UA65949A - Method for hydrodynamic control of well drilling - Google Patents

Method for hydrodynamic control of well drilling Download PDF

Info

Publication number
UA65949A
UA65949A UA2003076292A UA2003076292A UA65949A UA 65949 A UA65949 A UA 65949A UA 2003076292 A UA2003076292 A UA 2003076292A UA 2003076292 A UA2003076292 A UA 2003076292A UA 65949 A UA65949 A UA 65949A
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
well
drilling
flow rate
flow
flushing fluid
Prior art date
Application number
UA2003076292A
Other languages
Ukrainian (uk)
Inventor
Oleksandr Vasyliovych Panevnyk
Roman Georgiiovych Onatsko
Original Assignee
Ivano Frankivsk Nat Tech Univ
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 Ivano Frankivsk Nat Tech Univ filed Critical Ivano Frankivsk Nat Tech Univ
Priority to UA2003076292A priority Critical patent/UA65949A/en
Publication of UA65949A publication Critical patent/UA65949A/en

Links

Landscapes

  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)

Abstract

Method for hydrodynamic control of well drilling by pressure difference in two points of the flow of washing liquid includes measuring of washing liquid pressure at the manifold of the drill pumps, measurement of the flow rate at the outlet of the well, and determination of the flow rate in the bottom zone of circulation of the well ejection system through the relationship found.

Description

Винахід стосується галузі буріння свердловин і може використовуватись при гідродинамічному контролі поглиблення свердловин з метою оперативної оптимізації процесу механічного буріння.The invention relates to the field of well drilling and can be used in the hydrodynamic control of well deepening for the purpose of operational optimization of the mechanical drilling process.

Відомий спосіб визначення витрати середовища заснований на використанні залежності від витрати різниці тисків, що створюється пристроєм, який встановлений у трубопроводі, або ж самим елементом останньогоThe known method of determining the flow rate of the medium is based on the use of the dependence on the flow rate of the pressure difference created by the device installed in the pipeline, or by the element of the latter itself

ІКремлевский П.П. Расходометрь и счетчики количества. - Л.: Машиностроение, 1989. -7016с., с.101. Згідно цього способу витрата середовища визначається із співвідношення, що зв'язує кінематичні та динамічні характеристики потоку, який рухається через пристрій або елемент трубопроводу.IKremlevsky P.P. Flow meter and quantity counters. - L.: Mashinostroenie, 1989. - 7016 p., p. 101. According to this method, the flow rate of the medium is determined from the ratio that connects the kinematic and dynamic characteristics of the flow that moves through the device or element of the pipeline.

Недоліком даного способу визначення витрати середовища у привибійному контурі циркуляції при бурінні свердловин є неможливість визначення тиску безпосередньо на вибої. Це пов'язано з недосконалістю існуючих засобів передачі інформації про величину тиску у привибійній зоні свердловини в процесі буріння на пульт управління бурової установки внаслідок значної довжини каналу зв'язку, обмеження його діаметральних габаритів, наявності агресивного середовища, змінних умов роботи елементів гідромеханічної системи та інших факторів.The disadvantage of this method of determining the flow rate of the medium in the near-hole circulation circuit when drilling wells is the impossibility of determining the pressure directly on the holes. This is due to the imperfection of the existing means of transmitting information about the amount of pressure in the wellbore area during drilling to the control panel of the drilling rig due to the significant length of the communication channel, the limitation of its diameter dimensions, the presence of an aggressive environment, variable operating conditions of the elements of the hydromechanical system and other factors

Відомий також спосіб визначення масової витрати середовища (Авт.св.СССР Мо732670, кл. 0111/0001 за різницею тисків у двох точках потоку цього середовища Даний спосіб дозволяє визначити частину масової витрати в розгалуженні від основного потоку, для чого один з тисків визначають в основному потоці, а другий - в розгалуженні.There is also a known method of determining the mass flow rate of the medium (Aust. Sv.SSSR Mo732670, cl. 0111/0001 by the difference in pressures at two points of the flow of this medium. This method allows you to determine part of the mass flow rate in the branching from the main flow, for which one of the pressures is determined mainly flow, and the second - in branching.

Цей спосіб, як і попередній, передбачає необхідність безпосереднього визначення різниці тисків в потоці, що робить неможливим його використання в свердловині.This method, like the previous one, requires the direct determination of the pressure difference in the flow, which makes its use in the well impossible.

Найбільш близьким до запропонованого є спосіб гідродинамічного контролю буріння свердловинThe method of hydrodynamic control of well drilling is the closest to the proposed one

ІАвт.св.СССР Мо1121409 А, кл. Е21В47/06|Ї, який передбачає вимір тиску промивальної рідини на маніфольді бурових насосів та її витрату. Даний спосіб дозволяє здійснювати гідродинамічний контроль буріння свердловин у випадку застосування нерозгалуженої системи руху промивальної рідини, коли у привибійній зоні свердловини відсутні додаткові контури циркуляції бурового розчину. Витрата промивальної рідини в маніфольді бурових насосів в цьому випадку не відрізняється від витрати на вибої свердловини.IAvt.sv.SSSR Mo1121409 A, cl. Е21В47/06|Й, which provides for the measurement of the pressure of the flushing fluid on the manifold of the drilling pumps and its consumption. This method makes it possible to carry out hydrodynamic control of well drilling in the case of using an unbranched system of movement of the flushing fluid, when there are no additional drilling fluid circulation circuits in the near-cut zone of the well. The consumption of flushing fluid in the manifold of the drilling pumps in this case does not differ from the consumption of the wellbore.

Однак даний спосіб гідродинамічного контролю має невисоку точність визначення витрати промивальної рідини на вибої свердловини при використанні свердловинних ежекційних систем з додатковим замкнутим привибійним контуром циркуляції без виходу на поверхню, причому величина цієї витрати може суттєво відрізнятись від витрати промивальної рідини в маніфольді бурових насосів. Розбіжність витрат промивальної рідини в маніфольді бурових насосів та на вибої свердловини не враховується даним способом у випадку використання свердловинної ежекційної системи, внаслідок чого знижується ефективність гідродинамічного контролю буріння свердловин. Це, в свою чергу, веде до помилкового вибору необхідних параметрів промивання свердловини та зниженню техніко-економічних показників буріння.However, this method of hydrodynamic control has a low accuracy of determining the flow of flushing fluid at the wellbore when using well ejection systems with an additional closed near-bump circulation circuit without going to the surface, and the value of this flow can be significantly different from the flow of flushing fluid in the manifold of drilling pumps. The difference in flow rates of the flushing fluid in the manifold of the drilling pumps and at the bottom of the well is not taken into account by this method in the case of using a well ejection system, as a result of which the effectiveness of the hydrodynamic control of well drilling is reduced. This, in turn, leads to the wrong selection of the necessary parameters for washing the well and a decrease in the technical and economic indicators of drilling.

Задача винаходу полягає в підвищенні ефективності гідродинамічного контролю буріння свердловин шляхом врахування витрати промивальної рідини у привибійному контурі циркуляції та періодичного співставлення її величини з моделлю.The task of the invention is to increase the efficiency of hydrodynamic control of drilling wells by taking into account the flow of flushing fluid in the near-hole circulation circuit and periodically comparing its value with the model.

Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі згідно з яким визначається різниця тисків в двох точках потоку промивальної рідини, який включає вимір тиску та витрат промивальної рідини в маніфольді бурових насосів згідно з винаходом, додатково визначають витрату потоку у привибійному контурі циркуляції свердловинної ежекційної системи, величина якої співставляється з моделлю, причому визначення витрати промивальної рідини здійснюється за встановленим алгоритмом.The problem is solved by the fact that in the known method according to which the pressure difference in two points of the flow of the flushing fluid is determined, which includes the measurement of the pressure and flow rate of the flushing fluid in the manifold of the drilling pumps according to the invention, the flow rate is additionally determined in the downhole circulation circuit of the well ejection system, the value of which is compared with the model, and the flow rate of the flushing liquid is determined according to the established algorithm.

Додаткове визначення витрати промивальної рідини у привибійному контурі циркуляції дозволяє підвищити точність визначення витрати на вибої свердловини порівняно з відомими способами. Використання для визначення витрат промивальної рідини розрахункового алгоритму дає можливість уникнути безпосереднього виміру значень тиску в двох точках потоку, що є неможливим в умовах свердловини. Періодичне співставлення отриманої величини витрати промивальної рідини в привибійному контурі циркуляції з моделлю дозволяє більш ефективно контролювати процес буріння, оскільки відхилення фактичних значень витрати від контрольованих показників свідчить про порушення нормального функціонування ежекційної системи.Additional determination of the flow rate of the flushing fluid in the near-hole circulation circuit makes it possible to increase the accuracy of determining the flow rate of the well hole compared to known methods. The use of a calculation algorithm to determine the consumption of flushing fluid makes it possible to avoid direct measurement of pressure values at two points of the flow, which is impossible in well conditions. The periodic comparison of the received value of the flow rate of the flushing fluid in the near-hole circulation circuit with the model allows more effective control of the drilling process, since the deviation of the actual flow rates from the controlled indicators indicates a violation of the normal functioning of the ejection system.

Інформація про величину фактичних витрат промивальної рідини дозволяє здійснювати оперативне регулювання режиму роботи вибійної ежекційної системи з метою оптимізації процесу механічного буріння.Information about the amount of actual consumption of flushing fluid allows for prompt regulation of the operation mode of the downhole ejection system in order to optimize the process of mechanical drilling.

Зокрема, у випадку недостатнього для ефективного очищення вибою свердловини значення витрати промивальної рідини у привибійному контурі циркуляції необхідно збільшити продуктивність бурових насосів або змінити геометричні та кінематичні параметри деталей ежекційної системи.In particular, in the event that the flow rate of the flushing fluid in the near-hole circulation circuit is insufficient for effective cleaning of the well blowout, it is necessary to increase the performance of the drilling pumps or change the geometric and kinematic parameters of the ejection system parts.

Техніко-економічний результат, який досягається при використанні способу полягає в підвищенні ефективності контролю за процесом буріння внаслідок чого зростає механічна швидкість буріння та проходження на долото, зменшуються витрати на матеріали і експлуатацію обладнання. В кінцевому результаті застосування винаходу дозволяє зменшити собівартість буріння свердловин.The technical and economic result, which is achieved when using the method, consists in increasing the efficiency of control over the drilling process, as a result of which the mechanical speed of drilling and passage to the bit increases, the costs of materials and equipment operation are reduced. As a result, the application of the invention allows to reduce the cost of drilling wells.

На фігурі показана принципова схема свердловинної ежекційної системи.The figure shows the schematic diagram of the well ejection system.

Спосіб гідродинамічного контролю буріння свердловин здійснюється за допомогою визначення тиску Рн і витрати Он промивальної рідини в маніфольді 1 бурових насосів 2 та витрати Ов у привибійному контурі циркуляції арса, утвореному нижньою частиною бурильної колони 3, струминним насосом 4, долотом 5 та каналом затрубного простору 6. Причому в загальному випадку величина витрати Ов перевищує значення витрати Он на величину витрати СО); інжектованого потоку. Для визначення тиску Рн використовується манометр 7, а витрати Он - витратомір 8. Контрольоване значення витрати промивальної рідини у додатковому контурі циркуляції, з яким співставляються фактичні значення визначається аналітичним шляхом в процесі спільного розв'язку рівнянь характеристик струминного насоса і гідравлічної системи, в якій він працює.The method of hydrodynamic control of well drilling is carried out by determining the pressure Рn and the flow rate Оn of the flushing fluid in the manifold 1 of the drilling pumps 2 and the flow rate Оv in the near-hole circulation circuit of the ars, formed by the lower part of the drill string 3, the jet pump 4, the bit 5 and the channel of the annular space 6. Moreover, in the general case, the value of the consumption of Ov exceeds the value of the consumption of On by the value of the consumption of СО); injected flow. Manometer 7 is used to determine pressure Рn, and flow meter 8 is used for flow On. The controlled value of the flow of flushing liquid in the additional circulation circuit, with which the actual values are compared, is determined analytically in the process of jointly solving the equations of the characteristics of the jet pump and the hydraulic system in which it working.

Спосіб здійснюється наступним чином.The method is carried out as follows.

За допомогою манометра 7 визначають величину тиску промивальної рідини Рн в маніфольді 1 бурових насосів 2, витрату промивальної рідини Он на вході в свердловину визначають за допомогою витратоміра 8, або на виході з свердловини об'ємним способом. Отримані значення тиску Рн та витрати Он використовуємо для визначення витрати промивальної рідини на вибої свердловини із співвідношення:With the help of manometer 7, the value of the pressure of the flushing fluid Рn in the manifold 1 of the drilling pumps 2 is determined, the flow rate of the flushing fluid On at the entrance to the well is determined with the help of the flow meter 8, or at the exit from the well using the volumetric method. We use the obtained values of pressure Рn and flow Оn to determine the flow of flushing fluid at the wellbore from the ratio:

ОБ сь «Вста певноOB s. "Stand up probably

Кд де Рн - значення тиску на маніфольді бурових насосів;Kd de Рn - pressure value on the manifold of drilling pumps;

Кк, Кз, Керн, Кд - коефіцієнти пропорційності для гідравлічних каналів бурильної колони і затрубного простору, робочої насадки струминного насоса та промивальної системи долота, які визначаються в процесі досліджень;Kk, Kz, Kern, Kd - proportionality coefficients for the hydraulic channels of the drill string and the annular space, the working nozzle of the jet pump and the flushing system of the bit, which are determined in the process of research;

Он - витрата промивальної рідини на виході або на вході з свердловини.It is the consumption of flushing fluid at the exit or entrance of the well.

Можливість застосування запропонованого алгоритму зумовлена існуванням залежності витрати потоку від різниці тисків визначених на початковій та кінцевій ділянках цього потоку. Величина тиску Рн на маніфольді бурових насосів прямо пропорційна значенню витрат промивальної рідини та гідравлічним втратам в бурильній колоні 3, струминному насосі 4, промивальній системі долота 5, в каналі затрубного простору 6.The possibility of applying the proposed algorithm is determined by the existence of the dependence of the flow rate on the difference in pressures determined at the initial and final sections of this flow. The value of the pressure Рn on the manifold of the drilling pumps is directly proportional to the flow rate of the flushing fluid and the hydraulic losses in the drill string 3, the jet pump 4, the flushing system of the bit 5, in the channel of the annular space 6.

Отримане значення витрати промивальної рідини на вибої свердловини співставляють з контрольною величиною, яка визначається шляхом спільного розв'язку рівнянь характеристики насоса та його гідравлічної системи.The obtained value of the flow rate of the flushing fluid on the wellbore is compared with the control value, which is determined by jointly solving the equations of the characteristics of the pump and its hydraulic system.

ПрикладExample

Глибина свердловини Не-1000м; продуктивність бурових насосів Он-0,02м3/с; зовнішній діаметр бурильної колони йкз-:0,127м; внутрішній діаметр бурильної колони акв-0,109м; діаметр свердловини Ос-0,216м; діаметр отворів насадок долота ад-0,018м; гранична напруга зсуву т- па пластична в'язкість п.- орозпа: с; густинаThe depth of the well is not 1000m; productivity of drilling pumps On-0.02m3/s; outer diameter of the drill string ykz-:0.127m; the inner diameter of the drill string is 0.109 m; borehole diameter Os-0.216m; the diameter of the holes of the bits of the bit is 0.018m; ultimate shear stress t- pa plastic viscosity p.- orozpa: s; density

Шо 3. промивальної рідини р.-1000кг/м"; кількість насадок долота М-3; коефіцієнт витрати робочої насадки струминного насоса "РН 7 095; коефіцієнт витрати насадок долота "А 7 095.Sho 3. washing liquid water - 1000 kg/m"; the number of nozzles of the M-3 bit; the consumption coefficient of the working nozzle of the jet pump "PH 7,095; the coefficient of consumption of bit nozzles "A 7,095.

Швидкість потоку в бурильній колоні та затрубному просторі: м -ЖЕНО СОЛІ з -олаамус; т:9кв 314.0109 ма - ет - --- пВР ох зх - О833м/ме; т (бо -4в) зла(о21в -0127 )Flow rate in the drill string and annular space: m - SALT WIFE with -olaamus; t:9 sq.m. 314.0109 ma - et - --- pVR och zhh - О833m/me; t (bo -4c) evil (o21c -0127 )

Параметр Сан-Венана для бурильної колони та затрубного простору:San Venan parameter for drill string and annulus:

Зет - гакво 009 67,786; п:Ук о 0003.2144 бепа - Осока) 40216027 4 ву, пежЖ 0,003.0,833Zet - hakvo 009 67,786; p:Uk o 0003.2144 bepa - Osoka) 40216027 4 vu, pejZh 0.003.0.833

Число Рейнольдса для бурильної колони та затрубного простору: век -- 5 .« «К86 ков - 00 ВІЗА УВ, твотве - 6334427; прак бооз- (1 ЗЛЕ. б бReynolds number for the drill string and annular space: age -- 5 .« "K86 kov - 00 VIZA UV, tvotve - 6334427; prak booz- (1 EVIL. b b

Вез - 2-8 бо -бкз) 1000.0833 оввв 27). 1313988. пров. оооз-| т ТТ) б бTransport - 2-8 bo -bkz) 1000.0833 ovvv 27). 1313988. prov. oooh-| t TT) b b

Коефіцієнт лінійного гідравлічного опору для бурильної колони та затрубного простору: 164 1364 зх - ОВТ ОЛЯ. оо;Coefficient of linear hydraulic resistance for the drill string and annular space: 164 1364 zkh - OVT OIL. oo;

Нес 63344277 хви -- 20073.Carrier 63344277 min -- 20073.

Нез 1313,988Not 1313,988

Коефіцієнти пропорційності для бурильної колони та затрубного простору: кк- авта - свт оо 100 000 -184483.105; акв 0ло9Proportionality coefficients for the drill string and annular space: кк - авта - свт оо 100,000 -184483.105; aqv 0lo9

Ка - 0811-Х85- Нео: р У 0,811.0,073.1000.1000 5 -713815.-106. (Ос -акз Й (Ос ака) (0216-0427) (0,216 кол27)Ka - 0811-X85- Neo: p U 0,811.0,073.1000.1000 5 -713815.-106. (Os -akz Y (Os aka) (0216-0427) (0.216 col27)

Коефіцієнт пропорційності для робочої насадки: р р 1000 6Proportionality factor for the working nozzle: р р 1000 6

Крн- 578 27 З-62- - оо 5 -- -Я й дв 5 - 5619,058.107. "РН . . 2-цен- лодрн 2.0952. Зл415:0027 4 4Krn- 578 27 Z-62- - oo 5 -- -I and dv 5 - 5619,058.107. "RN . . 2-cen- lodrn 2.0952. Zl415:0027 4 4

Коефіцієнт пропорційності для промивальної системи долота:Proportionality factor for the bit flushing system:

Ка апетиту тлу ЗБУМ2 ТО "Нд" «ф . 2 ше 2.2. м. Яд 2.0952. з.Зла15:00187 д 4 АKa appetite tlu ZBUM2 TO "Sun" "f . 2 and 2.2. city of Yad 2.0952. z.Zla15:00187 d 4 A

Витрата промивальної рідини на вибої свердловини: ов - Рн-(Кк Кз Кен) Ой | 005-106 (184483 --713,815--5619,058).109.0022 |. в Ка Й 951642-106 Й - 0,42625м3 / с - 42,625лЛ/ с.Consumption of flushing fluid on wellbore holes: ов - Рн-(Кк Кз Кен) Ой | 005-106 (184483 --713,815--5619,058).109.0022 |. in Ka Y 951642-106 Y - 0.42625m3 / s - 42.625 lL / s.

Ре (з / --05Re (from / --05

Ши Чу 7Shi Chu 7

Ши НИShi NI

Пн в 7Mon at 7

Мир ай5--- іа / 6 і (в й й деMyr ay5--- ia / 6 and (in and and where

С бS b

Claims (1)

Спосіб гідродинамічного контролю буріння свердловин за різницею тисків в двох точках потоку промивальної рідини, що включає вимірювання тиску промивальної рідини на маніфольді бурових насосів та витрати потоків на виході з свердловини, який відрізняється тим, що додатково визначається витрата потоку у привибійному вот явні оврбдлориннуї а системи, при цьому використовують співвідношення:The method of hydrodynamic control of drilling wells based on the pressure difference at two points of the flushing fluid flow, which includes the measurement of the flushing fluid pressure on the manifold of the drilling pumps and the flow rate at the exit from the well, which is distinguished by the fact that the flow rate in the wellbore is additionally determined. while using the ratio: в- зin- with Кк,Kk, де Рн- значення тиску на маніфольді бурових насосів; Кк, Кз, Кн, 77 - коефіцієнти пропорційності для гідравлічних каналів бурильної колони та затрубного простору, робочої насадки струминного насоса і промивальної системи долота; Он - витрата промивальної рідини на виході або на вході з свердловини.where Pn is the pressure value on the manifold of the drilling pumps; Kk, Kz, Kn, 77 - proportionality coefficients for the hydraulic channels of the drill string and the annular space, the working nozzle of the jet pump and the bit flushing system; It is the consumption of flushing fluid at the exit or entrance of the well.
UA2003076292A 2003-07-08 2003-07-08 Method for hydrodynamic control of well drilling UA65949A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA2003076292A UA65949A (en) 2003-07-08 2003-07-08 Method for hydrodynamic control of well drilling

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA2003076292A UA65949A (en) 2003-07-08 2003-07-08 Method for hydrodynamic control of well drilling

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA65949A true UA65949A (en) 2004-04-15

Family

ID=34517292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UA2003076292A UA65949A (en) 2003-07-08 2003-07-08 Method for hydrodynamic control of well drilling

Country Status (1)

Country Link
UA (1) UA65949A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100535380C (en) Dynamic annular pressure control apparatus and method
Willingham et al. Perforation friction pressure of fracturing fluid slurries
CN102822445B (en) Formation fluid in Dynamic Annular Pressure control system determination well is utilized to control the method for event
CN100532780C (en) Drilling system and method
US9429007B2 (en) Managed pressure drilling with rig heave compensation
RU2577568C1 (en) Method for interpreting well yield measurements during well treatment
EA015325B1 (en) Method for determining formation fluid entry into or drilling fluid loss from a borehole using a dynamic annular pressure control system
CN113006769B (en) Intelligent well killing method and device for complex pressure system stratum
SA109300350B1 (en) Multi-Point Injection System for Oilfield Operations
RU2637533C2 (en) Control of drill fluid pressure in drill fluid circulation system
WO2012122470A1 (en) Method for charcterizing subsurface formations using fluid pressure response during drilling operations
WO2013190093A2 (en) A predictive flow assurance assessment method and system
CN113250617A (en) Multi-gradient pressure control drilling system
CN104265267A (en) Gas-liquid bi-phase flow measuring device and measuring method applied to control pressure well drilling
RU2297525C2 (en) Method for full extraction of productive formations of oil and gas deposits
UA65949A (en) Method for hydrodynamic control of well drilling
US11377917B2 (en) Staged annular restriction for managed pressure drilling
US11549332B2 (en) Density constant flow device with flexible tube
CN111535747B (en) Method for preventing leakage of casing under drilling narrow window
WO2022010930A1 (en) Downhole scale and corrosion mitigation
RU2256762C1 (en) Method for incompetent mud shale bed penetration during drilling operation
US11702906B2 (en) Density constant flow device using a changing overlap distance
CN103104245A (en) Sensor used for measuring mud density and mass flow rate
RU1807330C (en) Method of determination of rheological characteristics of drilling flushing fluid
Schnorr More Answers from Production Logging than Just Flow Profiles