SU977695A1 - Method for drilling wells under complicated conditions - Google Patents

Method for drilling wells under complicated conditions Download PDF

Info

Publication number
SU977695A1
SU977695A1 SU803211151A SU3211151A SU977695A1 SU 977695 A1 SU977695 A1 SU 977695A1 SU 803211151 A SU803211151 A SU 803211151A SU 3211151 A SU3211151 A SU 3211151A SU 977695 A1 SU977695 A1 SU 977695A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
drilling
drilling fluid
pressure
well
formation
Prior art date
Application number
SU803211151A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Георгий Андреевич Подварков
Акбар Камилович Рахимов
Станислав Афанасьевич Алехин
Иосиф Шмульевич Стрелко
Расим Шахимарданович Тугушев
Наум Акимович Мариампольский
Игорь Иванович Климашкин
Original Assignee
Среднеазиатский научно-исследовательский институт природного газа
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 Среднеазиатский научно-исследовательский институт природного газа filed Critical Среднеазиатский научно-исследовательский институт природного газа
Priority to SU803211151A priority Critical patent/SU977695A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU977695A1 publication Critical patent/SU977695A1/en

Links

Description

(54) СПОСОБ БУРЕНИЯ СКВАЖИНЫ В ОСЛОЖНЕННЫХ УСЛОВИЯХ(54) WELL DRILLING METHOD IN COMPLICATED CONDITIONS

Изобретение относитс  к бурению скважины, в частности к регулированию забойного давлени - в системе . скважина-плат и может быть использовано при бурении нефт ных и газовых скважин, а также при бурении скважин на воду и твердые полезные ископаемые .The invention relates to the drilling of a well, in particular to the regulation of bottomhole pressure in the system. well-plates and can be used in drilling oil and gas wells, as well as in drilling wells for water and solid minerals.

Известен способ бурени  скважины а осложненных услови х при наличии АВПД, заключающийс  в том, что дл  предотвращени  нефтегазоводопро влений , поглощений и фонтанов, противодавление на пласт, т.е. забойное давление, регулируют изменением плотности бурового раствора tl.}Однако при- осуществ/хении указанного способа необходимым условием  вл етс  точное определение таких параметров пласта, как пластовое давле-. ние, давление гидроразрыва и проницаемость , что  вл етс  сложной научнотехнической задачей, так как необходимо прогнозировать указанные пара .метры.There is a known method of drilling a well under complicated conditions in the presence of overpressure, which consists in that the back pressure on the formation, i.e. The bottomhole pressure is regulated by varying the density of the drilling fluid tl.} However, when implementing this method, a necessary condition is to accurately determine such parameters of the formation as the formation pressure. fracture pressure and permeability, which is a complex scientific and technical challenge, since it is necessary to predict these parameters.

Плотность бурового раствора необходимо посто нно поддерживать в очень жестких пределах, обусловленных величиной пластового давлени  в зоне АВПД (верхний предел) , а также величиной давлени  гидроразрыва и башмака промежуточной обсгодной колонны и ожидаемой высотой газовой пачки в случае аварийного газового выброса (нижний предел). Вьшолнение данного услови   вл етс  весьма сложной задачей, так как оно св зано с ут желением (облегчением) и стабилизацией при помощи физико-хими;ческой обработки большого объема (до 200 м) циркулирующего бурового раствора. При этом выбор рецептуры обработки необходимо осуществл ть оперативно и безошибочно. Максимальна  оперативность регулировани  плотности бурового раствора соответствует времени полного цикла циркул ции , что составл ет обычно 2-3 ч. Зачайтую указанного времени бывает недостаточно, чтобы предотвратить начинанмцеес  нефтегазопро вление или поглощение, т.е. регулирование плотности бурового раствора не может быть осуществлено оперативно, что в конечном счете может привести к нефтегазопро влению, поглощению , выбросу или фонтану.The density of the drilling fluid must be constantly maintained within very tight limits due to the value of reservoir pressure in the AHFP zone (upper limit), as well as the value of hydraulic fracturing and intermediate intermediate column shoe and the expected height of the gas bundle in case of an emergency gas release (lower limit). The fulfillment of this condition is a very difficult task, since it is associated with relaxation (stabilization) and stabilization with the help of physicochemical treatment of a large volume (up to 200 m) of circulating drilling mud. At the same time, the choice of treatment formulation must be carried out promptly and accurately. The maximum efficiency of adjusting the density of the drilling fluid corresponds to the time of the complete circulation cycle, which is usually 2-3 hours. The indicated time is not enough to prevent the beginning of oil and gas production or absorption, i.e. regulation of the density of the drilling fluid can not be carried out quickly, which ultimately can lead to oil and gas production, absorption, emission or fountain.

Примен емый дл  повышени  оперативности регулировани  плотности метод использовани  двух растворов с различной плотностью также не perшает этой проблемы. В процессе разбуривани  пластов с АВПД на буровой необходимо посто нно иметь запас ут желенного раствора в количестве одно-двухкратного объема ствола скважины, причем запасной раствор необходимо периодически перемешивать, контролировать и .поддерживать необходимую его плот ность. Рассматриваемый способ не позвол ет вскрывать горизонт с АВПД без предварительного перекрыти  промежуточной обсадной колонной вышележа щих проницаемых пластов с более низк градиентом пластового давлени  или низким градиентом гидроразрыва. Это вызывает необходимость спуска и цем нтировани  нескольких обсадных колонн при чередовании в разрезе сква жины нескольких пластов с различной аноминальностью пластового давл ни , а также пластов с различными градиентами давлени  гидроразрыва. В конечном счете с учетом отмеченных недостатков, основным из которых  вл етс  невозможность one-, ративного регулировани  плотности, указанный способ не обеспечивает на дежного предупреждени  возникновеНИН нефтегазопро влений, газонефт ных выбросов и фонтанов, а также поглощений бурового раствора в продессе проводки скважин в сложных геологических услови х. Известен также- способ бурени  скважины в осложненных услови х, включающий регулирование противодавлени  по всему стволу скважины путем изменени  показателей структу но-механических свойств бурового раствора, осуществл емое изменением интенсивности физико-механическо го, воздействи  на последний в процессе бурени  2. Известный способ позвол ет регулировать в зкость бурового раство только при наличии в стволе скважины колонны бурильных труб, т.е. дл  случаев когда колонна бурильных тру подн та из скважины (дл  смены доло та, спуска очередной обсадной колонны , дл  проведени  ремонта буров го оборудовани  и дрД данный способ не обеспечивает предупреждение воз икновени  газонефтепро вл ений и ЧРГЛОщениЙ бурового раствора. Кроме того, известный способ основан при применении в качестве бурового раствора специальных жидкостей , в зкость которых измен етс  по действием электрического пол . Однако данные жидкости весьма чувствительны к вли нию примесей. В част ности, в случае использовани  этой жидкости в качестве бурового раство ра ее состав, а следовательно, и свойства посто нно мен ютс  в зависимости от содержани  в ней выбуренной породы, пластовых вод, растворимых или диспергированных примесей нефти и газа. Это снижает надежность способа, а также надежность предотвращени  нефтегазопро влений и поглощений бурового раствора из-за возможных отказов в системе электропитани . Цель изобретени  - повышение надежности предотвращени  нефтегазопро-i  влений и поглощений бурового раствора . Указанна  цель достигаетс  тем,, что согласно способу бурени  скважины в осложненных услови х, включающему регулирование противодавлени  по всему стволу скважины путем изменени  показателей структурно-механических свойств бурового раствора, осуществл емое изменением интенсивноети физико-механического воздействи  на последний в процессе бурени , в качестве бурового раствора ИСПОЛЬЗУЮТ предельно, структурировёиную , предельно пластичную буровую пас-, ту, а физико-механическое воздействие осуществл ют продольной вибрацией бурильных груб с амплитудой колебаний в пределах 0,05-2,0 мм и с частотой в пределах 20-1000 Гц и/или гидроимпульсными колебани ми в столбе бурового раствора с амплитудой в пределах 0,1-, 15: кг/см и с частотой в пределах 20-1000 Гц. . Кроме того, предельное динамическое напр же.ние сдвига буровой :Пасты, выбирают в пределах 500-10000 мг/скг На фиг.1 и 2 изображена принципиальна  схема реализации способа соответственно при спуско-подъемных операци х и в процессе бурени . Сущность способа заключаетс  в том, что регулирование противодавлени  на пласты по всему стволу скважины осуществл ют изменением показателей структурно-механических свойств бурового раствора, в частности изменением величины предельного динамического напр жени  сдвига . В качестве бурового раствора примен ют предельно структурированную высокогшастичную дисперсную систему с большой прочностью сцеплени  частиц в коагул ционном контакте, например высококонцентрированную пасту натриевого бентонита, приготовленную на водной основе и обработанную реагентами-стабилизаторами. структурированна  предельно -пластична  бурова  паста это дисперсна  система с коагул ционной структурой, дл  которой кривую течени  можно построить лишь вThe method of using two solutions with different densities, used to increase the speed of density control, also does not perturb this problem. In the process of drilling formations with overpressure at the drilling site, it is necessary to constantly have a supply of the upgraded solution in the amount of one to two times the volume of the wellbore, and the reserve solution must be periodically mixed, controlled and maintained at the required density. The considered method does not allow opening the horizon with abnormally high pressure without interrupting the intermediate casing of the overlying permeable formations with a lower gradient of reservoir pressure or a low fracture gradient. This necessitates the descent and cementing of several casing strings with alternation of several layers with different anominalities of the reservoir pressure in the well section, as well as layers with different fracture pressure gradients. Ultimately, taking into account the noted deficiencies, the main one being the impossibility of one- and rational density control, this method does not provide a good warning of the occurrence of oil and gas production, gas-oil emissions and fountains, as well as the absorption of drilling mud in the course of well drilling in complex geological fields. conditions Also known is a method of drilling a well under complicated conditions, including regulating the back pressure throughout the wellbore by changing the structural and mechanical properties of the drilling fluid by changing the intensity of the physicomechanical effect on the latter during the drilling process 2. The known method allows adjust the viscosity of the drilling fluid only if there are drill pipes in the wellbore, i.e. for cases when the drill string is lifted from the well (for changing the bit, lowering the next casing string to repair the drilling equipment and other tools, this method does not prevent the occurrence of gas and oil drilling and drilling fluid spraying. Also, the known method is based when special liquids are used as drilling mud, the viscosity of which varies due to the action of the electric field. However, these liquids are very sensitive to the influence of impurities. this fluid as a drilling fluid, its composition and, consequently, its properties constantly vary depending on the content of cuttings in it, formation waters, soluble or dispersed oil and gas impurities. This reduces the reliability of the method and the reliability of preventing oil and gas of drilling fluid absorption and absorption due to possible failures in the power supply system. The purpose of the invention is to improve the reliability of preventing oil and gas penetration and absorption of drilling mud. This goal is achieved by the fact that according to the method of drilling a well under complicated conditions, including the regulation of back pressure throughout the wellbore by changing the indicators of the structural and mechanical properties of the drilling fluid, carried out by changing the intensity of the physical-mechanical effect on the latter during the drilling process, as a drill of the solution, USE extremely, structurally, extremely plastic drilling pass, that, and physicomechanical impact carry out longitudinal vibration drilled coarse with an amplitude of fluctuations within 0.05-2.0 mm and with a frequency within 20-1000 Hz and / or hydro-pulse oscillations in the mud column with an amplitude of 0.1-, 15: kg / cm and s frequency in the range of 20-1000 Hz. . In addition, the maximum dynamic shear stress of the drill: Pastes are chosen in the range of 500-10000 mg / sq. Figures 1 and 2 show a schematic diagram of the implementation of the method, respectively, during tripping and during drilling. The essence of the method lies in the fact that the control of the back pressure on the formations throughout the wellbore is carried out by changing the indicators of the structural and mechanical properties of the drilling fluid, in particular by changing the magnitude of the limiting dynamic shear stress. An extremely structured, high-particle dispersion system with high cohesive strength of particles in a coagulation contact, for example, a highly concentrated sodium bentonite paste prepared on a water basis and treated with stabilizing agents, is used as a drilling fluid. structured limiting-plastic drill paste is a dispersed system with a coagulation structure, for which the flow curve can be constructed only in

услови х вибрационного фона (пок1аэатель тиксообработки равен не менее 100 ед., пластичность по Воларовичу составл ет не менее 100 ед.)the conditions of the vibratory background (the thix treatment process is equal to not less than 100 units, the plasticity according to Volarovich is not less than 100 units)

Например, в качестве предельно структурированной предельнопластичной буровой пасты может быть использован следующий состав,%: Азиамарский бентонит15 Флотационный барит 30 Игетан (реагентстабилизатор )0,1 КМЦ-500 (реагентстабилизатор ) . 0,5 Вода Остальное Бурова  паста данного состава имеет следующие параметры te стати .ческих УСЛОВИЯХ:плотность 1 50 г/см услови  в зкости по ПВ-5 - не течет , водоотдача 1-3 см, сне/ 600 мг/см, эффективна  в зкость 50 For example, the following composition can be used as a highly structured, ultimate plastic drilling paste:%: Asian Bentonite 15 Flotation barite 30 Igetan (reagent stabilizer) 0.1 CMC-500 (reagent stabilizer). 0.5 Water Rest The Burova paste of this composition has the following parameters of statistical conditions: density of 1 50 g / cm; viscosity conditions for PV-5 - does not flow, water loss is 1-3 cm, slept / 600 mg / cm, effective in viscosity 50

Таким образом, основным регулируемым параметром  вл етс  предельное напр жение сдвига бурового раств . ра.Thus, the main adjustable parameter is the ultimate shear stress of the drilling fluid. ra.

Регулирование показателей структурно-механических свойств бурового раствора осуществл ют изменением интенсивности вибровоздействи  на него как механическим путем (при помощи вибрации колонны бурильных труб) , так и гидроимпульсами,передаваемыми буровому раствору от бурового насоса . При необходимости оба вида вибровоздействи  на буровой раствор совмещают. Во всех случа х в момент остановки циркул ции бурового раствора в скважине прекращают вибровоздействие , и последний практически мгновенно принимает .исходное Состо ние , характеризующеес  максимальной величиной предельного напр жени  сдвига (а также в зкости, адгезионных сил). Максимальна  величина предельного напр жени  сдвига зависит от состава высокоструктурированной буровой шасты;;; эту величину подбирают таким образом, чтобы она совместно с весом столба раствора заданной плотности оказывала противодействие давлению пласта с АВПД (с учетс л заданного коэффициента запаса прочности) в статическом состо нии . Перед пуском буровых насосов вибровоздействие возобновл ют, начина  с заданной максимальной интенсивности дл  снижени  пускового давлени . После установлени  циркул ции бурового раствора в скважине вибровоздействие на него снижают до заданной величины интейсивности, лри ко-ророй устанавливаетс  (при заданной посто нной производительности буровых насосов и заданной скорости вращени  бурильных труб) . величина предельного напр жени -The adjustment of the structural and mechanical properties of the drilling fluid is carried out by varying the intensity of the vibration impact on it, both mechanically (by vibrating the drill string), and the hydraulic impulses transmitted to the drilling fluid from the mud pump. If necessary, both types of vibration on the drilling mud are combined. In all cases, at the time of stopping the circulation of the drilling fluid in the well, vibration is stopped, and the latter almost instantly assumes the original State, which is characterized by the maximum value of the ultimate shear stress (as well as viscosity, adhesion forces). The maximum ultimate shear stress depends on the composition of the highly structured drill spit ;;; This value is selected so that it, together with the weight of the solution column of a given density, counteracts the pressure of the reservoir with AHWP (taking into account the specified factor of safety) in a static state. Before starting the drilling pumps, the vibration effect is resumed, starting at a predetermined maximum intensity to reduce the starting pressure. After the circulation of the drilling fluid in the well is established, the vibration effect on it is reduced to a predetermined intrinsic value, which is established (for a given constant productivity of the mud pumps and the predetermined rotational speed of the drill pipes). limiting voltage value -

сдвига раствора, котора  обеспечивает заданное гидродинамическое давление в затрубном пространстве, что совместно с весом столба раствора оказывает заданное противодавление на пласт с максимальным градиентом давлени  (с учетом заданного коэффициента запаса прочности).shear of the solution, which provides a predetermined hydrodynamic pressure in the annulus, which, together with the weight of the solution column, exerts a predetermined back pressure on the formation with a maximum pressure gradient (taking into account the specified safety factor).

С целью снижени  веро тности по-. глощени  бурового раствора пластами, склонными к гидроразрыву или погло щению и лежащими выше пласта с АВПД, в процессе циркул ции интенсивность вибровоздействи  на раствор дифференцируют по стволу скважины, а именноIn order to reduce the likelihood. the absorption of drilling mud by layers that are prone to hydraulic fracturing or absorption and lying above the reservoir with abnormally high air flow during circulation circulates the intensity of vibration affecting the fluid over the wellbore, namely

повьпиают интенсивность вибровозI действи  на раствор в интервале залегани  пластов, где возможно поглощение , снижа  этим гидродинамическое давление на эти .пласты, и сннжают интенсивность вибровоздействи  в интервале залегани  пласта с АВПД и его. покрышки, повыша  за счет этого гидродинамическое давление на ; .данные пласты. Веро тность возникновени  значительных поглощений невелика , так как предельно структурированна  предельно пластична  бурова  паста, проника  в приствольную зону поглощающего горизонта, выходит из области вибровоздействи  и принимает исходное твердообразное состо ние; преп тству  развитию поглощени .Intensify the vibration vibration effect on the solution in the bedding interval, where absorption is possible, thereby reducing the hydrodynamic pressure on these layers, and decrease the vibration intensity in the bedding interval with the air-borne pressure bearing layer and its formation. tires, increasing due to this hydrodynamic pressure on; . formations. The probability of the occurrence of significant absorption is small, since the extremely structured, extremely plastic brown paste, which penetrates into the near-stem zone of the absorbing horizon, leaves the area of vibration and takes its initial solid state; impaired absorption development.

Способ бурени  осуществл етс  следующим образом.The drilling method is as follows.

В разрезе, вскрываемом скважиной 1 имеетс  продуктивный горизонт 2 с АВПД, непроницаемый пласт-покрышка 3 продуктивного горизонта, проницаемый пласт 4 с нормальным плас-ТОВЫМ давлением и непроницаемый пласт 5. Верхн   часть разреза перекрыта промежуточной обсадной колонной б. В компоновку бурильной колонны вход т долото 7, ут желенные бурильные трубы 8 (УБТ) и бурильные трубы 9. Дл  регулировани  предельного напр жени  сдвига бурового раствора путем вибрационного воздействи  на него по всему стволу скважины используетс  в качестве спуско-подъемного оборудовани  гидроподъемник 10 с гидроимпульсным масл ным насосом 11. Кроме того, примен етс  буровой насоС 12 гидроимпульсного действи . Частота и гьмплитуда гидравлических импульсов масл ного и бурового насосов регу.лируютс  при помощи перепускных клапанов. Поэтому гидроподъемник за счет работы импульсного масл ного насоса передает на бурильную колонну продольные колебани , как в процессе ее спуско-подъема, так и при нахождении последней в покое. Импульсный буровой насос генерирует при прокачивании бурового раствора продольные и поперечные колебани  столба раствора в бурильных трубах и в затрубном пространстве. Таким образом, обеспечиваетс  возможность , осуществлени  в течение заданного времени регулируемого вибровоздействи  на буровой растнор по всему стволу скважины: в процессе спуско-подъема - за счет виброколебаний бурильной колонны; в процессе бурени , проработки или промывки , скважины - за счет совместных вибро-, колебаний бурильной колонны и столба бурового раствора, либо только за счет последнего фактора.In the section opened by borehole 1, there is a production horizon 2 with abnormal pressure, an impermeable formation-tire 3 of the production level, a permeable formation 4 with normal plastic pressure and an impermeable formation 5. The upper part of the section is blocked by an intermediate casing b. The drill string layout includes a chisel 7, drill pipe 8 (UBT) and drill pipe 9. To adjust the ultimate shear stress of the drilling fluid by vibrating it throughout the wellbore, a hydraulic lift 10 with a hydraulic pulse is used as the descent gear. an oil pump 11. In addition, a drilling pump of hydro-impulse action 12 is used. The frequency and pitch of the hydraulic pulses of the oil and mud pumps are controlled by means of bypass valves. Therefore, the hydraulic lift, due to the operation of the pulse oil pump, transmits to the drill string longitudinal oscillations, both in the process of its lowering and raising, and when the latter is at rest. A pulsed mud pump generates longitudinal and transverse vibrations of the mud column in the drill pipe and in the annulus when pumping the drilling fluid. Thus, it is possible to carry out a controlled vibration impact on the drilling tool throughout the wellbore during a given time: during the trip-up process, due to vibrations of the drill string; in the process of drilling, working out or flushing, the well - due to joint vibro-, oscillations of the drill string and the mud column, or only due to the latter factor.

Дифференцирование интенсивности вибровоздействи  на буровой раствор по стволу скважины осуществл етс  изменевием величин волнового сопротивлени  на различных участках бурильной колонны. Это достигаетс  за счет того , что УБТ 8 и бурильные трубы 9 кс нпонуют из труб, имеющих различную жесткость и модуль упругости.The differentiation of the intensity of vibration impact on the drilling fluid through the wellbore is carried out by varying the values of wave resistance in different parts of the drill string. This is achieved due to the fact that the UBT 8 and the 9 kc drill pipes are made of pipes with different stiffness and modulus of elasticity.

Пример. Нижн   часть разреза газового месторождени  Вухаро-Хивинской газонефтеносной области, представлена газоносным высокопроницаемым пластом 2 мощностью 200 м, залегающим в интервале 2800-3000 м и имеющим градиент пластового давлени  Р 0,20-кг/см м; непроницаемым пластом-покрьдикой 3 мощностью 500 м,залегающим в интервале 23002800 м; градиент гидроразрыва плас- та не известен; проницаемым непро- . дуктивным пластом 4 мощностью , залегающим в интервале 2200-2300 м и. имеющим градиент пластового давлени  Р 0,12 кг/см м; непроницаемым пластом 5, в кровлю которого . спущена промежуточна  обсадна  колонна б, зацементированна  до усть .Example. The lower part of the section of the gas field of the Vukharo-Khiva gas-oil-bearing region is represented by a gas-bearing high-permeable reservoir 2 with a capacity of 200 m, lying in the range of 2800-3000 m and having a formation pressure gradient P 0.20 kg / cm m; impenetrable reservoir-3 with a capacity of 500 m, lying in the range of 23002800 m; the plate fracture gradient is not known; permeable nepro-. the reservoir 4 capacity, lying in the range of 2200-2300 m and. having a formation pressure gradient of P 0.12 kg / cm m; impermeable layer 5, in the roof of which. the intermediate casing column b was lowered, cemented to the mouth.

Диаметр промежуточной обсадной колонны 219 мм. Бурение ствола скважины 1 в осложненной зоне осуществл етс  долотом 7 диаметром 190 ммThe diameter of the intermediate casing 219 mm. Drilling of the borehole 1 in the complicated zone is carried out with a bit 7 with a diameter of 190 mm

с использованием ут желенных бурильных труб 8 (УБТ) диаметром 146 мм, длиной 100 м- и бурильных труб 9 диаметром 114 мм. Дл  осуществлени  виб овоздействи  на буровой раствор в.скважине используетс  гидроподъемник 10, снабженный гидроимпульсным масл ным насосом 11, а также буровой нЬсос 12 гйдроимпульсного действи . В((рхнюю часть разреза разбуриваютusing standard drill pipes 8 (drill collars) with a diameter of 146 mm, length 100 m and drill pipes 9 with a diameter of 114 mm. In order to vibrate the drilling fluid in the borehole, a hydraulic lift 10 is used, equipped with a hydraulic pulse oil pump 11, as well as a drilling pump 12 hydroimpulse action. In ((the upper part of the cut is drilled

с использованием нормального бурового раствора. Не доход  30-40 м до кровли пласта 2, в скважину спускают колонну бурильных труб и УНТ, скомпонованную таким образом, чтобы нижн   ее часть, наход ща с  против интервала залегани  пласта 3 (а в Дсшьнейшем и против пласта 2), имела максимальное волновое сопротивлеusing normal drilling mud. No income is 30–40 m to the top of formation 2, a string of drill pipes and CNTs are lowered into the well, arranged in such a way that its lower part, which is opposite to the interval of formation of reservoir 3 (and in Dschneyshy and opposite formation 2), has the maximum resist

ние, а вс  остальна  часть - минимальное волновое сопротивление. После этого в скважине мен ют нормальный буровой раствор на предельно структурированную предельно, пластичную буровую пасту,-Закачива  ее через бурильные трубы с осуществлением на нее максимального вибровоздействи  колебани ми бурильных труб и гидроимпульсами с тем, чтобы максимально понизить предельное напр жение сдвига бурового раство ра и ускорить процесс закачивани  ее в скважину. Максимальное предельное напр жение сдвига бурового раствора в исходном состо нии равно 2000 кг/с Исход  из этого, с учетом известной зависимости определ ем давление, которому может преп тствовать заданный буровой раствор, отнесенное к кровле пласта 2. Величина этого давлени  составл ет около 295 кг/см дл  затрубного пространства и около 240 кг/см дл  трубного пространства. Аналогичные результаты получают также при бурении скважины по известному способу . С учетом этого минимально допустима  плотность бурового раствора- в статическом состо нии составл ет 1,14 г/см- или около 1,65 г/см с коэффициентом запаса, прин тым рав ннм 1,5.and the rest of the part is the minimum characteristic impedance. After that, the normal drilling fluid is replaced by a well-structured, extremely plastic drilling paste, by pumping it through the drill pipe to maximize the vibration of the drill pipe and hydraulic pulses so as to minimize the maximum shear stress of the drilling fluid and speed up the process of pumping it into the well. The maximum shear stress of the drilling fluid in the initial state is 2000 kg / s. Based on this, taking into account the known relationship, we determine the pressure that a given drilling fluid, related to the top of formation 2, can prevent. The value of this pressure is about 295 kg / cm for annulus and about 240 kg / cm for pipe space. Similar results are also obtained when drilling a well by a known method. With this in mind, the minimum allowable density of the drilling fluid is in the static state of 1.14 g / cm - or about 1.65 g / cm with a safety factor adopted equal to 1.5 m.

С учетом прин той величины плотности бурового раствора, равной 1,65 г/см, гидростатическое давление столба раствора у кровли пласта 2 составл ет 476 кг/см, тогда . как пластовое давление составл ет 560 кг/см. Отсюда минимальное гидродинамическое давление в затрубном пространстве в процессе бурени  составл ет 84 кг/см. С учетом, коэффициента запаса, равного 1,2, необходимое гидродинамическое давление составл ет около 100 кг/см .Taking into account the assumed mud density of 1.65 g / cm, the hydrostatic pressure of the solution column at the top of formation 2 is 476 kg / cm, then. as reservoir pressure is 560 kg / cm. Hence, the minimum hydrodynamic pressure in the annulus during drilling is 84 kg / cm. Taking into account a safety factor of 1.2, the required hydrodynamic pressure is about 100 kg / cm.

Бурение начинают при минимальной производительности бурового насоса с максимальным его гидроимпульсньим воздействием на буровую пасту. При этом пусковое давление на насосе минимально . В случае необходимости дл  снижени  пускового давлени  осуществл ют вибровоздействие на буро-, вой раствор колонной бурильных труб, дл  чего до начала циркул ции включают на определенное врем  гидроимпульсный масл ный насос 11 гидроподъемуика 10, на котором подвешены бурильные трубы. Масл ный насос работает при этом через гидроимпульсный перепускной клапан, а шток гидроподъемника остаетс  в заданном положении . После начала остановившейс  циркул ции бурового раствора при необходимости увеличивают производител ность бурового насоса с тем, чтобыDrilling begins with a minimum productivity of the drilling pump with its maximum hydroimpulsive effect on the drilling paste. At the same time starting pressure on the pump is minimal. If necessary, in order to reduce the starting pressure, vibration is applied to the drilling solution of the drill pipe, for which, before the start of circulation, the hydraulic pulse oil pump 11 of the hydraulic lift 10 is connected, on which the drill pipes are suspended. The oil pump works through a hydro-pulse by-pass valve, and the hydraulic lift rod remains in a predetermined position. After the start of stopped circulation of the drilling fluid, if necessary, increase the productivity of the mud pump so that

гидродинамическое давление в затрубном пространстве составл ло около 100 кг/см . Одновременно включают вращение.бурильной колонны и начинают углубление скважины по .нижней части пласта 3. В процессе бурени  наблюдают за уровнем раствора в приемной емкости насоса. При обнаружении снижени  уровн , что  вл етс  признаком поглощени  раствора, включают гидроимпульсный масл ный насос 11 гидроподъемника 10 дл  снижени  гидродинамического давлени  на поглощающий пласт 4 за счет снижени  предельного напр жени  сдвига раствора в верхней части ствола скважины под вибровоздействием колонны бурильных труб. Интенсивность вибровоздействи  колонны бурильных труб на буровой раствор регулируют изменением интенсивности работы гидроимпульсного масл ного насоса гидроподъемника до тех пор, пока не будут устранены признаки поглощени , т.е. когда основна  часть необходимого гидродинамического Давлени  будет создаватьс  в нижней части ствола скважины в интервале залегани  пластов 2 и 3, а меньша  часть в верхнем интервале. Одновременно корректируют производительность импульсного бурового насоса 12 дл  обеспечени  необходимого гидродинамического давлени  в затрубном пространстве с учетом изменившегос  предельного напр жени  сдвига бурового раствора в верхней части ствола. Таким образом, до вскрыти  продуктивного пласта 2 в процессе первого долблени  и с использованием предельно структурированной предельно пластичной буровой пасты подбирают необходимые технологические параметры процесса дальнейшего бурени : производительность бурового насоса и интенсивность вибровоздействи  (см. таблицу) на буровой раствор из услови  недопущени  газопро влений из продуктивного пласта и поглощений в верхней части разреза. После этого разб5фивают нижнюю часть пласта 3 и вскрывают газоносный пласт 2. Процесс бурени  по продуктивному пласту 2, промывку и проработку ствола скважины осуществл ют с посто нными заданными величинами производительности бурового :насоса1 и интенсивности вибровоздействий на буроврй раствор, обеспечивающими посто нное гидродинамическое давление в затрубном пространстве, составл ющее не менее 100 кг/см . При этом в случае возникновени  газопро влени , что может быть следствием неправильного определени  пластового давлени  или снижени  предельного напр жени  сдвигги бурового раствора,hydrodynamic pressure in the annulus was about 100 kg / cm. At the same time, the rotation of the drill string is started and the well is deepened along the lower part of the formation 3. During the drilling process, the level of the solution in the pump receiving tank is monitored. When a decrease in level is detected, which is a sign of solution suction, the hydraulic pump oil pump 11 of the hydraulic lift 10 is lowered to decrease the hydrodynamic pressure on the absorbent formation 4 by lowering the maximum shear stress of the mud in the upper wellbore under vibration of the drill string. The intensity of vibration of the drill pipe string on the drilling fluid is controlled by changing the intensity of the hydraulic lift oil pump of the hydraulic ram until the signs of absorption are eliminated, i.e. when the main part of the required hydrodynamic Pressure will be created in the lower part of the wellbore in the interval of the layers 2 and 3, and a smaller part in the upper interval. At the same time, the performance of the pulsed drilling pump 12 is adjusted to provide the necessary hydrodynamic pressure in the annulus, taking into account the changed maximum shear stress of the drilling fluid in the upper part of the barrel. Thus, before opening the productive formation 2 in the process of first drilling and using extremely structured extremely plastic drilling paste, the necessary technological parameters of the further drilling process are selected: the performance of the drilling pump and the intensity of vibroinfluence (see the table) for the drilling fluid from the condition of preventing gas emissions from productive formation and absorption in the upper part of the section. After that, the lower part of the formation 3 is broken and the gas-bearing formation 2 is opened. a space of at least 100 kg / cm. In this case, in the event of gas generation, which may be due to an incorrect determination of reservoir pressure or a decrease in the limiting stress of the mud shift,

корректируют в сторону увеличени  производительность бурового насоса (одновременно снижают или прекращают вибровоздействие бурильных труб на буровой раствор). В случае возникновени  поглощени  корректируют в сторону увеличени  интенсивность вибровоздействи  бурильными трубами на буровой раствор. В обоих случа х корректировки, регулирующие проти- . adjust in the direction of increasing the productivity of the drilling pump (at the same time, the vibration effect of the drill pipes on the drilling fluid is reduced or stopped). In case of occurrence of absorption, the intensity of vibration effects of drill pipes on the drilling fluid is adjusted upwards. In both cases, the corrections regulating the pro-.

10 водавление в системе скважина-пласт, осуществл ют практически мгновенно. Это позвол ет надежно предотвращать нефтегазопро влени  и поглощени  в процессе бурени . Кроме того, при 10, the injection into the well-reservoir system is almost instantaneous. This allows you to reliably prevent oil and gas penetration and absorption during the drilling process. In addition, when

5 этом максимально сохран ютс  коллекторские свойства продуктивного пласта . В статическом состо нии поглощение исключено, так как пластовое давление превышает вес столба раст0 вора. В процессе бурени  возможно проникновение бурового раствора только в ограниченную часть приствольной зоны пласта, так как он,.выйд  из области вибровоздействий, мгновенно 5, the reservoir properties of the productive formation are maximally preserved. In the static state, absorption is excluded, since the reservoir pressure exceeds the weight of the thrust column. In the process of drilling it is possible for the drilling mud to penetrate only into a limited part of the near-wellbore zone of the formation, since it, immediately after

5 принимает твердообразное состо ние.5 takes on a solid state.

Перед началом спуско-подъемных операций останавливают буровой насос, за счет чего буровой раствор практически мгновенно принимает в скважине исходное твердообразное состо ние. Before starting the lifting operations, the drilling pump is stopped, as a result of which the drilling fluid almost instantly takes up the initial solid state in the well.

0 Дл  снижени  поршневого эффекта в стволе скважины включают импульсный режим работы гидроподъемника, осуществл   дл  окончани  спуско-подъема вибровоздействие на бурильные 0 To reduce the piston effect in the well bore, pulsed operation of the hydraulic ram is activated, by vibrating the drill at the end of the ramp-up

5 трубы с минимальной амплитудой и максимальной частотой (см. таблицу), За счет этого в непосредственной близости от стенок бурильных труб буровой раствор приобретает максималь. 5 pipes with a minimum amplitude and a maximum frequency (see table). Due to this, in the immediate vicinity of the drill pipe walls, the drilling mud becomes maximum.

0 ную текучесть, ooтвeтcтвyющyю ми нимальному предельному напр жению сдвига, сохран   в основной своеймассе предельное напр жение сдвига, :близкое к максимальному. В процессе 0, the fluidity, which corresponds to the minimum shear stress, retains in its main mass the shear stress,: close to the maximum. In the process

5 спуско-подъема бурильной колонны столб бурового раствора в трубном и затрубном пространс;твах сохран ет в максимальной степени свои структурно-механические свойства, уравно0 вешива  за счет этого некомпенсированную весом столба часть пластового давлени  газоносного горизонта. С другой стороны,высокочастотна  малоамплитудна  вибраци  бурильных 5 launching a drill string a column of drilling mud in the pipe and annulus; it retains its structural and mechanical properties to the maximum extent, evenly due to this, the part of the reservoir pressure of the gas bearing layer, uncompensated by the weight of the pole. On the other hand, high-frequency, low-amplitude vibration of boring

5 труб обеспечивает нормальное опорожнение или заполнение труб соответственно при их подъеме или спуске, предотвраща  этим эффект поЕЯпнева ни  в скважине. .5 pipes ensures the normal emptying or filling of pipes, respectively, during their ascent or descent, thus preventing the ejection effect in the well. .

00

Таким образом, путем изменени  интенсивности вибровоздействи  регулируют предельное напр жение сдвига бурового раствора в процессе таких операций, как углубление скна5Thus, by varying the intensity of the vibrations, the ultimate shear stress of the drilling fluid is controlled during operations such as the dredging of the mud.

жины (а также промывка, проработка) и спуско-подъем бурильных труб (а также наращивание). Во всех остальных случа х, когда буровой раствор в скважине находитс  в покое, практически мгновенно восстанавливаетс  его максимальное предельное напр жение рдвига. gin (as well as flushing, processing) and tripping of drill pipes (as well as capacity). In all other cases, when the drilling fluid in the well is at rest, its maximum ultimate stress rdvig is almost instantly restored.

Основные величины регулируемых параметров во врем  вьтолнени  различных технологических операций при ведены .в таблице,JThe main values of the controlled parameters during the execution of various technological operations are given in the table, J

В приведенном примере показана возможность тфоводки скнажины при нал Аичии неразобщенных пласта с АБПД и поглощающего пласта с использованием бзгрового раствора, плотность которого ниже эквивалентного аномального градиента давлени . Предлагаемый способ не требует точного определени  величин пластовых давлений к давлений гидроразрыва вскрываемых пластов. Если использовать высокоетруктурированиую буровую пасту с плотностью, точно соответствукндей эквивалентному градиенту давлени  пласта с АВПД, то при этом надежность способа в смы ,сле предупреждени  возможных осложнений еще более увеличиваетс .In the example shown, the possibility of thermal injection is shown when the Aichia of an uncoupled reservoir with ADFD and an absorbent reservoir is drilled using a bleed solution whose density is lower than the equivalent anomalous pressure gradient. The proposed method does not require precise determination of the values of reservoir pressure to the pressure of hydraulic fracturing of the opened formations. If a highly structural drilling paste is used with a density exactly matching the equivalent pressure gradient of the formation with an abnormal pressure drop, then the reliability of the method in the pipe, after warning of possible complications, is further increased.

По сравнению с известным предлагаемый способ бурени  в осложненных услови х обеспечивает надежное предотвращение таких осложнений, как нефтегазопро влени , фонтаны и поглощени  бурового раствора за счет практически мгновенного регулировани  противодавлени  на пласт. Надежность предотвращени  осложнений 100%.Compared to the known, the proposed method of drilling under complicated conditions provides reliable prevention of such complications as oil and gas penetration, fountains and absorption of drilling mud due to the almost instantaneous control of the back pressure on the formation. Reliability of prevention of complications 100%.

Возможность автоматизации управлени  противодавлением на пласт обеспечиваетс  за счет использовани  принципа регулировани  предельного напр жени  сдвига предельно структурированной предельно пластичной буровой пасты физико-механическими методами.The ability to automate the control of the back pressure to the reservoir is provided by using the principle of controlling the shear stress of an extremely structured, extremely plastic drilling paste by physicomechanical methods.

Использование способа позвол ет упростить конструкцию скважины, исключает необходимость точного определени  пластовых давлений и давлений гидроразрыва вскрываемых пластов исключает необходимость поддержани  заданной величины плотности бурового раствора в весьма ограниченных пределах , а также обеспечивает максималную сохранность коллекторских свойст продуктивного пласта.The use of the method allows to simplify the well design, eliminates the need to accurately determine the reservoir pressure and hydraulic fracturing of the reservoir that is opened, eliminates the need to maintain a given mud density within very limited limits, and also ensures maximum integrity of the reservoir properties of the reservoir.

Claims (2)

Формула изобретенияClaim 1. Способ бурения скважины в осложненных условиях, включающий регулирование противодавления по всему . стволу скважины путем изменения показателей структурно-механических свойств бурового раствора, осуществляемое изменением интенсивности физико-механического воздействия на последний в процессе бурения, о тличающийся тем, что, с целью повышения надежности предотвращения нефтегазопроявлений и поглощений бурового раствора, в качестве бурового раствора используют предельно структурированную предельно пластичную буровую пасту, а физикомеханическое воздействие осуществляют продольной вибрацией бурильных труб с амплитудой колебаний в пределах 0,05-2,0 мм и с частотой в пределах 20-1000 Гц и/или гидроим- ‘ пульсными колебаниями в столбе буро· _ 'вого раствора с амплитудой в пределах 0,1-15 кг/см2· и с частотой в пределах 20-1000 Гц.1. The method of drilling a well in complicated conditions, including the regulation of back pressure throughout. the borehole by changing the structural and mechanical properties of the drilling fluid, carried out by changing the intensity of the physical and mechanical effects on the latter during drilling, characterized in that, in order to increase the reliability of preventing oil and gas occurrences and mud losses, a highly structured, extremely structured drilling fluid is used plastic drilling paste, and physicomechanical action is carried out by longitudinal vibration of drill pipes with an amplitude of within 0.05-2.0 mm and with a frequency in the range of 20-1000 Hz and / or hydroimpulse oscillations in the column of a drilling fluid with an amplitude in the range of 0.1-15 kg / cm 2 · and s frequency within 20-1000 Hz. 2. Способ по п.1, отлича torn ий с я тем, что предельное динамическое напряжение сдвига буровой пасты выбирают в пределах 50010000 мг/см2;2. The method according to claim 1, distinguishing torn with the fact that the ultimate dynamic shear stress of the drilling fluid is selected in the range of 50010000 mg / cm 2 ;
SU803211151A 1980-12-11 1980-12-11 Method for drilling wells under complicated conditions SU977695A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU803211151A SU977695A1 (en) 1980-12-11 1980-12-11 Method for drilling wells under complicated conditions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU803211151A SU977695A1 (en) 1980-12-11 1980-12-11 Method for drilling wells under complicated conditions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU977695A1 true SU977695A1 (en) 1982-11-30

Family

ID=20929408

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU803211151A SU977695A1 (en) 1980-12-11 1980-12-11 Method for drilling wells under complicated conditions

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU977695A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2495992C2 (en) * 2008-05-22 2013-10-20 ТЕСКО КОРПОРЕЙШН (ЮЭс) Method of increment fluid overflow initiation by principle of communicating vessels to raise drill string bottom layout during drilling in casing string

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2495992C2 (en) * 2008-05-22 2013-10-20 ТЕСКО КОРПОРЕЙШН (ЮЭс) Method of increment fluid overflow initiation by principle of communicating vessels to raise drill string bottom layout during drilling in casing string

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE602004004551T2 (en) DRILLING METHOD
US4224989A (en) Method of dynamically killing a well blowout
CN101139911B (en) Gas injection pressure-stabilizing drilling method
US4548271A (en) Oscillatory flow method for improved well cementing
CN106545305B (en) A kind of drilling-fluid circulation system and its control method
US3743017A (en) Use of fluidic pressure fluctuation generator to stimulate underground formations
US5054554A (en) Rate control method for hydraulic fracturing
US6216801B1 (en) Method and apparatus for providing proportional injection of additives into drilling fluids
US5474129A (en) Cavity induced stimulation of coal degasification wells using foam
US5484018A (en) Method for accessing bypassed production zones
US3040822A (en) Method of increasing well drilling rate
SU977695A1 (en) Method for drilling wells under complicated conditions
US4428424A (en) Method of improving oil/water production ratio
US5199766A (en) Cavity induced stimulation of coal degasification wells using solvents
CN210768666U (en) Pressure control equipment for drilling of ultra-deep well
US3701383A (en) Fracture propping
US2801077A (en) Recovery of lost circulation in a drilling well
US3349844A (en) Repair of channels between well bores
US3077930A (en) Method for fracturing a subsurface formation
US3415331A (en) Process and an apparatus for bringing under control an unexpectedly producing well
Dupriest Use of new hydrostatic-packer concept to manage lost returns, well control, and cement placement in field operations
US2146732A (en) Method of drilling wells
RU2704417C1 (en) Method of development of low-rate and water-flooded wells by deep-well pumping unit
RU2067158C1 (en) Method for reverse cementing of casing in well
SU1257167A1 (en) Method of cementing holes with abnormally high formation pressures