автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.10, диссертация на тему:Исследование комплекса вопросов, направленных на ускорение процесса бурения глубоких скважин

оа

. ГГЛЦПОИАЛМгЛЛ КОГПСРЛШШ "УЗБЕКЛЕ^ТЕГЛЗ"

ц. госудлрстншиоклкццотагхюЕовъЕдгшглшп

$ "УЗЛГЛТЕГЛЗДОБЫЧЛ"

ДСП

Лллрапах.руконисм УДК 622.2«

РАХИМОВ Анвярхожа Акбзрходжаевнч

ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПЛЕКСА ВОПРОСОВ, НАПРАВЛЕННЫХ ПА УСКОРЕНИЕ ПРОЦЕССА БУРЕНИЯ ГЛУБОКИХ СКВАЖИН

Специальность 05.15.10 - бутике екпажни

АВТОРЕФЕРАТ

днссс;>т1 ->ии оа соискание ученой сг«пспя кандндаг.. гсхиичгсквх иауи-

ТАШКЕНТ - 1953 г.

Г*обота уыполнеш с ГЛО "Узисфгегаздобыпа''.

(Ъучны» руководитель: кандидат технических наук, доцсш Л. М. Аминов Офяхшалг.ные оппоненты: доктор технических наук Т>. Л. Стскланоа кандидат технических наук, доцгнт Д. Г. ГУрджлеа Гедущее предприятие: ГГП "Узбскнефтегазгеология".

Защита диссертации состоится " " ^ССсс _1908 г.

г часов на заседании специализированного совета К 126. 01. 01 НК "Уз-бскнефтега!" в Научно-производственном объединении "Нефтегазнаука" но адресу: г. Ташкент, ул. Т. Шевченко, 2.

С диссертацией можно ознакомиться в бчблиотеке^'УзбекНИГГИнефтегаз".

>1995 г.

Автореферат разослан " ^^^<3/?Д ]

Ученый секретарь специалишр^чаярого совета кандидат технических ииук г. I I '— Р. Д. ИУЛЛТОВ

ОПи'ая хп|),!л-1с;щ'М:к;: pa Сот

ьд^Лу u.

¡5 «Kohhciiuhi* p.mniii4 нгфптоп и lawiioií i!b.5M'.»ifi,«c;i><í>cnt республик» Узбекистан na lcW-20ü0ir.;> нссгазлеиа .".ад:!"п pe5.'\> упсличип. добычу жндюг: yr,joi'¡v¡i)HO,ióH ;i эиеспечн:'. ¿'.cutimijio iiciai'HCiiMocn. республики. Омиолпепне поставленной recuo

ciwmiiio с открытием месторождений nc'inn к тага в глуГюкоз итаюидих отложениях. Вмсоко онслнимкися iiO!t'imi:a;!i,ni.]e ресурсн злпасон нефiií н палеогенолнх и неогеног.ых отложенил»: Фергспскон гг.адппм, залегающих ил гдуоннлч 5-7¡см. Осносние ни месторождении спя;лнно о (прением глуСюгн\ скнламн h теологически осложненных усдоипх. !ч настоящему ¡'.ремеми на этой территории vvkc npcGypeiiu десяткм cht.í.xihi, однако многие из них не достиг;»! проектных горизонты» нз-за осложнений, скнзаппмх с наличием «исоко Mniit'p;u.;r¡()nj'iiii.is год, высоких иласюг.мх давлении, темпешпур и агрессивных компонентом а пласт овмх (¡i.'iioi да.х.

В этой cior.ii' исследования но разработке топологических рспюнм (чяалтрп.чноп нроподкч глубоких {-кна-.хин гсожмически осложненных уелопиях имеет .ча:*",юс научное п практическое значение.

Разработка технологи«!!.-ких решении дг.я проводки Сталин, способствующих достижению проектных тлусин и сокращению ^атр.тг на метр проходки.

Основные задачи исследонаиин.

Реи. ли:г. комплекса технологических Ruinocoi? направленных я ускорения процесса 6; рения глубоких скважин, а именно:

1. Разработка рацион тьимл KOHCipyKiüi.i сксажик с учетом гидродинамически:'' к других факторен псодолхюи"«: проводки глубоких екзажзш без осложнении.

2. Установление рашюналш.лх тапо» буропмх долит « "Mi шальмых параметров тсхножтнческнх режимо* и/рення с цсль'О ускорения проиуссо» строители гпа глубоких скважин.

3. Создание 101 1.x составов лромнпочны.х агентов на основе зарубежны : химических реш^чтоп для условии высоких температур ч давлений.

4. Разр Зотка спо-обон öopi.'u с отрицательным гдняннсм ссрокодер да nocvyiiaKi.iicro чз пласта н? спойстпа буровых pacrnopou

И тоды решения постпьЛ'Чпн.гх задач.

Задачи исследовлпня решались путем система i итаиии и одоошечия фактических материал«» бурения скча;кмн с теиот.'оьанием сонремегшх ею дон : с liria и путем ноепшовкп жен^римечкиилшл

исследований, гн&яденмсм ¡хпультатоз № практику бурения глубоких скважин в Ферганской ваадинг. Основное зан-шаемое ноложеии?

1. Новые рациональные тили конструкций скважин глубинами 5-7км обсспечявгщхцие их проводки без осложнения до целевых объектов.

2. Обоснование выбора рациональных типоз долог и технологических режимов буреки» позволяющие ускорить строительства глубоких скважни. •■: ;

3. Создание «рмо-бароустойчивых буровых растворов с высокой плэтюстъювд основе новых химических реагеи.оо.

4. Способ кейтрализацш: сероводорода поступающего при бурении из пластов с ломощыо нового нейтрализатора из отходов.

Научная новизна

1. Разработаны рациональные гипы конструкций скважин глубинами 5-7км с учесом износа обсадных колони н I аэродинамических условлй обеспечивающие их проводки до целевых торлзонтов.

2. Статистическим методом установлены рациональные типы буровых долот для конкретаых интервалов бурения скважин глубиной до 6км дающие наибольший экономический эффект. Дано уравнение позволяющие определять оптимальные значения параметров режима бурения. ; '/

3. Обоснована эффективность применения новых химических реагентов для обработки высоко утяжеленных буровых растворов в условиях высоких температур и давлений.

4. Разработан способ, нейтрализации серо водорода поступающего из пласта с помощью нового нейтрализатора из отходов промышленности цветной металлургии и установлена его эффективность.

Практическая значимость и реализация работы.

Исследования комплекса вопросов, направленных на ускорения процессов бурения глубоких скважин, в частности разработки рациональных конструкций скважин, обоснование выбора эффективных типов долот, создание нспых составов утяжел.нных буоовых растворов и способа нейтрализации сероводород^ при проводке скважин имеет большое гзроднохозяйственное значение. Использование эгого комплекса разработок будь с способствовать ускоренному и безаварийному бурению глубоких скважин, сокр -оцению цикла и затрат на строитьства скважи.. ~

В настоящее время вь~'неуказанные разработки и рекомендации 31 гора реализованы при проводке скважин глубиной 5-7 км к Ферганской межгорной впадине, где геологнчг-кне условия •■паяются нееь-ма сложными.

Полученной экономических эффект от реализации разработок к рекомендаций автора ьастояшсй работы за 1995-!997гг ерларлчет 2,1 млн.сумов.

Апробация работы.

Основные лоложашя работы докладывались я обсухдалкс». »с научных семинарах «Совершенствование технологии бурения и крепления скважин» (4-5 апреля 1996г., г.Кгршн), международных конференциях по проблемам «Механика горных пород нри бурении» (г.Грознын, 1991г.), «Промывочные рае! поры для вскрытия продуктивных пластов» (г.Тюменъ, 1996г.) на заседаниях кафечры «Бурение нефтяных к газовых скяажин» ТашГТУ им. Л.Р.Беруинй (19961997гг.., г. Ташкент), НТС ГЛО «Узиефтегагчоби'и» (1995,1996, 1997 гг.., г.Ташкент), на совмеспшх заседаниях технического совета предприятия «Мннгбулакне^ггь» и Камышинского УБР (1995,1996, 1997 гг.., Мингбулак).

Публикация работы.

Содержание диссертационной работы опубликовано в научно-технических журтлах, сборниках трудои инстигутов, сборниках доклгдоп наушых конференций и семинаров.

Объем работы.

Диссертационная раба.л состоит из введения, пяти глав, выводов и рекомендации .список литератур, а также из нриложен.чН.

„ Объем диссертации //.рисунков, А£.пСт\ц. оиблиография мз/лнаимеповании. Кроме этого имеете? приложение к, аботс чзХ/тс.

Глав.. 1. Сое эяине бурения глубоких скважин л Фергьлской впадине

Геологические условия бурения глубоких скважин г Фсрганской доли"е, особенно в ее центральной н сег^риоп частях, являются весьма сложными. Во-нервы;, большие глубины зллеганмя целевых нефтеносных >б. .легов (550С /000м); во-вторых, в разрезах имехнея высокоминср лнзопанные н пмсоконапорпис подоноенп пласты с коэффициентом аномальности давления 1,8-2,1; ч-трстьих, ^стое'.чипто: зоны лпастрофнч скою поик тения нромыпочиой ¡хндко-п и при небольших величинах ^.-прссин на д^ает; в-четвепых. имеются ш(ТС1 .• лм, подверженные к о'чмлу и осыцзг.ию горных ««род; п-гчгых. при искрытни палеоген».отложений наблюдасгся поступление сероводорода и бурокой раствор; а-тссгых. аыо«'-:ис шасьшыс температ ры.. нлнпио н- 180-?СО"С.

Поиск к разведка нефглжлх 1: газовых залежей на больших глубинах начато в этом регионе !■ 30-с годы. Пробурено 70 глубоких скважин, из них на глубину 5-5,5 км - 25 скважин, на глубину 5,5-6 км -12 скважин и свыше 6 км - I скважина.

Прополка скважин на глубокие горизонты осуществлялась медленно, со сложным» авариями. Многие из этих скважин из-за отсутствия современной технологии и опыта бурения не достигли проектных глубин по геологическим или техническим причинам.

Нами проведен сравнительный анализ уровней технико-экономических показателей бурения и Узбекистане и зарубежною опыта. В США коммерческая скорость бурения глубоких скважин составляет 2500-4000 м/ст. месяц. а в Узбекистане - 150-300; проходка на одно долото соответственно 176-320 метров и 15-20.

В структуре баланса времени бурения .из-за ниткой стойкости долот механическое бурение занимает всего 15-25%, остальное время затрачивается на сиуско-подьемные операции, вспомогательные работы.

Мы считаем, что наиболее рациональным путем интенсификации буровых работ должны быть изучение и внедрение передовой зарубежной техники п технологии, повышение квалификации кадров.

Анализируя ТЭП бурения глубоких скважин в Ферганской впадине автором установлено, что с глубины 3,5 км показатели бурения резко ухудшаются из-за несоответствия технологии к условиям проходимых геологических разрезов площадей. Применяемые долота, выпускаемые заводами бывшего СССР, ныне Российской Федерации типа С, МГВЦ, ТЦВ, СГВ, СТ, СГ11У, и другие, имеют малую стойкость (12-15 часов) и проходку на долото (8-1 -4м). На бурение одной скважины глубиной 5)00-5600 м расход долот разных типов и размеров составляет 300-500 шт. Естественно, при таких показателях спуско-лодьемныс операции, в балансе использования календарного времени составили не менее 40-45% от производительного времени, а механическое бурение не более 20-25%. Из-за неимения качественных термостойких, солестойких химическ IX реагенте а, утяжелителя раствопа проводка скважины осложнялась, происходили аварии.

Так на бурение скважины № 3 Ташбулак (забой 6006м) израсходовано 454 шг. долог; скважины Л1> 1 К"ар«чдевсна (забой 5500м) - 431шт. долот, средняя проходка на долого 12,7м; скважины №1 Караджича (забой 5404 м) - 351 шт. долог, средняя скорость механического бурения и проходка па о/шо долото составили, соответственно, 0,5 м/час и 15.4м; скважины Л1' 5 Ташбулак (забой 52оОм) - 616 шт. долот, средняя проходка на одно долого 8.6м и мсханичи:ь;:л скорость 0,93 м/час.

Гпата2. Обосчопаиие выбора рациональных конструкции сквпжины глубиной более 5000м

Одной из основных задач и глубоком Gypcnim яьляется тщательный учет всех факторов при выборе шцболсе рациональной конструкции скважины: В 60-е годы во многих районах СНГ при выборе конструкции скважины наблюдалась тенденция сс облегчения, которая достигалась спуском обсадных колонн при минимальных кольнеаых зазорах между обсадными трубами и стенками скважины. Такой подход к выбору конструкции скважнны оправдывает себя при бурении эксплуатационных скважин глубиной до 3000 метров и относительно несложных геолого-технических условиях.

Хотя уменьшение зазоров приводит к облегчению веса колонны, экономии м ei алла и удешевлению стоимости скважины, но главной 'полыо является качественная сс проводка до проектной глубины. Нередко такая экономия приводит к осложнениям и авариям в скважине. При бурении таких скважин можно встретиться со множеством проблем, которые могуг быть святим с отсутствием высокопрочных подъемных u бурильных труб малого диаметра; недостаточной гидравлической мощностью буровых насосов. В условиях малых кольцевых зазоров н проходных ссчсннй бурильных труб расход промывочной жидкости при бурении может составлять 6,5-10 л/сек, что не обеспечивает очистку забоя и ствола от ишама. При малых кольцевых зазорах всегда имеется опасность недохождения колони до намеченной глубины из-за образования толстой глинисто-баритовой корки на стенках скважины против проницаемых интервалов. В итоге снижаются технико-экономические показатели б>рсчшя из-за резкого увеличения затрат времени на непроизводительные работы.

Практика использования облегченной конструкции скважины имела место и на нлошадях Ферганской впадины. Гак на скважине № 21> Ташбулак при спуске эксплуатационная колонна 168* 139,7мм встала, не доходя до забоя на глубине 5217м. Скважина №3 Ташбулак также ликвидирован" и ta неправильного выбора конструкции Последняя техническая колонна («хвостовик») была диаметром 1бЯмм. Из-под «хвостовика» ствол скважины пробурен долотом |ЗЧ,7мм и спущена колонн:1 168*140*114мм. [гетсетпенно, при таком зазоре качественном цементного кольца быть не может.

IIa основании исследокшия опыта бурения скважин в livsapi*-Хивинской нефтегазоносной области, « которых бурение заканчиваемся долотом I'Юмм и сп)скс)м ЫОчм обсадной ko.icii.ii.i I tccmoip» на

пыс-ску/* аномальность нласгш;.!* доалекнй' качества разобщения пластов хорошее. Опираясь на этег опыт считаем, что толщина цементного кольца протие ¡»ластов должна быть не менее 18-25мм, как э: о рокомсядз'сгся я справочниках го бурению скважин.

При выборе конструкции екзажпны необходимо исходить не только »л геологического разреза, намчтя пластов, их давлении, но и из соображения надежности, сохранности обсадных труб.

При больных спуско-подъсмпых операциях нзнос обсадных колонн может привести к нарушению ее целостности, а это ь свою очередь прагодег к ликвидации гашении. Поэте лу при определении длины открытой части ствола скважины необходимо учнтызать продолжительно«'ть бурения и количества епуско-подьсмных операции.

Вытсниюжешшс соображения, результаты анализа опыта бурения гчуОоких скважин о различных районах СИГ н Уз^кистана, а также расчеты, били положены в основу выбора кснструтпэш скважин, рекомендуемых для площадей центральной Ферганы

Обсадная колонна Глубина екпа.кины

5300-5500 ^000-6500 6500-7000

Нанравлечнз 530x50 530x50 530x50

Кондуктор 42ох600 426x600 426x600

1 -я промежуточная колонна 299x4900 2^x4000 340x4000

2-я промежуточная колон та 219х(3900-520и) 245x5200 273x5200

3-я промежуточная КО.'ЮПИЗ - 1У4*{5100-38(10) 219х(5100-6000)

Эксплуатационная колонна ¡63/140x5500 168/140/127x6300 168,'140/127x7000

Преллагазяис конструкции екважнн пезполяют применять бурята шх труб диаметром 114 и 127мм, что лгут значительное снижение гидраслическнх потерь, улучшение промывки забоя н снижение опасности азарни (прихвата, слома груб). В случае аварии, облегчается сё ликвидации из-за достаточною зазора кольнсрого пространства и прочности бурильной колонны. Предложении!. на\ч1 конструкции екг жин -трименепы для скважин глубиной 5300м я 6300\; в «Рсрганской долине и бурение их осуществляется успешно.

Я

Глава 3. Исследование работ! л различных лона г, использованных при бурении скважин глуби»:ой свыше 4500м

15 этом главе автор, анализируя статистические данные полученные в процессе бурения глубоких скважин, обосновывает выбор типов долог для конкретных интервалов.

Известно, чго одним из главных вопросов ускорения процесса бурения скважин является выбор рациональных типов, размеров додст и режимов бурения, соответствующих физико-химическим свойствам проходимых горных пород. Многообразие конструкций шарошечных долот, неоднородность пород н разнообразие условий проводки скважин затрудняют выбор эффективных типов долот.

По этой причине была выбрана гамма различных типов импортных и российских долот для определения наилучших средл них и проводилась их отработка о глубоких скважинах Ферганской впадины.

Отработка и выбор типа долот производились чо существующей методике.

Обобщающим критерием оценки эффективности работы шарошечных долот по указанной методике приняты рейсовая скорость проходки и эксплуатационные затраты 1м проходки.

В работе приводятся результаты отработки более 800 долог российского и зарубежного производства.

Огмсчаегсн, что основной причиной низких технико-экономических показателей бурения глубоких еквакна является малая стойкость опоры вооружения шарошек Российских долот по сравнению с долотами американских, японских и европейских фирм. Стойкость долот этих фирм в 5-7 раз выше, чем долот Российских заводов, даже изготовленных по лицензии зарубежных фирм.

В настоящее время больших изменений п конструкции и качестве изготовления долот на Российских заводах ожидать не приходится. К тому же цены на эти долота приближаются к мировым. В этой ситуации выгодно покупать долота у зарубежных фирм. Это требует серьезного по од 'к выбору долот, чтобы они соответствоаати нашим геологическим разрезам.

/(ля выявления наилучших среди импортных долог предложены для отработки вдлоп» различных типов. Использовались трехшарошечные с фрезерованными и вставными зубами, а также алмазные

Для проведения анализа результатов отработки долот геологический разрез был разбит на интервалы по 500 м, поскольку разбивка по стратиграфическим лачкам невозможна.

3 интервале 1500-2500м проходка на одно долото 393,7 К-20 япо.чского производства составила 220-500 м. Долото на забое работало более 150 часов и состояние опор" н вооружения его были в удовлетворительном состоянии. Неплохие результаты показали американские долота 393,7 АТМ-22,F-15, японские долота 393,7 К-40 по сравнению с российскими.

В интервале 1500-2500м лучшие результат были у долот 393,7 К-40 (Япония), ниже 2500м до 3800-3900.« - у долот 393,7 F-15 фирмы «Смит».

Сравнительный анализ позволил . заключить, что для рассмотренных интервалов рациональными типами долот являются:

2000-2500м - К-20; 250и-3000м - MAX GT-20; 3000-3500м -F-15; 3500-390Эм -F-2.

Вместе с тем, в диссертационной работе отмечается, что во всех интервалах бурения до ыубшш 4000м скорость механическог о бурения у российских долот в i ,3-2.7 раза выше японских и американских долот. Но из-за высокой долговечности и большей проходки на долото рейсовая скорость импорпшх долот выше в 1,5-1,7 раз.

В интервале буренич 4000-5300м испытывали долота американского, японского и российского производства, а тгкже алмазные долота, изготовленные в Китае. Использовались долота типа ATJ-22, ATJ-33, ATJ-44, FDS, F-15 (США), К-20, К-30 (Япония) н П-57 (Россия) двух размеров 215,9 и 269,9мм.

Испытания показали, что американские н японские долота более производительные, чем долота российских заводов, за счет усиленных опор и применения б"лее стойких зубков.

Интервал 5300-5 SOOm сложен из неогеновых отложений (глинисто-песчаных, сильно уплотненных пород). Применялись долота диаметром 165,1мм типа АТМ-22 и F-15. Испытания показали скорость механического бурения у долот АТМ-22 0,6-".,0 м/час, а у доло г F-15 -0,54-0,56 иь-'чгс и проходка на долото на 10-15% меньше по сравнению с АТМ-22. Для бурения интервала 53OO-5SO0M было рекомендовано долото 165,1 АТМ-22.

Бурение интергала 5800-6100м производилось в том же режиме долотом 165,1 АТМ-22. В этом интервале скорость проколки был;: выше, чем в верхних интервалах. Показшслн долот 165,1 АТМ-22 г, -иом интервале в 2-3 раза выше долот 140 ТПК, выпущенных »а^дачи бывшего СССР. Бурение шперпалл 5SOO-6IOOm нам» рекомс;.''-..>г.;'ло производить долотом 165,1 АТМ-22 фирмы «Вей'ар Хь;оз Т\*.ч>.

Однако скорости механического бурения, которые были получены с использованием американских и японских долот, на могли нас удовлетворить. С целью изыскания путей дальнейшего повышения показателей работ трсхшарошсчных долот были прмеденн теоретические н экспериментальные исследования.

Были проведены серии экспериментальных исследований функций Ut=f(Pt) и VJt=f(n,) при бурении скважин №№ 6 и 11 на площади Ташбулак.

Обработка математическим методом данных, полученных о ходе эксперимента, дала возможность получить регрессионное уравнение для определения оптимальных величин параметров технологических режимов бурения (при Q = const)

0М-0,0578+0,10622Р-0,0023317Р2, (1)

U„M),638-И),03647п-0,000193п2, (2)

где, U* - скорость механического бурения, м/ч; Р - осевая нагрузка на долото, т; п - частота вращения долота, об/.чин.

Уравнения (1) и (2) показывают, что при неизменном расходе жидкости, скорость проходки с увеличением одного из параметров Р или п возрастает до определенного значения, потом падает.

Полученные уравнения (I) и (2) позволяют определить при каких значениях Р или п достигается максимальная скорость механического бурения 1)„.

Существенного эффекта очистки забоя от шлама можно добиться устанавливая на долото насадки разных диаметров, что создает асимметричную нромыику в забойной зоне. Проведенные нами теоретические и лабораторные исследования показывают, что изменение расстояния от конца насадок до поверхности забоя и .их диаметров оказывает большое влияние на очистку забоя от шлама нежели общий расход потока жидкости. Экспериментальные исследования э<|>фекта асимметричного потока и приближения насадок к забою, проведенные на скважинах №4 (Посточный Бузахур), №15 (Гандырча), J&3 (Западный Яккасарай) п-ч-аз- тн, что проходка на долото по сравнению с обычной промывкой повышается на 20%, скорость механического бурения • на 25. Указанные технологические мероприятия не требуюг сущестненной рскопстоукции; переделки оборудования, инструментов и капитальных вложений. В связи с этим их следует счипгп. новыми резервами повышения технико-экономических показателей бурения.

В работе обосновывается целесообразность применения алмазных долог ниже глубины 3 тыс.V;.Ото приводит к ускорению бурения

а

интервала 3-5 км >ia 30-35 суток по сравнению с шарошечными долотами.

По рекомендации специалистов фирмы «Бсйкср Хьюз» «Смит Интернэшнл» был и испытаны алмазные долота R-437, R-423, М-32, М-?4 диаметром 311,2мм; 269,9мм; 2 i 5,9мм и 165,J мм.

В работе отмечается, что на глубинах ниже 3 тыс.м скорость механическою бурения алмазными и трехшарошечными долотами близки ho величине даже при использовании импортных долот с высоком лрокзвод.'ггемыюетыо. Вместо с тем рейсовая скорость при буренки ¡шмазными долотами выше относительно шарошечных долог для диаметра 311,2мм почти в 2 раза; 215,0мм - на 50-75%; 165.1 мм - на 15%. По нашей рекомендации производится закуп наилучших типов долот для бурения скважин глубиной 5-6км. .

Применение трехшарошечных и алмазных долот, выпускаемых зарубежными фирмами (Бейкер Хыоз, Смит н др.), позволит ускорить строительство глубоких скважин.

Глава 4. Исследование влияния состава и свойств проммвочн: « жидкостей на успешность проводки скважины.

Успешная проводка глубоких скважин во многом зависит ог состава и свойства бурового раствора скважины. Стоимость промывочных агентов составляет 25-30% от общих затрат на бурение. Разработка рациональных составов промывочных жидкостей для конхретных районов является актуальной задачей.

Изучением свойств буровых растворов, разработкой новых составов,, химически: реагентов занимались многие исследователи, в числе которых заметное место занимают В.С.Баранов, А.И.Булатов, В. Д.Городнов, В.И.Рябченко, У.Д.Мамаджанов, М.К.Турапов, А.М.Амипов, Р.Пулатов, А.Курбанов и другие.

В работе приведен большой обзор опыта применения различных составов промывочных жидкостей и химических реагентов в различных условиях бурения в районах Узбекистана и других странах.

Однако при бурении скважин глубиной более 5км. где температура забоя достигает 150-180 °С, традиционно применяемыми реагентами поддержива-ь технологические свойства буровых растворов в необходимых пределах становится затруднительным. Их действие становится кратковременным, вследствие этого ipcoverai большой расход реагентов.

si:

В связи с указанными трудностячм в регулировании спойств раствора в скважине памп били проведены ряд лабораторных исследований. Изучены свойства новых зарубежных реагентов MIL-TEMP и ХР-20. Эти реагенты оказались очень эффективными дтя обрабо1кн буровых растворов, особенно для снижения водоотдачи и CMC в условиях высоких температур (200 °С). Добавка 0,2% MIL-TEMP в буровой раствор снизила его водоотдачу с 19 см3/ЗОмнп до 10. Новый реагент ХР-20 фирмы M-I drilling Fluids также эффективно снижает водоотдачу раствора при этом образовывает тонкую плотную корку. Реагент ХР-20 эффективно снижает реологическую характеристику буровых растворов. После изучения свойства указанных peareirroe в лабораторных условиях эксперимент был перенесен на скважину. Проведенные испытания реагентов MIL-TEMP и ХР-20 на скважинах №№ 2Б, 6 и S площади Ташбулак, также подтвердили их эффективность для обработки высокоутяжсленных рпствороп. При вводе в циркулирующий раствор рса.ента ХР-20 (20% водный раствор) давление на насосе снизилась на 35%, что даю возможность увеличить его производительность с 15л/с до 20. Па скважине №2Б пл.Ташбулак при забое более 5000м буровой раствор обрабатывался реагентом MIL-ТПМР. Ввод его в количестве 0,3% в сухом виде в буровой раствор снизил вязкость со 125 сек до 60 и СНС с 95/175 дПа до 35/70. Эта показатели существенно не изменились в течении длительного периода. Примечательно то, что каротажные приборы доходили до забоя беспрепятственно.

На практике часто случается, что несмотря на самую низкую водоотдачу бурового раствора появляются посади» и затяжки бурильной колонны при спуско-подьемных операциях. Посте многократной проработки ствола скважины не проходят геофизические приборы. Исследователями У.Д.Мамаджановкм, В.Ф.Роджерсом и другими показано, что водоотдача, измеряемая в статистических условиях, не отражает процесс, происходящий в скважине. На забое скважины водоотдача гораздо выше, вследствие угого формируется глинистая корка значительной толщины, которая оказывает препятствие движению бурильного инструмента, геофизических приборов. Во-первых, необходимо на практике внедрить понятие и приборы, определяющие динамическую водоотдачу; во-гггорых, при обработке растворов, выборе реагентов необходимо добиваться образования плотной и топкой корки. При обработке раствора реагентом ХР-20 образовывается тонкая и плотная unit Тая корка, которая резко уменьшает дальнейшую фильтрацию ьо/'.si из раствора в пласт, а следовательно рост толщины глнппегоч корки.

Применение указанных реагентов поз пол 11.10 сократить частоту обработки растворов, достичь удовлетворительных технологических показателей раствора и снизить гидравлическое сопротивление в циркуляционном системе. Экономический эффект от применения этих реагентов по 2 скважинам составил 1209962 сумоь.

Глава 5. Бурение скважин в условиях сероводородной агрессии.

В этой главе рассматривается .вопрос бурения скважин при поступлении сероводорода из пласта и способы нейтрализации его отрицательного влияния на буровой раствор, бурильную колонну и обсадные трубы.

Карбонатные отложения палеогена в пределах Узбекистана являются сероводородосодержащими. Сероводород вызывает интенсивную коррозию и охрупчиванис металла, а также, коагуляцию бурового раствора вследствие понижения водородного показателя рН до 5-6. Это объясняется тем, что H2S при растворении в воде диссоциирует и образует слабую кислоту

IbSjl 2Н* + S2' (5.1)

.Взаимодействие IljS с буровым раствором может привести к его сгущению до состояния пасты, что является одной из причин прихват* н затяжки бурильной колонны.

При бурении скважины №6 пл. Ташбулак в буровом растворе содержание сульфидов дошло до 80мг в одном литре раствора. Во избежание экологической катастрофы, аварии в скважине необходимо было срочно нейтрализовать H2S.

Известно, что нейтрализаторами сероводорода являются карбонаты меди и цинка, оксиды железо (ЖС-7), Т-66 и другие. Эти нейтрализаторы II2S необходимо закупать в РФ и за рубежом за инг лоту. Автору настоящей работы удалось изыскать нейтрализатор из матсри&юв, имеющихся в Узбекистане. Таким материалом оказался шлаковый отход промышленности цветной металлургии. Лабораторным исс.тсдоелнисм нами была установлена пригодность этого шлака для нсЬ.рализанни 1I2S. Этот новый нейтрализатор сероводорода (НСВ) был иены ган на скважине Ташбулак в интервале бурсчия 5700-5'ЛЮм IICU -годится в порошкообразном виде из расчета 20кг на I м1 или К)к< на 1м проходки. Введение IICI3 и буровой/ раствор обеспечил шкетаиовлеше сю утраченных сноисти. С и^чопию были

пробурены четыре глубокие скважины в Ферганской впадине. 13 настоящее время организовано промышленное пронзгодство НСВ и широко рекомендуется как эффективный нейтрализатор сероводорода для бурения глубоких скважин. Экономический эффект от иснользО|)ания ПСГ! за 1996-1997гг. по одной скважине составил §38736 сумов.

Общие выводы н рекомендации

1. Научно обоснована длина открытого ствола из-под башмака предыдущей колонны с позиции гидродинамических явлений л устойчивости стенок скважины и разработаны новые конструкции скважин на глубину 5300 - 7000м, обеспечивающие успешную проводку их до проектной глубины.

2. На основе интервального анализа отработки различных типов долот обосновано применение долот зарубежных производителей. Установлено, что применение алмазных долот экономически эффективно с глубины бурения 2800-3000 м; для интгрсала бурения 3000-5000м рекомендуется трехТиарошечные долота типа АТМ-22 (фирма Бейкер Хьадз Гул), и Р-15 (фирма «Смит Интернэшнл»); интервалу бурения 5800-6100м лучше соответствует долото тапа АТМ-22 ,Г-2.

3. Исследование»» функции 1>е = Г(Р,) н 1>| Г(о») получено уравнение для оптимизации параметроз речей на бурения «' н я. При неизменном расходе жидкости скорость механического бурения с увеличением одного из пграметров Р и п возрастает до определенного значения, затем падает.

4. Установлено преимуществ алмазимх долот перед трехшарошечиыми при бурении глубокозалегающих интервалов. Согфащаются спуско-подьсмные операции, уменьшается риск связанный с поломками бурильной колонны и долота.

5. Доказано, что применение гидромониторных долот с аспммефпчпыми ьасадкамн способствует лучшей очистке забоя от пыбупеиных пород и, как следствие, повышению скорости бурения.

6. На основе лабораторных и промысловых исследований установлено, что обработка буровых растворов реагентами М1Ь-ТПМР, ХР-20 предо!вращает диспергацию л пептнзаиию выбуренных I шшистмх .;п!!ц а также сохраняет нормальные реологические свойства бурового рзегчора. тем елг.ым способствует уменьшению I ¡1.1рапл:."сск!|\юи!,01ив.'г1'н:1.

¿Г

7. Разработан нейтрализатор сероводорода н исследовано его влияние на свойства буровых растворов. Новый нейтрализатор H2S применен при бурении глубоких скиажин и доказана его высокая эффективность против сероводородной агрессии.

Реализация разработок и рекомендаций настоящей работы способствуют успешной проводке глубоких скважин, повышению эффективности и качества буровых работ. К настоящему времени пробурено несколько скважин (Ха№4, 6, 7, 8, 11) на площади Ташбулак н? глубину 6100-6330м.

Основные положения диссертационной работы опубликованы а следующих работах:

1 .Повышение показателей долот с измененной системой промывки на объектах ПГО "Узбскнефтсгазгеология".- г.Грозный, Грозненский нефтяной институт, 1991г. (соавт. Газиев С.С., Махмудов С.З., Аминов А.Р.)

2,Огработка гидромониторных долот с измененной системой промывки. - Узбекский журнал. "Проблемы механики". Ташкент, «Фан», АНРУ, 1992г.,№ 3-4. (соавт. Газиев С.С., Махмудов С.З.).

3.Разработка полимер - битумной композиции дня изоляции зон уходов бурового раствора. - г. , Грозный, Грозненский нефтяной институт, 1992г. (соавт. Амонов О.С., Лыков Е.А., Болотина Е.И.).

4.Вопросы оценки экономической эффективности использования производственных фондов при бурении. - Сб. трудов «УзбекНИПИнсфтегаз», Ич., Ташкент, 1994г. (соавт. Карпов B.C., Закиров A.A., Алимджанов Н.Х.)

5.0ценка влияния инфляционных процессов на стоимость в бурении скважин. - Сб. Трудов «УзбскНИПИнефтсгаз», Пч., ГашксНт,!994г. (соавт. Закиров A.A., Карпов B.C., Шгчшинская Л.И.. Кострнна С.М., Алимджанов 11.Х.).

6. Повышение эффективности бурения и крепления скважины на Ташбулакском месторождении за счет выбора оптимальной их конструкции. - ПФМТИ Госкомпауки и техники. Экспресс -информация, Ташкент, 1996г.

7. Борьба с сер».водородной aipecciicn при бурении скважин. -ГФ1ГГИ Госкомпауки и техники. Экспресс - информация. Ташкент, 1996г..

8. О состоянии «полоши проводки и путях повышения скорости бурения скиажин. - Сб.докладов научною семинара. Ташкент, 1996г. (соавт I Iy.iaioB Р.Д., Какшходжаен А., Ахмедов I!I.A., Карпов B.C.).

9. Состояние креплснга ckf.ukish н путч noBuuieiniit его качеств:». -Сб. Докладов научного семинара, Ташкент, 1996г. (court. Мамаджанов

УД). ■

10. Пути совершенствования конструкции и технологии цементирования скпа;::ии. - Сб. докладов научного семинара. Ташкент, '1996г. (соавт. Екшнбаров B.C.).

П. Спуск и крепление 11" обсадной колонны на скважине I'll месторождения Ташбулак. - Сб. Докладов научного семинара. Ташкент, 1996г. (соавт. Мансуров М., Курбапоз Л.Н.).

12. Совершенствование системы управления в бурении сквзчаш нг нефть и газ. - Сб. Трудов «УзбекПИПИцефтегаз», Ташкент, 1996г. (соавт. Кзрпоп B.C., Закпроз Л.А., Соатоп Э.А., Колотасва Н.П. Карпов И.В., АрнфудинаН.Ц.)

13. К вопросу оценхи стоимости эксплуатации буровой установки я условиях формирования рыночных отношений. - Сб. Трудоз «УзбекПИППнсфтсгаз», Тлг::кшт, 1996г. (соаат. Карпов B.C., Закнроп А.А., Соатоп Э.А.)

14. Опыт применения буровых растворов с добавками ингнбгтороп в неустойчивых глинистых отлокгшмх чсстьрокздсиия Мингбулак. -Сб. Трудов «УзбехШПТИиофтгаз», Ташкент, 199'г. (соавт. Галямоя P.M., Курбаиов Л.Н.).

15. Технология ne-ienniporainu обеадиих колонн п один прием с применением осреднигелыюй ёмкости па скважинах месторождения Мннгбулзк. - CG. Трудоз «УзбекНИПИнефтегаз», Ташхепт, 1994.-.

• (созвт. Курбанов А.Н., Столяров И.О.)

16. Опыт нрн'.'енспнт разлитых наполнителей дал ликвидации поглощений на месторождении Мннбуяак. - Со. Трудоз «У?.бек111(ПИ «сфпс»■ху.>, Ташггит, 1991г. (ссазт. Курбансз А.Н., Столяров И.В., Гал.чноп P.M.)

17. Опыт применения утзжелгпния буровых рзстаороз с использованием зарубежных химических ргагептш на местсрожденш! МингСулак. - Сб. Трудов «Уз&екНИПИпефтегаз», Ташкент, 1994г. (соавг. Гатямов P.M., Клрбапов А.11.)

18. Об использовании нового Реагента - разжшхителл ФХЛ-1 при бурении емшшп на площадях Г'АО «Узнефтегаздобыча». - Сб. докладов научного семинара. Ташкент, 1996г. (соавт. Галямов P.M., Курбанов А.11., Максимов Т.К., Алиакбсрова В.Р.).

Соискатель \) Рахимов А.А.

МЛЗМУННОМЛ

Рахимов Анпархужа Лкбархужаепич

«Чукур кудутларнн пармалаш жароснларшш гезлатиш масалаларига донр тадкикот излаииш»

Ушбу диссертация ишида чукур кудукларни пармалаш жаробиларими тсзлатиш йуллари тадкикот кшпшган. (¡умда кудукларни сифатли мустахкамлаш, пармалашда кандай ускуналар (долото) шалатилса жаросп тсзлашиши мумкни дегаи масалалар хат этилган. Шунингдек муалиф тадкикот йули бшкш аииклаган буру г коришмалариии, кимисвий моддалпршш хоссалари урганилиб чикилган.

Ечилгаи масалалар ва тавсиялар Узбеки от он нсфт ва газ сапоатига тадбиг килиш йудлари курсатилган.

/я