждом спуске бурового инструмента, так как скорость сужени солевой толщи, представленной , например, каменной солью, не более 1-1,5 мм/сут, и необходиМО 5-7 сут дл формировани сужени , достаточного дл непрохождени долота. В таких спусках фиксируют нулевые данные. Все проработки осуществл ют с заданными и посто нными параметрами режима, а именно осевой нагрузкой на долото, скоростью вращени долота и производительностью буровых насосов. Дл бурени солевой толщи примен ют буровой раствор, нераствор ющий солевые стенки ствола, например рассол, соответствующий солевой толще по химическому составу, или полисолевои раствор, или раствор на углеводородной основе. Затем обрабатывают полученные дан ные и стро т три графика. На первом графике по вертикальной оси откладывают глубину начала и конца интервала каждого непрохождени долота, а по горизонтальной оси - календарное врем этих непрохождений долота. Получают график распределени непрохождений долота по глубине солевой толщи в течение времени ее бурени . На второй графике по вертикальной ос откладывают глубину рассматриваемого сечени солевой толщи, а по горизонтальной оси - сумму непрохождений долота на этой глубине и за все врем бурени солевой толщи. Получают график изменени суммарного количест ва непрохождений долота по глубине залегани солевой толщи за все врем ее бурени . На третьем графике по ве тикальной оси откладывают глубину рассматриваемого сечени солевой толщи, а по горизонтальной - сумму затрат.времени на проработку 1 м на этой глубине за все врем бурени солевой толщи. Получают график изменени суммарных затрат времени на проработку 1 м по глубине залегани солевой толщи за врем ее бурени . По этим графикам суд т о местоположении интервала сужени ствола в солевой толще, о местоположении зоны максимального сужени и об их изменении и перемещении по глубине в течение бурени солевой толщи. Пример. В разведочной скважи не № 520 Нагумановской площади Оренбургской области проводили обнаружение сужени ствола. Промежуточную обсадную колонну диаметром 324 мм спустили на глубину 2003 м, перекрыв обваливающиес надсолевые .отложени Из-под колонны бурение продолжили долотами диаметром 295 мм. Дл бурени использовали полисолевой буровой ipacTBOp на основе гидрогел магни с общей минерализацией 270 г/л, плотностью 1,35 г/см и регулируемой водоотдачей. Кровлю солевой толщи, представленной каменной солью с пропластками ангидрида, вскрыли на глубину 2479 м. В процессе бурени солевой толщи в интервале 2479-4370 м зарегистрировали 24 непрохождени долота, данные о которых представлены Б табл. 1. 1 86 Проработку непрохождений долота осуществили роторным способом со следующими параметрами режима проработки: осева нагрузка 10 т, скорость вращени долота 70 об./мин, производительность буровых насосов 35-36 л/с. Использу данные табл. 1 и затраты времени на проработку 1 м, составили табл. 2, в которой показаны пор дковые номера непрохождений долота и затраты времени на проработку 1 м, а также их суммарные значени в течение всего времени бурени солевой толщи на соответствующие глубинах через каждые 50 м(интервал, равный 50 м, прин ли дл уменьшени расчетов ) . По данным табл. 1 построили график на фиг. 1, по данным табл. 2 построили графики на фиг. 2 и 3. Из графика на фиг. 1 вы снили, что в течение всего времени бурени солевой толщи сужение ствола перемещалось по глубине и к моменту перекрыти солевой толщи обсадной колонной верхн граница интервала сужени ствола сместилась с 2645 м до 3600 м, а нижн граница сужени достигла глубины 4370 м. По графику на фиг. 2 установили, что границы сужени ствола соответствуют интервалу 2650-4350, а ориентировочные границы зоны максимального сужени - 3500-4000 м. По графику на фиг. 3 подтвердили границы интервала сужени 26504350 м и установили точные границы зоны максимального сужени на 36003800 м. Сделали заключение о том, что особую опасность дл безаварийного состо ни скважины в процессе ее дальнейщего бурени представл ет интервал 3600-3800 м. Использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с известными следующие преимущества: повьпление эффективности обнаружени интервала сужени и зоны максимального сужени ствола в процессе бурени ; снижение аварийности буровых работ в сложных горногеологических услови х; полное устранение затрат времени на проведение исследований по обнаружению сужени ствола скважины, такThe invention relates to the field of well drilling in geologically difficult conditions, and specifically to methods for detecting a narrowing of the wellbore — reducing the diameter of a well during drilling mainly in the salt mass, and can be used in the oil and gas industry, geology, mining and in drilling in other parts of the national household. A known method for determining the well diameter is based on the use of a special geophysical instrument, such as a cavern meter or profile meter. The method consists in that the drilling process is stopped, and the geophysical instrument is measured into the well and the bore diameter is measured and judged on the deviations of the nominal at the time of the measurement. , 1-1.5 mm / day, the device does not fix such a decrease in diameter immediately after lifting the drilling tool. Then an additional operation is introduced — wait until a sufficient narrowing of the trunk is formed. At this time, well b 1 is at idle 1J. The main disadvantage of this method is that only late decaying waves of narrowing of the trunk are recorded, since in most cases there is a gap in the time between drilling the salt strata to its base and geophysical surveys because these two processes do not combine in time. . As a result, the most informative initial stages of narrowing of the trunk, having a maximum speed of narrowing, are irretrievably lost. For this reason, the interval for reducing the diameter of the trunk, and especially the zone of maximum constriction, cannot be isolated with certain accuracy. To increase reliability and accuracy, the time interval between the cessation of drilling and geophysical measurement is increased, which increases the simple well. The closest to the technical essence of the invention is a method for detecting a narrowing of the barrel, including tea drilling of a well. The method consists in descending into the well on the wire of a template-load of a certain diameter, with the help of which solid deposits of salts are detected on the walls of the well z. However, using the known method, only the upper limit of the constriction interval is recorded, since the template will not pass on. For this reason, the interval of decreasing diameter and the zone of maximum narrowing of the trunk cannot be detected. In addition, the grub pattern may get stuck in the narrowing of the stem, a wire will break, on which it is lowered, which will cause emergency work in the well. At the time of production, the drilling process is stopped, i.e. The known method leads to a decrease in the rate of well construction. The aim of the invention is to provide the possibility of determining the formed zone of maximum constriction without stopping the drilling process. The goal is achieved by the fact that according to the method of determining the narrowing of the well bore during drilling of the salt layer, including the patterning of the well bore, during each descent of the bit for the next drill in the process of developing the non-passage interval, the upper and lower boundaries of the non-passage zone and time spent on working one meter are recorded then determine the distribution of the depths of failure of the bit during the entire drilling time and the distribution of the sum of the time spent on the development of one meter of the barrel. in depth, along which the boundaries of the zone of maximum narrowing are found. In this case, the failure to work out is carried out with constant values of axial load, bit rotation speed and pump performance. FIG. Figure 1 shows a graph of the distribution of non-penetrations in the depth of the salt mass during the time of its drilling; in fig. 2 is a graph of the change in the total number of bit failures by depth of the salt mass; in fig. 3 is a graph of the change in the total time spent on the development of a 1 m narrowing of the trunk over the depth of the salt mass. The essence of the method is as follows. 3.1 For drilling, use the drill bit, lowered on the drill string on the bottom to continue the drilling process. Since, in the process of previous chipping, the drill bit in the salt mass forms the barrel of nominal diameter, then with each subsequent descent of the drilling tool on the bottomhole all deviations towards the narrowing of the barrel are fixed as failure of the bit. When the bit does not pass, a study is made in the narrowing interval of the barrel. Study, i.e. The milling, cutting of the narrowing of the stem, which has been formed since the previous drilling of this interval of the salt mass or the previous non-passage, begins where the bit stops, and does not pass further freely into the well. At the same time, the depth of failure is recorded and the time that is spent on working out 1 m of narrowing of the wellbore at each descent of the bit to the bottom to continue the deepening of the well. As the well deepens, the intervals of narrowing of the trunk are shifted, concentrating around the zone of maximum narrowing, and the rate of narrowing and, consequently, its magnitude change. Therefore, with each failure of a bit, different depths of the boundary of the restriction are fixed and different time expenditures per 1 m of processing at different values of the narrower | NI. An increase in the narrowing of the trunk is proportional to the increase in the volume of rock that is cut off during development. The time spent on the study of 1 m narrowing of the trunk, is also proportional to the volume of the cut rock. Consequently, the magnitude of the narrowing of the trunk is proportional to the time spent on working out 1 m narrowing. As a result, with an increase in the narrowing of the trunk in any of its sections, an increase in the time spent on working out of 1 m in this area is recorded. To maintain proportionality, the narrowing of the barrel narrowing is carried out with the specified and constant for all descents of the drilling tool, the parameters of the processing mode, namely the axial load on the bit, the bit rotation speed, the productivity of the mud pumps. To preserve the natural confinement of the stem, due to its constriction 8, drilling mud is used that does not dissolve the salt walls of the stem. The method is implemented as follows. The roof of the salt mass is opened and the process of further deepening the well is carried out. The drill bit on the drill string is lowered to the bottom for the next hammering. At a certain depth in the interval of the exposed part of the salt mass of the drilling tool, it does not go farther freely into the well. The calendar, the depth of onset of failure, and its sequence number are recorded. The whole bit failure interval is studied, and the time spent on working out of 1 m in depth is recorded. At the end of the interval of not passing the bit, the development is stopped, the depth of the lower limit of the non-passage is fixed, then the bit is lowered to the bottom, and drilling continues. After the drilling is completed, the drilling tool is lifted, the used bit is changed to a new one, the drilling tool is lowered to the next drilling operation and the same data is recorded again, namely, the calendar time, the depth of the onset of failure, its sequence number, and time spent m study and the depth of the lower limit of the failure of the bit. Each subsequent descent of the drilling tool is carried out similarly during the drilling of the entire salt mass. In this case, the failure of the bit may occur not in every descent of the drilling tool, since the rate of narrowing of the salt mass, represented by, for example, rock salt, is no more than 1-1.5 mm / day, and it is necessary 5-7 days to form a narrowing for not passing a chisel. In such descents record zero data. All studies are carried out with given and constant parameters of the mode, namely axial load on the bit, bit rotation speed and productivity of the mud pumps. For drilling the salt mass, drilling mud is used that does not dissolve the salt walls of the trunk, for example, brine, corresponding to the salt mass in chemical composition, or a salt-salt solution, or a hydrocarbon-based solution. Then, the obtained data is processed and three graphs are plotted. In the first graph, the vertical axis plots the depth of the beginning and end of the interval of each bit non-passage, and the horizontal axis shows the calendar time of these non-passages of the bit. A graph of the distribution of the non-penetration of the bit over the depth of the salt layer during the time of its drilling is obtained. In the second graph, the depth of the salt section under consideration is plotted along the vertical axis, and the amount of bit failure at this depth and throughout the drilling of the salt line is plotted along the horizontal axis. A graph of the change in the total number of failure of the bit in the depth of the salt mass during the entire period of its drilling is obtained. In the third graph, the depth of the salt section under consideration is plotted along the vertical axis, and the sum of the costs of time per study of 1 m at this depth during the entire drilling of the salt column is plotted along the horizontal axis. A graph of the change in the total time spent on the development of 1 m in depth of the salt mass during its drilling is obtained. According to these graphs, the location of the narrowing interval of the trunk in the salt column, the location of the zone of maximum contraction, and their change and movement in depth during the drilling of the salt series are judged. Example. In the exploration well, no. 520, Nagumanovskaya Square, Orenburg Region, a narrowing of the trunk was carried out. The intermediate casing with a diameter of 324 mm was lowered to a depth of 2003 m, blocking the collapsing over-salt deposits. From under the column, the drilling was continued by bits with a diameter of 295 mm. For drilling, a polysalt drilling ipacTBOp based on hydrogel magnesium with a total mineralization of 270 g / l, a density of 1.35 g / cm, and adjustable water loss was used. The roof of the salt stratum, represented by rock salt with anhydride seams, was cut to a depth of 2479 m. During the drilling of the salt stratum in the interval of 2479-4370 m, 24 bit failures were recorded, the data on which are presented in the table below. 1. 1 86 The study of not passing the bit was carried out using the rotary method with the following parameters of the working mode: axial load of 10 tons, bit rotation speed of 70 rpm, productivity of mud pumps 35-36 l / s. Using data table. 1 and the time spent on the development of 1 m, made the table. 2, which shows the serial numbers of bits not passed and the time spent on working out 1 m, as well as their total values during the entire time of drilling the salt mass at the corresponding depths every 50 m (interval 50 m, taken to reduce the calculations) . According to the table. 1 plotted in FIG. 1, according to the table. 2 plotted in FIG. 2 and 3. From the graph in FIG. 1 you have removed that during the whole drilling of the salt mass, the trunk narrowing moved in depth and by the time the casing column overlapped the upper boundary of the trunk narrowing interval shifted from 2,645 m to 3,600 m, and the lower limit of the narrowing reached 4370 m FIG. 2 established that the boundaries of the narrowing of the trunk correspond to the interval of 2650-4350, and the approximate boundaries of the zone of maximum narrowing are 3500-4000 m. According to the graph in FIG. 3 confirmed the boundaries of the narrowing interval of 26504350 m and set the exact boundaries of the maximum narrowing zone to 36003800 m. They concluded that the particular method that poses a trouble-free state of the well during its further drilling is 3600-3800 m. The following advantages are known: an increase in the efficiency of detecting the interval of constriction and the zone of maximum constriction of the trunk during drilling; reducing the accident rate of drilling operations in difficult geological conditions; complete elimination of the time spent on researching the narrowing of the wellbore, so

как в предлагаемом способе исследовани совмещены с процессом бурени ; увеличение коммерческой скорости бурени , т.е. увеличение производи- . тельности труда на 2-3%;5 as in the proposed method of investigation, they are combined with the drilling process; increase in commercial drilling rate, i.e. increase production-. 2-3%; 5

исключение применени геофизической техники дл исследований.exclusion of the use of geophysical technology for research.

Применение предлагаемого способаThe application of the proposed method

Таблица 1 не требует дополнительных капитальных затрат.Table 1 does not require additional capital expenditures.

36503650

4,14,15,17,19 21,22,234,14,15,17,19 21,22,23

37003700

7,8,9,10,14,15 18,19,21,22,237,8,9,10,14,15 18,19,21,22,23

6,7,8,9,10,14 6,7,8,9,10,14

3750 15,18,233750 15.18.23

0,0180,018

0,119; 0,018; 0,035; 0,095; 0,017; 0,033; 0,018; 0,020.119; 0.018; 0.035; 0.095; 0.017; 0.033; 0.018; 0.02

0,028;0,013;0,028; 0,077;0,03;0,04; 0,02; 0,02;0,035; 0,025; 0,030.028; 0.013; 0.028; 0.077; 0.03; 0.04; 0.02; 0.02; 0.035; 0.025; 0.03

0,119; 0,03; 0,015; 0,028; 0,08; 0,030.119; 0.03; 0.015; 0.028; 0.08; 0.03

Claims

1. METHOD FOR DETERMINING A BOREHING OF A WELL BORE WHILE DRILLING SALT THICKNESS, which includes a borehole template that differs by the fact that, in order to provide the possibility of determining the formed zone of maximum narrowing without stopping the drilling process, during each lowering of the bit for the next drilling in the process when working through the blocking interval, the upper and lower boundaries of the blocking zone and the time spent on working out one meter are recorded, after which the distribution of the depths of the blocking passage of the bit is determined all the time and of the cost of drilling time allocation for study than one meter trunk depth, which are maximum constriction zone boundary.

2. The method of pop. 1, characterized in that the completion of the passage is carried out with constant values of axial load, bit rotation speed and pump performance.

SU., „1104248

1 104248