Книги, научные публикации
4. ВЫБОР СПОСОБА БУРЕНИЯ1 Основные требования к выбору способа бурения - необходимость обеспечения успешной проводки ствола скважины при возможных осложнениях с высокими технико-экономическими
показателями. По этому способ бурения выбирается на основе анализа статистического материала по уже пробуренным скважинам и соответствующих эконо мических расчетов. При отсутствии таких показателей этот выбор ре комендуется делать с учетом геолого-технических условий бурения проектируемых скважин, глубины, профиля и конструкции скважины, а также рекомендаций, приведенных в табл. 4.1 [7].
Выбранный способ бурения должен допускать использование таких видов буровых растворов и такую технологию проводки ствола, кото рые наиболее полно обеспечивали бы следующее: качественное вскрытие продуктивного пласта;
достижение высокого качества ствола скважины, ее конфигурации и наиболее высоких механических скоро стей и проходок на долото;
возможность применения долот различных типов в соответствии с механическими и абразивными свойствами пород.
Целесообразность принятых решений по применению того или иного способа бурения пересматривается по мере совершенствования технологии и техники бурения.
В соответствии с данными табл. 4.1 роторный способ может быть использован в подавляющем большинстве случаев, а для бурения скважин глубиной до 2500Ц3000 м с промывкой водой и неутяжелен ными буровыми растворами рекомендуется выбирать турбинный спо соб, как обеспечивающий более высокие показатели бурения по срав нению с роторным.
Основные технические характеристики ГЗД (в том числе турбодо лот) и электробуров приведены в табл. 4.2, 4.3 и 4.4 [3].
Турбобуры с высокой частотой вращения (500 минЦ1 и более) целе сообразно применять на сравнительно малых глубинах и при исполь зовании безопорных долот. Турбобуры с умеренной частотой враще По Р. А. Ганджумяну.
Т а б л и ц а 4. Способ бурения Исходная информация роторный ГЗД электробуром H, м:
3000Ц3500 + + + 3500Ц4200 + - + >4200 + - - Тзаб, С:
>140 + + + <140 + - - Профиль ствола скважины:
вертикальный + + + наклонно направленный, горизонтальный - + + Тип и размер долот:
энергоемкие типа 2Л, 3Л, шарошечные типа М + - - шарошечные типа МС, МСЗ, С, СЗ, СТ, Т, ТЗ, + + + ТКЗ, К и ОК гидромониторные + - - многолопастные твердосплавные истирающего - + + действия алмазные и ИСМ - + + шарошечные бурильные головки диаметром, мм:
<190,5 + - - >190,5 + + + Тип циркулирующего агента:
буровой раствор плотностью, кг/м3:
1700Ц1800 + + + 1700Ц1800 + - + степень аэрации:
высокая + - + низкая + + + Газы, пена + - - Примечание. Знакам "плюс" и "минус" соответствуют рекомендуемая и нерекомен дуемая области применения.
ния (200Ц400 минЦ1) целесообразно использовать на средних и больших глубинах. Винтовой забойный двигатель целесообразно применять для бурения на средних и больших глубинах, когда на эксплуатационные затраты на 1 м проходки определяющее влияние оказывает проходка за рейс, а также для бурения долотами с герметизированными маслона полненными опорами.
Комбинированный турбинно-роторный способ рекомендуется ис пользовать при бурении скважин:
долотами с D 349 мм в геологических условиях, способствующих искривлению скважин (выше средних глубин и с использованием спе циальной компоновки);
Т а б л и ц а 4. Основные технические характеристики турбобуров и колонковых турбодолот Расход Наружный Число Частота Момент на Перепад Жест-кость Шифр турбобу- жидкости Мощ- КПД тур- Длина, Масса, диаметр, ступе- валу дви- давления, при изги ра (воды), 10 - вращения, гателя, Нм ность, кВт бины м кг мм ней минЦ1 МПа бе, кНм м3/с Турбобуры односекционные Т12МЗБ-240 240 104 50 660 2000 135,2 4,0 0,69 8,3 2015 24 Т12МЗБ-215 215 89 40 545 1100 61,7 2,5 0,64 8,0 1675 16 Т12МЗБ-195 195 100 30 660 850 57,3 3,5 0,56 9,1 1500 10 Т12МЗБ-172 172 121 25 625 650 41,9 3,0 0,57 8,4 1115 Турбобуры многосекционные серии ТС 3ТСШ-240 240 318 32 420 2500 107,3 5,0 0,69 24 5980 24 3ТСШ1-240 240 315 32 445 2700 122,7 5,6 0,70 - - 24 3ТСШ-195 195 285 22 485 1300 64,7 5,0 0,60 24 4165 3ТСШ1-195 195 306 30 400 1300 53,7 3,5 0,52 26 4850 3ТСШ1-195ТЛ 195 318 40 355 1750 63,2 3,0 0,55 26 4355 3ТСШ1-195П 195 306 40 400 2040 83,8 3,5 0,61 - - ТС5Е-172 172 239 20 500 800 41,2 4,0 0,53 15 2150 3ТСШ-172 172 336 20 505 1000 51,5 6,0 0,44 26 4490 Турбобуры шпиндельные с наклонной линией давления серии А А9Ш 240 210 45 420 3000 129,4 7,0 0,44 17 4605 24 А9ГТШ 240 210 45 235 3120 75,0 5,8 0,28 - - 24 АШГ ТШ-Л 240 231 40 230 250 58,8 4,0 0,38 24 6580 24 П р о д о л ж е н и е т а б л. 4. Расход Наружный Число Частота Момент на Перепад Жест-кость Шифр турбобу- жидкости Мощ- КПД тур- Длина, Масса, диаметр, ступе- валу дви- давления, при изги ра (воды), 10 - вращения, гателя, Нм ность, кВт бины м кг мм ней минЦ1 МПа бе, кНм м3/с А7Ш 195 236 30 520 1900 101,4 8,0 0,43 17 3179 10 А7ГТШ 195 232 30 320 1950 63,9 8,0 0,27 25 4400 10 АГ ТШ-ТЛ 195 279 25 250 1300 33,1 4,0 0,24 26 4520 10 А6Ш 164 212 20 475 720 35,3 4,5 0,40 17 2065 А6ГТШ 164 252 20 325 850 28,7 4,8 0,50 24 2910 Турбодолота колонковые КТД3-238 238 330 35 465 3040 147,0 6,4 0,18 8,0 1676 28 КТД3-212 212 79 40 645 1010 65,4 3,0 0,18 7,5 1352 14 КТД4С-195 195 315 28 464 1210 57,3 5,5 0,20 10,1 1642 12 КТД4С-172 172 291 22 490 1880 94,1 8,3 0,19 9,2 1133 КТД4-164- 164 180 22 550 755 42,6 5,05 0,26 13,4 1325 190/ Турбобуры короткие Т12МЗК-215 215 30 49 890 750 68,4 2,8 - 2,9 668 18 55 35 780 1050 83,9 4,0 - 4,0 958 18 Т12МЗК-172 172 30 25 1110 285 32,4 2,45 - 2,3 294 60 25 1110 570 64,8 4,90 - 3,6 470 В знаменателе указано число секций торможения.
Т а б л и ц а 4. Основные параметры винтовых забойных двигателей Параметры Д2-195 Д2-170 Д-127 Д- Расход жидкости, дм3/с 35Ц40 20Ц36 12Ц15 5 - Частота вращения, минЦ1 140Ц170 115Ц200 200Ц250 200 - Перепад давления, МПа 6Ц7 4,5Ц6 3,5Ц6 3Ц3, Вращающий момент, кНм 6,5Ц8 2,9Ц4,15 1Ц1,2 0,34Ц0, Длина, мм 6900 6900 4500 Масса, кг 1140 770 300 различными буровыми растворами (в том числе с применением рас творов повышенной плотности или высокой вязкости).
Двухтурбинные агрегаты РТБ могут быть использованы при буре нии верхних интервалов глубоких скважин большого диаметра от 0, до 3 м (для вентиляции и вспомогательных целей) на шахтах и рудни ках, а также под кондукторы сверхглубоких скважин.
Пример 4.1. На разведочной площади ранее не бурили ни одной скважины. По информации, полученной при бурении нескольких скважин на соседних площадях, в геологическом строении их при нимают участие следующие породы: глины слоистые и неслоистые с прослоями мелкозернистого песка (0Ц150 м);
глины плотные высоко пластичные (150Ц1150 м);
глины песчанистые аргиллитоподобные, конгломераты, сцементированные известково-глинистым цементом (1150Ц2500 м);
известняки трещиноватые с пропластками мергеля местами перемятые мягкие (2500Ц3400 м);
песчано-глинистые отло жения с прослоями аргиллитов (3400Ц3680 м);
ангидритовая толща - переслаивание терригенных и карбонатных пород с ангидритами (3680Ц3870 м);
пересливание песчаников и алевролитов (3870 - м).
Забойная температура на глубине 3400 м составляла 130 С и воз росла до 200 С на проектной глубине. Интервал бурения 4400Ц4600 м представляет собой зону АВПД. При бурении на соседних площадях возникали поглощения бурового раствора, обвалы и осыпи горных пород, приводящие к образованию каверн;
затяжки и посадки бурового инструмента при спуско-подъемных операциях;
искривление ствола скважины и связанное с этим желобообразование.
Следует выбрать способ бурения.
Из анализа приведенных данных следует, что для геологического разреза характерны многочисленные интервалы, представленные мягкими породами, твердость которых ниже третьей Т а б л и ц а 4. Основные характеристики электробуров Вращающий мо Ток, А мент, кНм Номи- Напря Частота Жест холосто Диа- нальная жение Шифр элек- Длина, враще- КПД, Масса, кость при го хода метр, мощ- номи- cos рабочий тробура м ния, мин - номи- макси- % кг изгибе ЕI, при но мм ность, нальное, номи- наль- маль кНм миналь кВт кВ нальный ный ный ном на пряжении Э290-12 290 14,1 240 1,75 165,0 121,0 455 5,1 11,0 72,0 0,67 5100 33 Э290-12Р 290 15,9 240 1,75 165,0 121,0 145 16,0 26,0 72,0 0,67 5700 33 Э250-8 250 13,2 230 1,65 160,0 107,0 675 3,32 7,5 72,0 0,70 3600 18 Э250-8Р 250 14,4 230 1,65 160,0 107,0 340 6,64 11,8 72,0 0,70 3800 18 Э250-16 250 13,2 110 1,20 156,0 130,0 335 3,20 7,0 56,5 0,60 3600 18 Э240-8 240 13,4 210 1,70 144,0 107,0 690 2,97 7,6 75,0 0,66 3500 14 Э240-8Р 240 14,8 145 1,40 112,0 80,0 230 6,15 12,0 74,8 0,70 3900 14 Э215-8М 215 13,9 175 1,55 131,0 95,5 680 2,50 5,5 67,5 0,66 2900 10 Э215-8МР 215 15,5 110 1,35 102,0 80,0 230 4,65 10,5 72,0 0,69 3200 10 Э185-8 185 12,5 125 1,25 130,0 93,0 675 1,8 3,6 67,5 0,66 2000 Э185-8Р 285 14,4 70 1,10 90,0 75,0 240 3,0 7,0 70,0 0,58 2300 Э170-8М 170 12,2 75 1,30 83,5 78,6 695 1,1 2,4 63,5 0,63 1800 Э170-8МР 170 13,9 45 1,00 59,0 55,0 220 2,0 4,0 65,0 0,68 2000 Э164-8МР 164 12,3 75 1,30 87,5 80,0 685 1,1 2,4 61,0 0,625 1650 Э164-8МР 164 14,1 45 1,00 61,5 55,0 220 2,0 4,0 64,0 0,66 1900 категории по классификации Л.А. Шрейнера. Разбуривание таких пород целесообразно вести энергоемкими лопастными долотами. К важнейшим особенностям, существенно влияющим на технологию бурения скважин и возникновение различных осложнений, относятся наличие зоны АВПД и высокая забойная температура.
Эти, а также другие особенности геологического разреза позволяют считать наиболее обоснованным выбор роторного способа бурения при проектировании первых скважин на новой разведочной площади.