автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.10, диссертация на тему:Исследование динамической устойчивости процесса углубления скважин в породах кристаллического фундамента месторождений Белый Тигр и Дракон Вьетнама

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. По результатам анализа фактических показателей по бурению скважин зафиксированных комплексом "Геосервис", выполненных лабораторных, промысловых и теоретических исследований установлено, что применяемая, в настоящее время, в СП "Вьетсовпетро" технология бурения пород фундамента и компоновка низа бурильной колонны (КНБК), включая буровое долото, не обеспечивают динамическую устойчивость процесса углубления скважин в твердых, крепких и абразивных породах кристаллического фундамента месторождений "Белый Тиф" и "Дракон".

Это является одной из возможных причин отклонения траектории ствола скважин от проектного профиля.

2. Исследованиями, выполненными с использованием современных методологий теории катастроф, синергетики и современных технологий производства бурового инструмента, показана принципиальная возможность управления траекторией ствола скважины в кристаллическом фундаменте за счет обеспечения динамической устойчивости процесса углубления.

3. Динамическая устойчивость процесса углубления достигается внедрением комплекса, включающего:

3.1. новые технологические параметры режима бурения:

3.1.1. при бурении винтовым забойным двигателем:

G = (80-160)кН, N = (2,5-5,0)с'\ Q = (0,01-0,05)м3/с;

GonT = 140кН, NonT = 3,55с"1, QonT = 0,037м3/с;

3.1.2. при роторном способе бурения:

G = (100-250)кН, N = (l,2-l,45)c1, Q = (0,007-0,03)м3/с;

GonT = 190кН, NonT = 1,2с'1, QonT = 0,020м3/с;

3.2 Буровое долото фирмы Smith Tools (США) для разбуривания месторождений Белый Тигр и Дракон.

Эти долота специально усилены по техническим требованиям СП "Вьетсовпетро":

3.2.1. с твердо-сплавными вставками-конической конфигурации зубьев;

3.2.2. твердо-сплавные вставки, покрытые алмазом, установлены на конусе шарошки (в чередовании с обычными вставками);

3.2.3. металл зубьев долота - с твердо-сплавными вставками Tungsten Carbide 411 (вместо Tungsten Carbide 510).

3.3. Совершенствованный вариант КНБК, в которой устанавливается наддолотный амортизатор "Shock Tool" фирмы "Griffith Oil Tool" для уменьшения вибрации бурильной колонны в твердых, крепких и абразивных породах.

Изложенный комплекс мероприятий включается для внедрения в технические проекты на строительство скважин месторождений Белый Тигр, Дракон и планируется их внедрение на месторождении Дайхунг СП "Вьетсовпетро".

4. Исследованиями кернового материала определены следующие физико-механические свойства пород фундамента месторождений "Белый Тигр" и "Дракон": твердость (ЮО-ЗОО)хЮ5 Па; абразивность от 20 до 60 мг; модуль упругости (72-167) х106 Па; коэффициент пластичности = 1,3-3,1. Показано, что износостойкость бурового долота должна быть в 1.55 раза выше абразивности пород.

5. Методами дискриминанта ого анализа (по критерию Тейла) определена наилучшая модель углубления скважин в фундаменте

Умех.= 0.00235 - 5.31N + 306NQ - 358.4Q + 2.94GQ - 2.4GNQ-0.0553G+0.0468GN; здесь параметры режимов бурения приведены в системе СИ: G[kH], N[c1], Q[m3/c], а значения Умех. - м/с.

6. Внедрение рекомендованного комплека - новые технологические параметры режима бурения, буровые долота фирмы "Smith Tools" и совершенствованная КНБК- в скважине № В позволило кратно повысить технические показатели отработки долот и уменьшить на 30% затраты на бурение скважины.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1. Оганов А. С., Лыонг В. Т. Строительство первой горизонтальной скважины на шельфе Вьетнама - НТЖ "Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море " № 8-9 1996г.

2. Оганов А. С., Прохоренко В. В., Лыонг В. Т., Ньяк Л. К.

Технология проводки наклонно-направленных и горизонтальных скважин по криволинейным профилям - НТЖ "Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море " № 3-4 1997г.

3. Оганов А. С., Рогачев О. К, Федорычев В. А., Лыонг В. Т., Ньяк

Л. К. Забуривание нового ствола из эксплуатационной колонны скважины № 74 МСП-6 на шельфе Вьетнама - НТЖ "Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море " № 6-7 1997г.

4. Дао Ч. С., Дубов Н. М., Лыонг В. Т., Куа ДЧубанов О. В., Ширин-Заде Араз С., Вожжов В. М. Разработка научно-обоснованных режимов бурения скважин на фундамент на месторождении "Белый Тигр" г. ВунгТау 1997г.

5. Д. Куа, Долгов С. В., Дубов Н. М., Зайцев Г. L\, Горшенев В. С., Лыонг В. Т. Перспектива развития многозабойного заканчивания скважин на месторождениях СП "Вьетсовпетро" - НТЖ "Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море " № 8-9 1997г.

6. Лыонг В. Т., Чыонг Н. Т., Д. Куа Изучение физико-механических свойств гранитных пород с целью выбора долот для бурения в фундаменте -Сборник научных докладов III конференции по механике пород ■ "Vietnam Rock Mechanics Towards the 21st Century" -1997г. (на вьетнамском языке).

7. Д. Куа, Лыонг В. Т., Чыонг Н. Т. Горизонтальные скважины, пробуренные на МСП в СП "Вьетсовпетро" - Журнал "Нефть и газ", N21, 1997г. (на вьетнамском языке).

8. Д. Куа, Лыонг В. Т., Чыонг Н, Т. Применение теории статистических вероятностей, создание модели механической скорости бурения - Журнал "Нефть и газ", №1, 1999г. (на вьетнамском языке).

9. Дао Ч. С., Лыонг В. Т., Руденко А. В., Ширин-Заде Араз С.

Анализ и проектирование скважин на месторождениях Белый Тигр и Дракон на шельфе Вьетнама - Тезисы III Международной Научно-практической Конференции "Хазарнефтгазятаг-98", г. Баку, Ноябрь 1998г.

1. Абрамсон М.Г., Байдюк Б.В., Зарецкий B.C. и др. Справочник по механическим и абразивным свойствам горных пород нефтяных и газовых месторождений. Москва, Недра, 1984 г.

2. Александров М.М. Взаймодействие колонны труб со стенками скважины. Москва, Недра, 1982г.

3. Арноль В. И. "Жесткие" и "Мягкие" математические модели. Доклад на научно-практическом семинаре "Аналитика в государственных учреждениях" при админстрации Президента РФ, -М., сентябрь 1977г.

4. Ашрафьян М.О. Повышение качества разобщения пластов в глубоких скважинах. Москва, Недра, 1982г.

5. Ахромеева Т.С., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г., Самарский A.A. Нестационарные структуры и диффузионный хаос. Москва, Наука, 1992 г.

6. Базыкин А. Д., Кузнецов Ю. А., Хибник А. И. Портреты бифуркаций: (Бифуркационные диаграммы динамических систем на плоскости). -М.: Знание, 1989.- (Новое в жизни, науке, технике. Сер. "Математика, кибернетика"; № 3) .

7. Беллман Р., Заде JI. Принятие решений в расплывчатых условиях. Москва, Мир, 1976г.

8. Булатов А.И., Пешков А.Г., Проселков Ю.М. Справочник по промывкескважин. Москва, Недра, 1984г.

9. Ю.Булатов А.И., Аветисов А.Г. Справочник инжинера по бурению (в 2-х томах). Москва, Недра, 1985г.

10. П.Гильмор Р. Прикладная теория катастроф (в 2-х томах). Пер. с англ. Москва, Мир, 1984г.

11. Грей Дж.Р., Дарли Г.С.Г. Состав и свойства буровых агентов (промывочных жидкостей). Пер. с англ. Москва, Недра, 1985г.

12. Гулизаде М.П., Мовсумов A.A., Оганов С.А. и др. Бурение кустов наклонных скважин в морских условиях. Баку, Азернешр, 1984г.

13. Гулд X., Тобочик Я. Компьютерное моделирование в физике (в 2-х томах). Москва, Мир, 1990г.

14. Гршулецкий В.Г., Лукьянов В.Т. Проектирование компановок нижней части бурильной колонны. Москва, Недра, 1990г.

15. Гласс Л., Маки М. От часов к хаосу. Ритмы жизни. Москва, Мир, 1991г.

16. Дж. Касти. Большие системы. Связанность, сложность и катастрофы. Пер. с англ. Москва, Мир, 1982г.

17. Дж.М.Т. Томпсон. Неустойчивости и катастрофы в науке и технике. Пер. с англ. Москва, Мир, 1985г.

18. Заславский Г.М., Савдеев Р.З. Введение в нелинейную физику. От маятника до турбулентности и хаоса. Москва, Мир, 1988г.

19. Иванова B.C. Синергетика. Прочность и разрушение металлических материалов. Москва, Наука, 1992г.

20. Ивахненко А.Г., Зайченко Ю.П., Дмитров В.Д. Принятие решений на основе самоорганнизации. Москва, Советское радио, 1976 г.

21. Иэн Стюарт. Тайны катастрофы. Пер. с англ. Москва, Мир, 1987г.

22. Калинин А.Г. Искривление скважин. Москва, Недра, 1974г.

23. Калинин А.Г., Григорян H.A., Султанов Б.З. Бурение наклонных скважин. Москва, Недра, 1990г.

24. Каница С. П., Курдюмов С. П., Малинецкий Г. Г. Синергетика и прогнозы будущего. -М., Наука, 1997 285с.

25. Крылов В.И., Сухенко Н.И. Борьба с пошошением при бурении скважин (зарубежный опыт) . Москва, Недра, 1988г.

26. Лоскутов А.Ю., Михайлов A.C. Внедрение в синергетику. Москва, Наука, 1990г.

27. Мирзаджанзаде А.Х., Алиев Н. А., Юсифзаде X. Б. и др. Фрагменты разработки морских нефтегазовых месторождений. Баку, Елм, 1997г.

28. Мирзаджанзаде А.Х., Аметов И. М., Ковалев А. Г. Физика нефтяного и газового пласта. Москва, Недра, 1992г.

29. Мирзаджанзаде А.Х., Караев А. К., Ширинзаде С.А. Гидравлика в бурении и цементировании нефтяных и газовых скважин. Москва, Недра, 1977г.

30. Мирзаджанзаде А.Х., Сидоров H.A., Ширинзаде С.А. Анализ и проектирование показателей бурения. Москва, Недра, 1976г.

31. Мирзаджанзаде А.Х., Сулманов Ч.А. Диакоптика процессов нефтеотдачи пластов. Баку, Азербайджан, 1995г.

32. Мирзаджанзаде А.Х., Шахвердиев А. X. Динамические процессы в нефтегазодобыче (системьш анализ, диагноз, прогноз) .Москва, Наука, 1997г.

33. Мирзаджанзаде А.Х., Ширинзаде С.А. Повышение эффективности и качества бурения глубоких скважин. Москва, Недра, 1988г.

34. Мительман Б.И. Справочник по гидравлическим расчетам в бурении.

35. Москва, Гостоптехиздат, 1963г.

36. Моисеев H.H. Алгоритмы развития. Москва, Наука, 1987г.

37. Николис Г., Пригожии И. Познание сложного. Пер. с англ. Москва, Мир, 1990г.

38. Орлов A.B., Байдюк Б.В., Зарецкий B.C. и др. Методическое руководство ho определению и использованию показателей свойств горных пород в бурении РД 39-3-679-82. Москва, 1982 г.

39. Пустовойтенко И.П., Сельващук А.П. Справочник мастера по сложным буровым работам. Москва, Недра, 1983г.

40. Пришжин И. От существующего к возникающему. Москва, Наука, 1985г.

41. Саматой А.К. Прихваты колонн при бурении скважин. Москва, Недра, 1984г.

42. Сушон Л.Я., Емельянов П.В. Проектирование профилей и забойных компановок для бурения наклонных скважин в Западной Сибири. Обзорная информация. Сер бурение . Москва, ВНИИОЭНГ, 1981г. вып. 10.

43. Тим Постон, Иэн Стюарт. Теория катастроф. Пер. с англ. Москва, Мир, 1980г.

44. Тимошенко С.П. Колебания в инженерном деле. Пер. с англ. Москва, Физмамгиз, 1955г.

45. Федер Е. Фракталы. Москва, Мир, 1991г.

46. Хакен Г. Синергетика. Москва, Мир, 1988г.

47. Шерстенев Н.М., Раси-Заде Я.М., Ширинзаде С.А. Предупреждение и ликвидация осложнений в бурении. Москва, Недра, 1979г.125

48. Шенк X. Теория инженерного эксперимента. Москва, Мир, 1976г.

49. Яремийчук P.C., Смак Г.Г. Обеспечение надежности и качества стволов глубоких скважин. Москва, Недра, 1982г.

50. К. Асан, М. Сугэно. Прикладные нечеткие системы. Пер. с япон. Москва, Мир, 1993г.

51. Recommended Practice for Drill Stem Design and Operating limits (RP 7G). 13th edition, April 1, 1989.

52. T.A. Inglis. Directional drilling. London, Graham & Trotman, 1987.

53. Инструкция по борьбе с поглощениями при бурении и креплении скважин. ВНИИКРНефть, РД-39-2-684-82.

54. Инструкция по углублению скважин в фундаменте и коре выветриванния месторождения "Белый Тигр" (в условиях поглощения бурового раствора). РД СП 30-89. Вунгтау, 1989.

55. Разработка научно обоснованных режимов бурения скважин на фундамент на месторождения "Белый Тигр". Вунгтау, 1997.

56. Регламент на буровой раствор для бурения скважин на мсторождениях СП " Вьетсовпетро ". РД СП 52 96.1. СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ1. Стр.

57. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ. 2

58. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ "БЕЛЫЙ ТИГР" И "ДРАКОН" НА ШЕЛЬФЕ СРВ. 6

59. Общие сведения о районе буровых работ на нефть. 6

60. Геологическое строение и нефтеносность акватории деятельности СП "Вьетсовпетро" 912.1. Нефтяное месторождение "Белый Тигр". 912.2 Нефтяное месторождение "Дракон". 11

61. Исследование кернового материала кристаллического фундамента месторождения "Белый Тигр" 12

62. НАКЛОННО-НАПРАВЛЕННОЕ БУРЕНИЕ, ОСНОВНЫЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ БУРЕНИЯ 22

63. Конструкция, профили скважин, способы бурения, компановка низа бурильной колонны (КНБК). 22

64. Поглощения бурового раствора в кристаллическом фундаменте. 2923. баланс календарного времени бурения, основные технио-эономические показатели,объёмы буровых работв период 1992-1998 г.г. 30

65. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА БУРЕНИЯ НА МЕСТОРОЖДЕНИЯХ

66. БЕЛЫЙ ТИГР" И "ДРАКОН". 42

67. Исследование эффективности технологическогопроцесса бурения. 42

68. Анализ процесса бурения скважин методами теории катастроф. 45127

69. Фрактальный анализ процесса углубления скважин вкристаллическом фундаменте 67

70. РАЗРАБОТКА НАУЧНО ОБОСНОВАННЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА БУРЕНИЯ 74

71. Модели углубления скважины в кристаллическом фундаменте 74

72. Модели технологических параметров режима бурения.80

73. Совершенствование компоновки низабурильной колонны (КНБК).98

74. Выбор типо-размера бурового долота.100

75. ТЕХНИКО ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ.1091. ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ.118

76. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ1. ОПУБЛИКОВАНЫ.1201. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.121

77. СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ.126