автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.10, диссертация на тему:Научные и методические основы разработки и реализации технологии проводки скважин с депрессией на пласт в глубоком бурении

РГ6 од

НПО "ЕГСЕНИЕ"

Всероссийский научно-исследовательский и проектный институт по креплении с к зажин и буровым расгаорам

(ВВДИКР&ефть)

На правах рукописи

1ЕРАСБКИН Вадим Георгиевич

УЖ 622.241.83

НДУЧЕЫВ И МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ И ШЛИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИИ ПРОВОДКИ СКВАШН С ДШЕССИЕЙ НА ПЛАСТ В ТИШШ

Специальность - 05.15.10 -Бурение нефтяных; и газовых скважгн

АВТ0ЮН2РАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Краснодар - 1994

Диссертационная работа выполнена ео Всероссийской научно-исследовательском и проектном институте по крепленая) скваяан и буровым растворам (БШИКРнефть)

ОФЩЬШШЕ ОШОНШТЫ: доктор технических наук,

профессор А.И.Пеньков доктор технических наук,

профессор Ю.М.Проселков

доктор технических наук А.Т.Кошелев

Ведущая организация - производственное объединение

"Сахалинморнефтегаз"

Защита состоится ЦК

1994 года в 10 часов на засё-

данж специализированного совета Д 104.04.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора технических наук при Всероссийском научно-исследовательском и проектном институте по креплению сквакин и буровым растворам (ВИШКРнефть) НПО "Бурение" по адресу: 350624, г.Краснодар, ул..лира, 34

С диссертацией мояно ознакомиться в библиотеке ВНуШР-нефтаг - НПО"Бурение" (Краснодар, Мира,34).

а -11« О У

Автореферат разослан " и У 1994 г.

Учений секретарь специализированного совета .--Л. И. Рябова

ОЩАЯ ХДЕЛКТЕШЗ ТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. На современном этапе развитая нефтега-юдобываэдей промышленности особое значение приобретает задача по-юка, выявления я реализации резервов повышения технико-экономичес-апс показателей в бурении.

Это приобретает особо ванное значение при бурении глубоких ¡Квашин, стоимость строительства которых в настоящее время очень вешка, а продолнительность цикла строительства более 1,5-2 лет, пос-сольку з будущем разведка и разработка месторождений утлеводородно-.-о сырья связана о бурением глубоких скваяпн. (Перспективность этого направления подтверждена открытием в последнее вреда крупных месторождений в Прикаспийской низменности, на шельфах Баренцева моря, эстрова Сахалин а др.).

Эта задача актуальна а для шных регионов глубокого бурения (ПО "Грознефть", "Краснодарнефтегаз", "Кубаньгазпром", "Азнефть", "Дагаефгь", "Ставропольнефтегаз" и др..), являющихся районами бурения глубоких скважин в наиболее сложных геолого-техническюс условиях.

Вэшить эту. проблему- зозмошо на основе технического перевоору-аения отрасли (создание новых буровых установок,оборудования и инструмента),а также путем разработки принципиально новых,пе имевших аналогов в мировой практике технологий проводки скваяин применительно к стандартному отечественному оборудованию. Следует тлеть ввиду, что технически перевооружить отрасль - очень дорогостоящий,трудонм- . кий и достаточно долгий путь,поэтому приоритет,очевидно, должен быть отдан её технологическому перевооружению.

Одним из путей повышения технико-экономических показателей в глубоком бурении является разработка л внедрение технологии бурения в области изменяющегося и регулируемого дайфаренцзального давления йР в области положительных,равновесных и отрицательных его значений.

3

X настоящему времени в отечественной практике бурения и за рубежом накоплен некоторый опыт бурения при положительных и равновесных значениях ¿.Р, в то время как в области отрицательных дифференциальных давлений объем проведенных теоретических и практических исследований невелик, а имеющиеся результаты носят отрывочный и зачастую противоречивый характер. Однако все они свидетельствуют о том, что игленно .при бурении с депрессией на пласт показатели работы долот (механическая скорость .и проходка на долото) могут возрасти кратно (в два и более раз) при одновременном снижении стоимости буровых работ.

Цри разработке технологии бурения в области отрицательных невозможно обойтись без разумного компромисса при выборе плотности бурового раствора, величина которой с одной стороны способствовала бы достижению максимально возможных показателей работы долот и снижению затрат на метр проходки в результате сокращения количества рейсов, баритового утяжелителя и химических реагентов, а с другой -обеспечивала бы сохранение устойчивости стенок ствола скважины на весь период бурения и крепления интервала (скважины).

Это может быть достигнуто в результате решения оптимизационной задачи по стоимостному критерию - минимуме стоимости метра проходки в условиях имеющихся ограничений геолого-технического характера.При этом для получения достоверных и реализуемых на практике решений необходимо, чтобы основные составляющие целевой функции (стоимости метра проходки) - механическая скорость проходки и часовая стойкостз долот, а также время устойчивости стенок скважины были бы выражены обобщенными зависимостями•адекватными условиям бурениями не требовали бы адаптации опытных коэффициентов при изменении условий бурения, как это имеет место при попытках оптимизации с использованием эмпирических уравнений.

Таким образом, з соответствии с современными требованиями широ-ого распространения научно-технического прогресса возникает необ-одямость решения актуальной народно-хозяйственной проблемы - повышено эффективности бурового процесса при одновременном удешевлении уровых работ с использованием стандартного отечественного бурового >борудованая а инструмента на основе научно-технического обобщения I разработка принципиально новых технологий проводки скважин с деятелей на пласт при учете технико-технологических и горно-геологя-гескиг условий: бурения.

Это и определило цель и задачи исследования.

Цель работы - кратное повышение эффективности технологического процесса проводки глубоких скважин црн одновременном удешевлении стоимости буровых работ с использованием стандартного отечественного бурового оборудования и инструмента на основе научно-теоретического обобщения, разработки и совершенствования прикладных расчетов гидромеханических процессов, происходящих на забое и в стволе буря-цейся скваяины, формирования на этой основе оптимизационной задачи по минимизации затрат на бурение и решения её при комплексном учете гошо-геологических и технико-технологических условий бурения.

Основные задачи работа. I. Обобщение и разработка методических основ оптимизации процесса бурения скваяины по стоимостному критерию на математических моделях,отражающих физическую сущность гидромеханических процессов,происходящих на забое и в стволе бурящейся сквакинк при изменяющемся дифференциальном давлении в области полокительных, равновесных и отрицательных его значений.

2. Кизработка, планирование и проведение многочисленных промысловых планируемых экспериментов с целью решения задач .1 3, 4 и 5.

3. Исследование совместного влияния на механическую скорость проходки параметров режима бурения, промывки и дифференциального

давления в области положительных.равновесных и отрицательных дифференциальных давлений на основе анализа и обработки данных проведенных многочисленных промысловых планируемых экспериментов в интервале глубин от 0 до 5500 м при изменении осевой нагрузки на долото от 10000 до 30000 Н,частоты вращения долота от 0,5 до 3 с"*,расхода 6j рового раствора от 0,005 до 0,08 mVc и дифференциального давления от -6,0 до -»13,0 Ша. йзработка обобщенной модели процесса углубле ния.

4. Промысловые и теоретические исследования совместного влияни на часовую стойкость опор долота TQ режимных параметров бурения (ос вая нагрузка на долото, частота вращения долота) и прочностных свой ств горной порода; теоретические и промысловые исследования по выяэ лению влияния на Т0 дифференциального давления, йзработка обобщенных моделей часовой стойкости опор долота. Теоретические и промысла вые исследования по установлении обобщенной зависимости оптимальное времени пребывания долота на забое при опережающей сработке вооружения.

5. Промысловые и теоретические исследования совместного влияния на время устойчивого состояния стенок ствола скважины Ту. дифференциального давления (в области отрицательных и равновесных его знг чеяий).прочностных свойств горных пород и тектонических особенЕосте£ разбуриваемых площадей.косвенным признаком которых является угол залегания пластов .Установление обобщенной зависимости Ту. от влияющих факторов.

6. Вазработка методических основ составления программ для ПЭВМ, опытно-промышленное опробование и внедрение на бурящихся скважинах оптимизированного варианта выбора режимных управляемых параметров бу рения и промывки,а также минимально-возможной плотности бурового рас твора, обеспечивающих кратное повышение показателей работы долот и снижение стоимости метра проходки.

7. На основе разработанного методического обеспечения оптимизации процесса бурения решаются прикладные задачи (на ПЗВМ) по оперативному определении: градиентов давления со стороны стенки скваяины; прочностных свойств горных пород; оптимальных величин расхода бурового раствора и показателя фильтрации, а также задач по определению оптимальных резамных параметров, обеспечивающих минимизации затрат на кагдое долбление и скважину в целом.

Задачи заботы решаются в условиях узе наложенных ограничений техническими характеристика:.® стандартного отечественного бурового оборудования и инструмента (однако учитывают их перспективные разработка и применение импортного оборудования),а также.при априорном выборе типа, рецептуры буровых растворов и систем их очистки.

Общая методика исследования. Методические основы базировались на математической теории планирования промыслового шюгофакторного эксперимента; на теоретических исследованиях и анализе гидромеханически: процессов на забое и в стволе бурящейся скважины; статистических методах обработки получаемых результатов я поиска оптимальных решений; с помощью ПЗВМ. При проведении исследований использована теория подобия, методические основы физики твердого тела, станции технического контроля процесса бурения (ДАТАг-Ш1Т; "Стар? и др.), а также новейшее оборудование для измерения реологических параметров бурового раствора, включающее ротационный-вискозиметр "Гапп".

Научная новизна. Разработано обобщенное методическое обеспечение оптимального выбора регулируемых параметров режима бурения,промывки и плотности буровых растворов, позволявдее работать с депрессией на пласт, направленное на существенное (кратное) повышение технико-экономических показателей з глубоком бурении; яа этой основе дано решение проблемы повышения эффективности бурового процесса с использованием стандартного отечественного оборудования и инструмента (с учетом их перспективных разработок).

_ На .основе проведенных нами планируемых промысловых многофакторкых экспериментов разработана обобщенная критериальная модель буримоети, не требутацая идентификации опытных коэффициентов .отображавшая взаимосвязь и механизм совместного влияния на механическую скорость проходка параметров.релима бурения (осевая нагрузка на долото,частота вращения долота), режима промывки (расход бурового раствора и скорость истечения из насадок долота \ ), прочностных характеристик горных пород и дифференциального давления дР для положительных .разновесных и отрицательных его величин. Установлено, что роль з повышении механической скорости проходки V возрастает в областях отрицательных д Р. Для достижения одного и того же значения V при положительных дР требуется значительно большая величина У, , чем при отрицательных дифференциальных давлениях при прочих равных условиях.

Получено уравнение для определения оптимальной величины расхода бурового раствора,обеспечивающего максимум механической скорости проходки с учетом влияния расхода на изменение дифференциального давления за счет изменения потерь давления в кольцевом пространстве. Для удобства применения полученного уравнения в практических расчетах построена номограмма и разработана программа для ПЗЗМ.

Б промысловых условиях исследовано совместное влияние на часовую стойкость опор долота параметров режима бурения и прочностных характеристик горных пород. На основе обработки и анализа полученных результатов разработано обобщенное критериальное уравнение часовой стойкости опор шарошечных долот. На основе его анализа выявлено различное влияние на сработку опор исследуемых факторов в условно неглубоких (до 2500 м) и глубоких (более 2500 м) интервалах: в первом случав часовая стойкость функционально зависит от прочностных характеристик горной породы и параметров реаиш бурения (осевая нагрузка, частота вращения), во втором - только от параметров реяима бурения.

Для обоих случаев получены уравнения регрессии.

8

Исследовано влияние на часовую стойкость опор Т0 дифференциального давления дР (отрицательных и положительных его значений) .Разработана теоретическая модель влияния дР на Т0; проведены промысловые эксперименты,результаты которых подтвердили правильность предпо-сшток.на которых базировался вывод модели. Показано,как практически регулировать часовую стойкость опор долот при изменении дифференциального давления.

Теоретически и в промысловых условиях исследован процесс сработ-кл вооружения долота;получена теоретическая модель,позволяющая определить оптимальное время пребывания долота на забое, обеспечивающее минимум стоимости метра проходки при опережающем темпе сработки его вооружения.

В промысловых условиях исследован процесс изменения устойчивости!" стенок ствола скважины от влияющих факторов: дифференциального давления в области отрицательных и равновесных его значений,прочностных свойств горных пород, фильтрации бурового раствора,а также (впервые) тектонических особенностей строения разбуриваемых площадей, косвенным признаком которых является угол наклона пластов к горизонту. Разработано критериальное уравнение, отображающее изменение Ту. от влияющих факторов. Проведены многочисленные промысловые эксперименты, результаты которых подтвердили теоретические предпоснЕШ, вядвигаэ-жа при разработке модели.

Исследован (в промнслсвЕХ условиях)" процесс влияния.фильтрации бурового раствора на механическую скорость проходки. Получено уравнение для определения оптимальной величины фильтрации, обеспечивающей при прочих одинаковых условиях максимально-возможные значения механических скоростей при условии обеспечения минимальной глубины проникновения фильтрата в породу (максимальную устойчивость стенок скважины).

ib следован процесс изменения величин потерь давления в кольцевом

пространстве в зависимости от расхода бурового раствора и конструк-

9

ции компоновки низа бурильной колонны (в частности,от наличия з ней опорно-центрирувдих устройств). Эсспериментально получена зависимость позволяющая уточнить имеющиеся методики расчетов потерь давления в кольцевом пространстве при наличии опорно-центрпрупцих элементов в компоновке низа бурильной колонны.

Получено решение ряда прикладных задач, йлработало уравнение для определения прочностных характеристик горных пород в процессе бурения скважин по наземным параметрам, регистрируемым стандартными приборами, установленными на буровой, при известных значениях дифференциального давления. Показано, что при сравнении расчетных и фактических (лабораторных} значений прочностных характеристик горных пород эти данные практически совпадают. Для удобства расчета разработана программа на ПЗЗМ. Разработано уравнение для определения градиентов давления со стороны стенок скважины, учитывающее тектонические особенности строения разбуриваемых площадей. Для удобства расчетов разработана программа на ПЭВМ.

На базе перечисленных выше обобщенных критериальных моделей бури-мости,часовой стойкости опор долота и времени устойчивого состояния стенок скважины разработаны, цромышленно опробованы и внедрены во многих производственных объединениях методические основы технологии бурения с депрессией на пласт .определяющие выбор минимально-возможной плотности бурового раствора, в также оптимальных режимных параметров бурения и цромывки (осевая нагрузка,частота вращения,расход бурового раствора), обеспечивающих минимизацию затрат на метр проходки на каждом долблении и на весь интервал бурения (скважину) при условии сохранения устойчивости стенок скважны на весь период углубления .крепления и учете технико-технологических особенностей условий бурения. Для удобства расчета разработаны программы для ПЗЗМ и графоаналитический метод выбора минимально-возможной плотности бурового раствора.

В работе защищаются следующие положения.

10

1. Принципы рационального выбора регулируемых реяамных паракет-ров бурения,промывки и плотности бурового раствора при бурении с депрессией на пласт на базе обобщенных формализованных физических представлений о функциональных назначениях управляемых параметров с учетом их влинния на технико-экономические показатели бурения.

2. Установленные количественные закономерности совместного влияния на механическую скорость проходки,часовую стойкость опор долота я устойчивость стенок отзола сквааины параметров режима бурения,промывки и дифференциального давления в области отрицательных,равновесных и положительных его значений давлений.

3." Принципы расчетов оптимального времени бурения цри сработке вооружения долота, величин прочностных характеристик горных пород я величин градиентов давления оо стороны стенок сквааины.

4. Комплексный методический подход к оптимизированному выбору режимных параметров бурения и промывки (осевая нагрузка,частота вращения .расход бурового раствора) и миниыально-возмояной плотности бурового раствора,обеспечивающих кратное повышение показателей работы долот при одновременном снижении стоимости проводки сквазин и обеспечении устойчивости стенок скважины на весь период ее бурения и крепления.

Практическая-ценность и реализация работы в промышленное иг. Основные исследования выполнены по координационным планам работ,пмо;:-щим важное народно-хозяйственное значение,в том числе в соответствии с целевой комплексной программой ОЦ.005,утвержденной 1КНТ и Госпланог СССР от 29.12.81 $ 515/271 "Создание и освоение технологических процессов а технических средств для бурения нефтяных и газовых скважин со скоростью,превышающую достигнутую в 2-3 раза" и заказом-нарядом й 0453 "Технология бурения скваяин с вращением бурильной колонны глубиной 4,5-7 тыс.м в объединении "1£озкефтьп с использованием современных технических средств", выполненного в рамках программы СЦ.005;

постановлением ШНТ СССР от 30.10.85 й 555 и Комплексной программой работ создания и внедрения в буровых организациях Миннефтепрома интегрированных' (организационно-производственных) систем управления ■ производством и технологическими процессами бурения нефтяных окважин, в том числе на основе микропроцессорной техники, на 1986-1990 гг. (включая промывку.поддержание свойств бурового раствора,предупреждение осложнений; 0.08.02, задания 31.22-31.24).утвержденной 25.07.86; комплексным договором ЕП0"Бурение" (й 89.238) "Поисковая работа по созданию системы методического и программного обеспечения проектирования, планирования и управления процессами углубления и промывки"; договором 33 "Разработка технологического регламента на технологию промывки скважин в сложных горно-геологических условиях на площадях Мингбулак, ГУмхана и др. ПО "Узбекнефть"; договором 88.17.0849.88/20 "Разработать технологию промывки и углубления скважин на базе совместного выбора режимных параметров бурения и гидравлической программы с учетом геологических условий на площади ПО"Краснодарнефтегаз";договорами с П0"Кубаньгазпром" (89.008,90.044,90.241,92.033,93.12^направленными на выявление и реализацию резервов повышения технико-экономических показателей при бурении глубоких скважин, договором с П0"Саха-линморнефтегаз" (92.182)"Р&зработка методического обеспечения програм для ПЭВМ по вопросам оптимизации процесса бурения,промывки и креплена скважин"; договорами с отраслевыми научно-исследовательскими тренажер ным центром (0БУЩ) НПС'Союзгазавтоматика" (89.126,90.026,91.074, 92.188,93.13) .направленных,и на разработку методического обеспечения тренажеров и автоматизированных обучающих задач по вопросам технологии бурения и оптимизации процесса углубления скважин и др.дсговорами

Результаты работы реализованы в промышленности следующим образом.

1. Разработан и внедрен технологический регламент на технологию промывки скважин на площадях ШОиСоюзбургеогермия"(РД 5I-480576I-2-37,

2. Разработана и внедрена инструкция по технологии промывки и yv-

12

дубления скважин на площадях П0"Краснодарнефтегаз" ( БД 39-0147009727-88).

3. Разработаны и внедрены технологические дополнения к техническим проектам по скважинам в ПОпКраснодарнефтегаз", "Цубаньгазпром", "Саха-лннморнефтегаз".

4. Разработаны и внедрены в ШГКубаньгазпром"."Красиодарнефтегаз" и "Сахалинморнефтегаз" технологические рекомендации по определении градиентов порового давления з процессе бурения скважин .

5. Разработана и внедрена в ПО"Грознефть" "Методика оптимизации процесса углубления в условиях изменяющегося дифференциального давления в системе "Зкваяина - пласт".

6. Р&зработан и внедрен в ПО"Грознефть" "Научно-методический, метод оперативного определения аномально-высоких пластовых Споровых)

«

давлений ЛВП(о)Д.

7. Для Отраслевого Научно-исследовательского учебно-тренажерного Центра (ОЕГГЦ) Концерна "йзпром" разработано методическое пособие

и технологический алгоритм о бучащей, задачи о совместном влиянии режимных параметров бурения,гидравлической мощности в насадках долота' и дифференциальных давлений на среднюю механическую скорость при роторном бурении (регистрационный номер 09.01.827.

8. Для ОЕУЩ Концерна "Газпром" разработано методическое пособие и технологический алгоритм обучающей задачи о влиянии технико-технологических и горно-геологических условий на износостойкость буровых долот (регистрационный номер 09.01.368).

9. Для 0Н7ТЦ Концерна "Газпром" разработано методическое пособие'' и технологический алгоритм обучающей задачи о влиянии геолого-технических условий бурения на время устойчивого состояния ствола скважины (регистрационный номер 09.01.224).

10. Для 0Н7ТЦ Концерна "Газпром" разработано методическое пособие и технологический алгоритм обучающей задачи по выбору оптимальных

13 ■

режимных параметров роторного бурения ж показателей гидравлической программы по. критерию минимума стоимости метра проходки (регистрационный номер 09.01.384).

11. Для ОНУТЦ Концерна "йзпром" разработано методическое обеспечение и технологический алгоритм, для тренажера-имитатора по вопросам предупреждения осложнений, связанных с нарушением устойчивости стенок скважины в зонах с аномально высокими норовыми давлениями (регистрационный номер 05.01.585).

12. Для СНУТЦ Концерна "Газпром" разработано методическое обеспечение и технологический алгоритм для тренажера-имитатора по вопросам предупреждения осложнений,связанных с прилипанием бурильного инструмента (регистрационный номер 05.01.586).

13. Для ШЛЦ Концерна "йздром" разработано методическое обеспечение и технологический алгоритм для тренажера-имитатора по вопросам рациональной отработки буровых долот (регистрационный номер 05.СИ.587

14. Разработаны и внедрены в П0"Грознефть", "Краснодарнефтегаз", "Кубальгазпром", Калининградской нефтегазо-разведочной экспедиции и ПО "Сахалинморнефтегаз" программы для ПЭВМ по выбору оптимальной шютёости бурового раствора и режимных параметров бурения и промывки, обеспечивающих кратное повышение показателей работы долот при одновременной минимизации стоимости метра проходки на каждом долблении

и на всю скваяину вцелом и при учете имеющихся ограничений горногеологического и технико-технологического характера.

15. Разработаны и внедрены в ПО "Краснодарнефтегаз","Кубаньгаз-пром","Сахалинморнефтегаз", Калининградской нефтегазо-разведочной экспедиции программы для ПЖМ по расчету реологических характеристик буровых растворов, упрощенный вариант гидравлической программы, а также программы по определению по наземным параметрам прочностных характеристик горных пород.

йсонокическнй эффект от внедрения технологических дополнений, программ для ПЗВМ и практических рекомендаций составил на метр проходки от 20 до 55 руб., а в целом от внедрения всего комплекса разработок по теме диссертационной работы - более I шн.руб.(в ценах до 1992 г.).

Адгобация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на конференциях,совещаниях и семинарах:на научно-технической конференции молодых ученых а специалистов БЕИИБТ (г.Москва,1982,1983 и 1988 гг.), ВНИИКГйефтя (г.Краснодар,1987,1988 и 1989 гг.).Грозненского нефтяного института (г.Грозный,1986 г.),на Всесоюзном семинаре буровых мастеров (г.Москва,1982 г., г.Тюмень, 1984 г.),.на семинаре секции бурения Чечено-Ингушского областного правления НТД НШ совместно с П0"Грознефть" (г.Грозный,1981 г.),на расширенном заседании технического совета Грозненского опытно-показательного УБР П0"Гроз-нефть" (г.Грозный,1984 г.),на техническом совете ПО"Ставропольнефте-газ" (г.Ставрополь,1984 г.)",на техническом совете ШО"Союзбургёотер-мпя" (г.Махачкала,198-1 г.),на смотре-конкурсе областного совета НТО (г.Краснодар,1987 г.), на Всесоюзной конференции "Проблемы строитель ства нефтяных и газовых скважин" во ВНИИКВзефти (г.Краснодар,1990 г. на техническом совете ПО"Сахалинморнефтегаз" (г.0ха,1993 г.),на техническом совете НПО"Союзгазавтоматика" в Отраслевом Научно-исследовательском тренажерном Центре (г.Калининград,1989,1990,1991,1992 и 1993 ггЛ, на коллоквиуме лаборатории бурения и заканчивавши скважин Коми филиала ВНИИГАза (г.Ухта,1986 г.),на Всесоюзной конференции "Гадравлгка буровых и тампонашых систем" (г.йвано-Франковс,1988 г.) а также координационных совещаниях ВЕШКЙгефти (г.Лдвноморск,1987, 1988,1989 и 1990 гг.), на заседании секции Ученого Совета по технологии буровых работ ВНИИБТ (г.Москва,1994 г.),на Техническом Совете предприятия "Кубаньгазпром" (г.Краснодар,1994 г.),на Научно-техническом совете ОНУТЦ Концерна "Газпром" (г.Калининград, 1994 г.).

15

Исходные материалы и личный вклад. В диссертационной работе использованы результаты промысловых и теоретических исследований, проведенных автором в 1978-1986 гг. в Грозненском УБР ТО"Грознефть'' на должностях бурового мастера и заместителя главного технолога УБР, а с 198? г. - во ВНИйКРнефти в лаборатории методического обеспечения проектирования строительства скважин на должностях стариего и ведущего научного сотрудника. Автор был руководителем и ответственным исполнителем 17 заказов-нарядов и договоров, имевших целевым налрав-ленйем повышение эффективности процесса углубления скважин и обучение работников буровых предприятий на основе научно-методического обеспечения.

'Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 44 работах (в том числе в 3 авторских свидетельствах).

Структура и обьем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов и рекомендаций; библиографии, включающей наименований работ отечественных и зарубежных авто-

ров, и приложений. Работа изложена на стр.учитываемого машино-

писного текста, включает 69 рисунков и таблиц. Приложения помещены в отдельном томе на 75" стр.

В процессе работы над диссертацией и при внедрении её результатов и рекомендаций автор сотрудничал с А.Г.Аветисовым, Б.В.Байдеком, Г.Т.Вартумяном, А.М.1Усманом, А.И.Пеньковым, З.И.Рябченко, С.Л.Симо-нянцем, Л.И.Щеголевскпм,а также с другими сотрудниками ВНИИКйефти ж ВНИИБТ.

Автор благодарит Г.Г.1&бузова за плодотворное обсуждение основных результатов работы.

Автор выратает глубокую-признательность профессору А.И.Булатову за помощь в научной работе, поддержку и общее руководство.

СОДЕРЖАНИЕ РАНЛЫ - Зо введении обоснована актуальность теш и приведена общая характеристика диссертационной работы.

I. Пути повышения технико-экономических показателей бурения. .Анализ современных представлений о гидромеханических процессах на забое л в стволе бурящейся скважины.

Результаты анализа отечественных и зарубежных источников позволяют выделить многочисленные требования к выбору регулируемых параметров режима бурения,цромквки и плотности бурового раствора, которые в условиях определенных компромиссных решений,обусловленных гео-лого-техническимг условиями бурения, позволяют достигать и реализо-вывать поставленные цели: получение максимальных механических скоростей проходки и проходки на долото, достижения минимума стоимости метра проходки, максимума рейсовой и коммерческой скорости и др. В этой связи под технологией проводки скважин с депрессией на пласт принимается совместный выбор оптимальных режимных параметров бурения и промывки и минимально-возможной плотности бурового раствора,обеспечивающей, с одной стороны,.максимальные показатели буровых долот, а с другой - устойчивость стенок ствола скважины во все время бурент: и крепления. Это позволит улучшить технико-экономические показатели в процессе бурения г.яу'ских скваяаш при комплексном учете функциональных назначений буровых растворов, а также горно-геологических л техняко-технологяческих условий бурения.

В работе сформулированы для массового бурения глубоких сквагащ общие требования к методическому обеспечению по формированию и решению оптимизационных задач по выбору целевой (функции оптимизации, её составляющих и ограничений при непременном условии использования обобщенных детерминированных математических моделей в качестве составляющих целевой функции и ограничений,адекватно и воспроизводимо описывающих физическую сущность гидромеханических процессов, проис-

17

ходящих на забое и в стволе бурящейся скважины.

Вопросам выбора методического обеспечения оптимизации процесса углубления и разработке математических моделей в качестве составляющих целевых функций оптимизации посвящены работы А.Г.Аветисова,М.М. .Александрова, Б.В.Байдюка, А.И.Еулатова, Г.Г.1кбузова, Я.А.Гельфга-та, С.С.Григоряна, А.М.1Усмана, М.Г.1Усмана, В.Е.Дыбенко, М.Заморы, Н.А.Кендала, Ф.И.Железнякова, Р.А.Иоаннесяна, Н.А.Кслесникова, Е.Г. Леонова, А.И.Литвинова, М.Р.Мавлютова, А.Х.Мирзадзанзаде, Р.Мак-Клек-дана, А.З.Орлова, А.И.Пенькова, А.Г.Погапова, СД.Рябокояь, В.И.Ряб-ченко, С.Л.Симонянца, Т.Г.Фараджева, В.С.Федорова, С.А.Ширинзаде,Л.И. Щеголевского, P.M. Зйгалеса и многих друтих отечественных и зарубежных исследователей. Однако результаты обобщения и анализа литературах материалов показывают на то,что физическое многообразие и взаимосвязанное тъ процессов, происходящих на забое и в стволе бурящейся скважины, сложная физико-химическая природа буровых растворов, а также недостаточная информация об изученности системы приводят к тому, что результаты исследований носят зачастую эмпирический характер,а оптимизация, базирующаяся на эмпирических моделях процесса проводки скважины представляется не вполне обоснованной.* В связи с эти традиционное проектирование процессов бурения и промывки скважин и управления по сути базируются на регламентах,отображающих опыт проводки скважин в конкретных условиях, не носят обобщающего характера и не имеют научного и методического обоснования. Что касается имеющихся зарубежных программ оптимизации,то ооставить какого-либо четкого представления об их функционировании не представляется возможным в результате отсутствия описания алгоритмов.

Построение данной главы следующее. Вначале сформулированы целевая функция оптимизации процесса углубления - по минимуму стоимости метра проходки и ограничения геолого-технического характера (по времени устойчивого состояния стенок скважины и др.). Далее дается кри-

18

ппесздИ анализ разлпчяш вариантам составлявших целевой фунгсспг -механической скорости проходки и часовой стойкости работы долот, времени устойчивого состояния,а также имеющимся методам оптимизации.

С учетом изложенного в начале приводится краткий анализ изученности вопроса формализации одной из основных составляющих целевой функции - механической скорости проходки V от влияющих факторов; при этом особое внимание уделено работам,посвященным изменению механической скорости проходки от дифференциального давления дР, как наиболее сильно влияющей величины на V ,а также от параметров режима бурения и промывки.

Отмечено, что большая часть исследований проводилась при положительных значениях д? и сводилась к определению рациональных его величин. Установлено,что уменьшение1 д? до нуля во всех случаях приводит к увеличению механической скорости проходка V. Количественное изменение V в зависимости от геолого-технических услозий различно, хотя общая закономерность увеличения V остается.

Установлено,что с точки зрения получения максимальных V наибольший интерес представляет бурение в области д Р, близких к нулю и отрицательных его значений. К настоящему времени в отечественной науке и за рубежом накоплен большой материал о влиянии на V величин ■ д Р. Исследования в этой области были направлены на выявление зависимостей V от отдельных параметров режима бурения и промывки при положительных д Р, однако непрерывных обобщенных зависимостей V от совокупного влияния этих величин в широком диапазоне их изменения не установлено. В то ;ге время з области отрицательных дР применительно к условиям глубокого бурения об5ем проведенных исследований невелик, а результаты,полученные при этом,носят дискретный характер и до настоящего времени влияние на V одновременно изменяющихся осевой нагрузки на долото б , скорости истечения из насадок гидромониторных долот и дР в области отрицательных его величин не исследовано. 19

Таким образом, постановка и проведение в условиях глубокого бурения экспериментальных я теоретических исследований совместного влияния на механическую скорость V дифференциального давления в области его отрицательных и положительных величин,параметров режима бурения и промывки и выявление"количественных соотношений меаду ними зесьма актуальна; это даст' возможность разработать обобщенную модель буримости скважин - одну из основных составляющих целевой функции оптимизации.

Второй составляющей целевой функции - часовой стойкости работы долота посвящены многочисленные исследования отечественных и зарубежных авторов. Все разработанные модели.отображающие изменение стойкости долот,носят эмпирический или полуэширический характер и содержат несколько коэффициентов,нуждающихся в адаптации в зависимости от изменяющихся условий бурения. К этим зависимостям могут быть отнесенк формулы часовой стойкости вооружения долот Р.А.Бадало-ва,Д.Х.Аллена и др..формулы часовой стойкости опор долота А.З.Бражен-цева,Н.А.2идовцева, А.В.Орлова, Д.Х.Аллена, Г.Д.Бревдо и др.

Анализ тлеющихся моделей показывает,что все они носят эмпирический характер и поэтому могут применяться лишь для тех условий бурения, для которых были идентифицированы коэффициенты моделей. Кроме того, ни одна из моделей не содержат в явном виде такой зажной характеристики, как прочностные свойства горных пород, что ограничивает использование этих моделей даже при бурении горизонтов с однородной лито-логической характеристикой в случае их залегания на различных ■ глубинах.

Подобные обстоятельства сдерживают широкое использование известных моделей для определения часовой стойкости долот в практике бурения и не способствуют обобщению промысловых данных,что снижает эффективность проектных управляемых решений и не позволяет в полной мере формулировать и решать оптимизационные задачл.

20

Проведенный анализ показал необходимость разработки обобщенной модели часовой стойкости'долот.

формулирование и решение оптимизадионной задачи невозможно без четкой формализации процессов устойчивого состояния стенок ствола скважины, особенно, когда речь идет о бурении в областях отрица -тельных дифференциальных давлений. Проблеме изучения времени Ту. нахождения скватаяы в устойчивом состоянии посвящены работы многочисленных отечественных и зарубежных авторов.

Анализ имеющейся литературы,приведенной в данном разделе .показал, что, в принципе, модели разработаны в основном для положительных величин дифференциального давления и практически не учитывают тектонические особенности разбуриваемых площадей^' а■ основной акцент в тлеющихся моделях сделан на влияние на Ту. физико-химических процессов, происходящих в стволе бурящейся скважины. Учитывая положительный опыт (Н.Г.Аветисян, А.И.Пеньков, В.С.Войтенко и др.), накопленный в этом вопросе, автором выделен .и исследован ряд положений, связанных с поведением ствола скважины в условиях отрицательных др и при различных углах залегания, косвенно свидетельствующих о тектонических особенностях разбуриваемых площадей.

Анализ современных представлений дал возможность сформулировать основной комплекс задач, решаемых в диссертационной работе.которые на заключительном этапе исследований позволяют разработать и реализовать методические основы рационального выбора минимально-возможной плотности бурового раствора, режимных параметров бурения и промывки в процессе бурения глубоких скважин с регулированием дифференциального давления, в частности, при бурении с депрессией на пласт.

2. Исследование гидромеханических процессов на забое и в стволе бурящейся скважины при комплексном учете горно-геологических и технико-технологических условий бурения.

В данном разделе исследованы геолого-технические условия бурения регионов проведения промысловых экспериментов о целью получения данных для разработки обобщенных моделей буримости и часовой стойкости долот - основных составляющих целевой функции оптимизации, а также модели устойчивого состояния стенок скважины - как одного из ограничений при оптимизации. Показано,что наибольший объем исследований и промысловых экспериментов, проведен при проводке глубоких и сверхглубоких скважин в южных регионах бурения (Ш"Грознефть","Краснодар-нефтегаз" ."Кубаньгазпром", "Дагнефть", "Ставропольнефтегаз", "Узбек -нефть"),а также в ПО"Сахалинморнефтегаз". При этом установлено,что условия бурения в ПО "Грознефть" являются типовыми и даже с некоторая усложнениями для перечисленных выше объединений,а результаты исследований и «рекомендации могут быть применены практически во всех регионах глубокого бурения.

На основании анализа и обобщения опыта проводки глубоких скважин в П0"Грознефтъ" и с учетом результатов исследований геслого-техни-ческих условий бурения в данном регионе обоснована возможность проведения и разработана методика экспериментальных исследований для получения исходных данных с целью:

- разработки обобщенной модели буримости,отображающей изменение механической скорости проходки V от совместного влияния параметров режима бурения (осевая нагрузка на долото б и частота вращения долота П ) .режима промывки (расход бурового раствора (3 и скот-рость истечения из насадок долота Ч, ) и дифференциального давления

а Р для положительных,равновесных и отрицательных его значений;

- разработки обобщенной модели часовой стойкости долот,отобраааю-

¡цей лзшненш зпй'.:енп пребывания долота на забое от злгязпкх ¿стеров (прочностных озсйсгз горной породы 6" , а так-® G , п л д?;

- разработки обобщенней модели устойчнзсста стенок скзайякы.сто-брайаадеЗ изменение временя устойчивого ссс годная от злкяееек ¿акторов (G", а?, !з1льтредпк бурового раствора 3 з угла наклона пластов :< горизонту ck ,лссзенно езлдательствуотего о тектоничэсгсгн особенностях района бурения);

- на основе полученных моделей создания методяческах основ оптимизации процесса проводки глубоких скважин в условиях изменяющегося д.Р (для яалояателькых, разновесных а отрицательных его значения), а также решения прикладных задач.

Вззоаботка обобщенной модели будимоети

Успех шшзруеавс промысловых исследований во многом ещрезэлнвт-ся точностью определения на забое баланса давления,в том числе потерь дазлепзя з кольцевом пространстве Рш,возникающих при промывке, з степенью оперативности и достоверности определения поповых давленп

в ппоцессе бурения. С этой целью были проведены работы по сравниЛ ""

тельной оценке величин градиентов порозах давлений различны:,!! способами (в частнос^ nod« -экспоненте и по геофизическим лс-злвдованз-ям). Установлено, что в общем массиве глинкетнх отлезенлй расхождение значений ?п,определенных утзш способам!, не цревызае? 3^.Обоснована целесообразность определения перовых давлений способом сЦ-экспсненты. Бия также прозеденк ярошелоэке эксперимента по определению зелячш от изменения расхода бурового раствора Q , При зтс:.; установлено, что включение оперно-центрпруюапх элементов з компенез-ку низа бурильной колонны приводит к турбулззацзк потека,а изменение Р„„ от ^ по дчиняе т с я степенно?.» закону, блпзкот-.д" к квадттлчнему. Эгл результаты были аспользозаян при определения л ?.

С учетом изложенного был ошганиросан и крезеден (по штоду коглб::-

нацяозных квадратов) кногофакто£гагй промысловый эксперимент по вняз-

23

ленлю и установления зависимости V и т от влияввдс факторов. При этом были приняты слеяувдае пределы и уровни пзшненаи каздого фактора: пять значении дР от - 6,0 до +2,0 Ша (-3,0;-4,0;-2,0;0;+2,0), пять значений скорости истечения \ от 20 до 100 у/с (20;4C;S0;S0; 100 f//с) и четыре значения б от 100 до 250 кН (Ю0;150;2С0;250 кН). Экспериментальный массив данных составил более восьмисот значенийV; помимо этого каждая точка дублировалась 3-5 раз.

В процессе проведения, экспериментов параметра, реологические характеристики, а также тип и система очистки бурового раствора поддерживались на постоянных уровнях, рекомендуемых ГШ. Физико-механические свойства горных пород практически не изменялись; тип и размер долот такие оставались постоянными.

Для обработкл результатов промысловых экспериментов была разработана специальная програша для П2ВМ (программа "Квант"),при помощи которой, проведена полная математическая обработка массива исходных данных и построены графические зависимости механической скорости проходки от влияющих факторов; одна из таких зависимостей (V от д ? и Vu для б = 150 кН и П = 92 об/мин) представлена на рис.1.

При анализе этих зависимостей установлено следующее.*.

1. V при прочих равных условиях с уменьшением л.? увеличивается. Причем темп её увеличения возрастает в областях отрицательных а Р.

2. Роль в повышении V в областях отрицательных дР возрастает. Дня достижения одной и той же механической скорости в области отрицательных л>Р требуется значительно меньшая скорость истечения. Это обстоятельство дает возможность компенсировать изменение одного параметра другим для достижения заданной V .

3. В глубоком бурении увеличение V наиболее целесообразно обеспечивать с учетом комплексного воздействия на неё величин д Р и .

Анализ полученных результатов экспериментов позволял выделить основные факторы, влияющие на механическую скорость проходки, и записать

24

Рис.1. График зависимости механической скорости проходки V от дифференциального давления ¿Р,скорости истечения из насадок и при осевой нагрузке на долото С=150 Кн и частоте вращения долота п=92 об/мин в глинистых отложениях верхнемайкопской свиты.

следующую функциональную зависимость:

где Д - диаметр долота, м;

удельная осевая нагрузка, Н/м2;

(Ч+Чю) ~ скорость истечения струи бурового раствора из насадок гидромониторных долот, м/с;

б^ - 'забойна» прочность породы, Па; (Рго-Рг)- разность между горным и гидростатическим давлением, Па; П - частота вращения долота, с ;

постоянные,соответственно равные 50000 Н, 10 м/с и 1,6

В соответствии с ^-теоремой Букингэма выражение (I) преобразуется в критериальную зависимость,содержащую три безразмерных определяющих критерия подобия: VI

'но

где

^ V о, > пп

^п *■ с\ "о

На основании исследований Ван Лингена, Бургойна и Янга взаимосвязь мезду величиной и дифференциальным давлением можно отобразить уравнением

<3-п=<Гв(1 + *дР), (3)

где 6Г0 - прочность горных пород (Па) з забойных условиях при дР=0; К - размерный коэффициент, Па-1 (Н»10~7).

Критериальное уравнение (2) с учетом уравнения (3) можно

представить в степенном виде: „

V Г ri.fl 1 Го -о Л к хчь

Показатели степени О^ , и постоянный безразмерный

коэффициент А в уравнении (4) были определены на ЭВМ методом наименьших квадратов в результате обработки промысловых данных (А = 10~2; а^ = 1,0; = 1,0; аз- 0,8).

По уравнению С4) бшга проведены расчеты значений механически: скоростей (\]р), результаты которых сравнивалась с фактическими их значениями в процессе бурения скважин в ПО"Грознефть", "Став-

ропольнефтегаз", "Краснодарнефтегаз", "Узбекнефть", "Сахалинморнефте-газ" и др. При этом в пределах изменения факторов выборочной совокупности коэффициент вариации разности механических скоростей Ур и ^ составляет 2,5$,

1&зработка обобщенной модели часовой стойкости долот.

Критерий смены режимов износа опор долота

Опережающий ивнос опор долота характерен при бурении глинистых отложений,составляющих до 70-805? геологического разреза скважин.

Учесть все факторы,влияющие на износ опор шарошечных долот на современном этапе изученности вопроса не представляется возможным, поскольку отсутствуют дане базовые зависимости,которые хотя бы приближенно отображали ..физическую сущность процессов износа в забойных условиях.

Если допустить,что суммарная часовая стойкость опор долота Т0 зависит главным образом от осевой нагрузки 5- , частоты вращенияП , диаметра долота Д и прочностных характеристик горной породы <3^, то можно записать следующую функциональную зависимость:

КТо^;П.,<£.<Гп)=0, (5)

где Сп - прочностные характерно г. леи с учетом дифференциального давления.

На основании «ЗГ -теоремы Вукингэма выражение (5) можно представить в безразмерном виде

ТоП-К2^-). (5)

Выходная безразмерная переменная (Т0 \ 1) характеризует суммарное количество оборотов долота до полного износа опор. Определяющий без-

размерный критерий (G^ )/ G отображает отношение прочностных свойств гор1Шх.пород к удельной осевой нагрузке на забой скважины.

Анализ выражения (6) позволяет предположить о существовании критического значения определявшего критерия )/Ó , величина которого установлена по результатам исследований и равна 2025,то есть:

'(ГуФ1;

Лф

где - условная прочность пород,

,где - твердость горных пород по штампу, приведенная в технически: проектах на бурение).

На онновании выражения (74 выборочная совокупность промысловых данных (результаты отработки более 1000 долот) была разбита на две группы.

Б первую включены данные, где соблюдается неравенство

W- - . Í8)

Неравенство (8), как правило, характерно для неглубоких скважин, йроцесс бурения которых осуществляется с превышением (или равенством) удельных осевых нагрузок над прочностными свойствами пород. Jira этой группы скважин получено следующее уравнение регрессии:

Т0П = 302741 - ^.Ю-5^ - 266«Ю-5 . (9)

Во вторую группу включены скважины, для которых

~W~ 22Д • (Ю)

Неравенство (10) справедливо при увеличении глубины бурения (более 2500 метров).

Для этой группы данных получено уравнение регрессии

ТПГ\ » I74I32 - 2078-КГ5 ^ . (П)

0 §г

Коэффициент множественной корреляции между переменными уравнений (9) и (II) составляет 0,80 и 0,72, соответственно.

28

Выражения (9) я (II вместе с уравнением (4) представляют собой основные составляющие целевой функции оптимизации процесса бурения по стоимостному показателю.

Помимо уравнений (9) и (II) наг,® получено аналитическое решение задачи по определению рационального времени Тв пребывания долота на забое.обеспечивающего минимум стоимости метра проходки, при опережа-этцем уровне сработай его вооружения:

ть = ^ + V,

где цЛ - суммарные затраты времени на спускстодьеглше операции и вспомогательные работы;

С-.,С„ - стоимость долота и часа работы буровой установки;

- декремент убывания механической скорости: = у

\0 - начальная механическая скорость, 4 ^

V - текущая механическая скорость через время от начала бурения.

Так как зависимости (9),(II) и (12) являются аналитическими.основанными на допущениях о генеральном представительстве анализируемой выборочной совокупности дачных и содержат результаты упрощенных теоретических решений,то для непосредственного применения в прошсло-зой практике необходимо их рассмотрение в совокупности с методам инструментальной диагностики характера износа долот,например,по показаниям моментомера. С учетом огогс з работе приведены основные результаты применения роторного моментомера в качестве индикатора определения сработкп долот по опоре, вооружению и диаметру.

Разработка обобщенней модели устойчивости стенок ствола •скважины

На базе теории подобия и общих физических представлений о влиянии на время устойчивости стенок скважины Ту. дифференциального давления .л Р (в области отрицательных и положительных значений),угла наклона горных пород к горизонту ^ ,угла внутреннего трения <Ц.,диа-

29

метра скзазвшы д и показателя фильтрация з забойных условиях Ф30 получена обобщенная модель устойчивости стенок скважины.имеющая следукщй вид:

т _ 1156ЭЭ__I \ ^

I, 72 \Рго-ПЬ/С ' (13)

т

где ?по - градиент порового давления,определенный по данным геофизической службы; ^го ~ горное давление;

р - плотность бурового раствора в скважина глубиной Ь.;

- прочность горных пород без учета и с учетом дифшерен-циального давления.

г, -

При средних значениях: показателя фильтрации <Р = 7,оо, угле внутреннего трения «Ьт = 30° и диаметре скважины Д = 0,295 м (вел^чп-

I "Ь -чР

ны ср ' , и Д имели место в рассматриваемой выборочной совокуп-30

ности данных при выводе уравнения (13)) зависимость (13) пстнпмает

вид:

N ~

Сопоставление фактических и расчетных значений времени устойчивого состояния,проведенных более,чем по 20 скважинам,позволяет.сделать следующие зывода. Среднестатистическая ошибка в определении при наличии генеральной совокупности данных при доверительной вероятности 0,95 находится з диапазоне от 10 до 12%,что свидетельствует об адекватности полученных зависимостей промысловым данным.

Следует особо отметить,что зависимости (13) и (14) являются базовыми при формировании ограничений по устойчивости стенок скважины в процессе решения оптимизационной задачи по стошлостнску критерию.

3. Разработка обобщенного методического обеспечения технологии бурения с депрессией на пласт на базе проведенных исследований

Общую формализацию оптимизационной' задачи можно отобразить следующей системой уравнений:

I Сл + Срс + Сч I (4

•а ' (

(16)

) ~Сч] (17)

где СЦ — стоимость метра проходки в^ -м интервале длиной Н^;

- стоимость с -го долота;

п - количество использованных долот в^. интервале;

- стоимость бурового раствора-в-м интервале; Сч - стоимость часа работы буровой установки;

- средняя механическая скорость и продолжительность работы (часоваястойкость по опоре или вооружению) I -го долота (для удобства изложения взамен записано Т^ ); базовая коммерческая скорость бурения;

- заданное время бурения интервала (для глинистых пород -время устойчивого состояния необсажеккого ствола);

Н - глубина (протяженность) интервала необсаяенного ствола,

предназначенного к креплению обсадной колонне;-X - вектор состояния.

Величина включает: затраты времени на смену долота, турбобура, отклонителя и т.Дг; продолжительность спуска (-Ц.) и ткда-ема (-Ц) бурильных труб; затраты времени на промежуточные промывки в стволе скважины ("^р); затраты времени на ремонтные работы.связанные с повышенными давлениями нагнетания затраты времени на ликвидацию осложнений, связанных с процессом промывки (^); затраты времени на электрометрические и прочие работы ( -Ь^ ). В общем виде груп-

31

па управляемых и неуправляемых факторов, отображена вектором состояния X , который включает,например,осевую нагрузку,частоту вращения долота, подачу насосов,диаметр насадок долот,реологические характеристики,степень очистки буровых растворов,градиенты поровых давлений и т.д.

В принципе функция отклика (15) и ограничения (IS)-(I8) формали— зуют обобщенную оптимизационную задачу по совместному рациональному выбору режимных параметров бурения и регулируемых показателей процесса промывки. Основные количественные взаимосвязи переменных функции отклика (15) с фактораш.подлежащиш'оптимизации, установлены в разделе 2 настоящей работы.

Система уравнений (15)-(18) и приведенные выше обобщенные модели (4), (9), (II), (13) и (14), отображающие взаимосвязи переменных функции отклика (15) с управляемыми и неуправляемыми факторами,позволяют отказаться от эмпирических рекомендаций и реализовать выбор оптимальных значений осевой нагрузки,частоты вращения долота,плотности буровых растворов,подачи насооов и диаметров промывочных каналов долота. Помимо этой основной выходной информации,определятся гидравлические сопротивления в элементах циркуляционной системы,поровое и дифференциальное давление на забое скважины.

После выбора рациональных значений управляемых показателей производится расчет экономического эффекта на один метр проходки п в целом по интервалу бурения по общепринятой методике.

Структура информационных потоков обобщенного методического обеспечения по оптимизации .режима роторного бурения представлена на рис.2. Сна предусматривает взаимную увязку отдельных задач /1,2,3/ и их совместное функционирование при поиске оптимальных решений.

3.1. Входная информация

Включает геологические,технико-технологические и нормативно-справочные сведения о скважине.

Задача Задача Задача Задача

о совмест- о влиянии о влиянии по выбору

ном влия- технико - горно - оптималь-

нии режим- технологи- геологи - ных пара-

ных пара- ческих и ческих ус- метров ре-

метров бу- / горно - ловий бу- / жима рото-

рения, гидр. 3 геологиче- 1* рения на 5 рного бу-

мощности и ских усло- время ус- рения и

диф. давле- вий на из- тойчивого показате -

ний на сре- носостой - состояния лей гид-

днюю механ. кость бу- ствола равличе-

скорость ровых до- скважины ской прог-

бурения лот рамш

л

Ч Входная информация!

Алгоритм л программа по оптимизации реки- -< мз роторного бурения

Основные выходные оп-таыальные управляемые режимные параметры: осевая нагрузка, частота вращения долота, время отработки долота,плотность бурового раствора,подача насосов. Экономический эффект от оптимизации

Формализация опти-I мизационной задачи--выбор целевой функции и ограничений

Основные составляйте' »компоненты целевой (функции (механическая I скорость,часовая стой-'кость долота); основ-, нее ограничение-время/ устойчивого состояния ствола скважины

Рис.2. Структура информационных потоков обобщенного методического обеспечения по оптимизации регима роторного бурения

3.2. Формализация оптимизационной, задачи

Заключается в выборе целевой функции и ограничений (блок 6, см. рис.2),что является предварительным этапом,обуславливающим эффективность решения оптимизационной задачи (блок 5).

Задача оптимизации состоит в выборе управляемых параметров вектора состояния (X ) при минимизации функции отклика (15) с учетом ограничений (16),(Г7) и основных составляющих целевой функции (блоки 2,3,4,см.рис.2).

Запись системы (15)-(17) с включением факторов,подлежащих оптимизации, характеризуется блоком 7.

3.3. Решение оптимизационной задачи

Заключается в выборе методов решения,составлении алгоритма и программы для ЭВМ (блок 8),что позволяет произвести выбор оптш.иль-ных параметров при минимиза'зш функции отклика (15).

3.4. Выходная информация

Выходная информация (блок 9, см.рис.2) подразделяется на первичную (оптимальные значения управляемых факторов) и вторичную, характеризующую гидромеханические процессы бурения и эффект от оптимизации.

Основные выходные оптимальные управляемые параметры роторного бурения (первичная информация): ооевая нагрузка <о0,Па; частота вращения долота П0, с""*; плотность бурового раствора^, кг/'м3; действительная подача насооов , и?/а, средневзвешенный диаметр промывочных каналов (насадок) долот сЦ, м.

Вторичная информация: потери давления в циркуляционной системе, Да (трубах Рт, кольцевом пространстве Рк, долоте Рд), давление на выкиде насосов Рн, Па; действительные поровое и гидростатические давления ?по, Рг соответственно, Па; статическое дифференциальное давление Рсг, Па; полное действительное дифференциальное давление ДР, Па; оптимальная начальная механическая скорость бурения Усо ,м/час;

34

оптимальное зрбмя отработки долота Тол, час; оптимальная средняя механическая скорость ^^ , м/час; опт:шальная проходка при отработке долота Ндд, м; стоимость метра проходки после реализации оптимального э'урения Смо, руб./м.

3.5. Экономический эффект от оптимизации

Производится расчет эффекта по стандартной методике. Рассмотрим общие условия существования абсолютного минимума целевой функции - стоимости метра проходки.

фикцию отклика (15) запиием в упрощенном виде:

"С. I с

где С.^ - стоимость одного метра прсходгси при отработке I -го долота, руб./м; остальные обозначения те же.

Параметры С^ , Сч и предполагаются известными,тогда как средняя механическая скорость и часовая стойкость долота в общем случае являются функциями искомых'переменных,образующих вектор (х), то есть (51) и Т^ ( X ), где 5. = X,, х2, Х3... Хс (где Х^-

(V

удельная осевая нагрузка , X, - частота вращения долота Г\ , Х3- подача насосов , прочность пород <5" и т.д.).

Частная производная целевой функции С^ по любому параметру ( Хп), составляющему вектор ( X), может быть получена из уравнения (М):

___ _ ч^Т' ^ ~ (20)

.

При = 0 из выражения (20) после несложных преобразова-

ний получим:

Ц> - -

Охп

(21)

где

^ = 1 -V-

(22)

Зависимость (21) с учетом выражения (22) позволяет установить соотношения между переменными, обеспечивающими абсолютный минимум

г»

стоимости метра проходки. Так, при независимых параметрах , п и 0, (при прочих равных условиях) система (21) прилет следующий

вид:

^Ус VI

ОТ,

^ ^ -

О 6

с

V?

= -

о

т

(23)

т

При из (23) можно получить две систеш

уравнений для частных случаев определения оптимальных значений режимных параметров бурения, обеспечивающими максимум проходки на долото и механической скорости соответственно. Между тем, расчеты коэффициента ^ по справочным данным показывают,что коэффициент ^ практически изменяется з диапазоне X 50. Таким образом,оптимизация по максимума проходки на долото или механической скорости с экономической точки зрения повсеместно нецелесообразна.

QW: Qv.

3 результате определения частных производных-"JUT", Т^Г? . ОТ- ОТ QiT *

—1-, ^Нт- и решения системы уравнения (23) получим: •о(оп ' Ом

он- . ** <*>

- . ; И)

17 spib,

i.rVc (26)

где C'y - услозная прочность пород, Па;

Рцо- порозое давление, Па;

J5 - плотность бурового раствора, кг/м3;

- суммарный: размерный коэффициент .характеризующий 1 ■ геометрию и меру гидравлических сопротивлений кольцевого пространства, м-4. Остальные обозначения те sa.

Анализ уравнений (24)-(26) приводит к важным выводам. В частности, экстремальное значение удельной осевой нагрузки зависит лишь от износостойкости буровых долот,тогда как на экстремальную частоту вращения оказывают дополнительное влияние стоимость долота, затраты времени на сцускоподьемные операции и вспомогательные работы, а также стоимость часа работы буроЕой установки. Результаты вычислений по формулам (24) я (25) позволили установить,

г»

что экстремальные значения ( ^ • и па фактически повсеместно превышают верхние пределы этих переменных, которю имеют место в традиционном бурении. ¡Экстремальное же значение подачи насосов Qs зависит от статистического дифференциального давления (j^j-h -плотности буровых растворов и коэффициента , который характеризует геометрию и меру гидравлических сопротивлений з кольцевом пространстве скзазш.

г*

Вполне ясно, что значения ( , v\, ¡t Q, в общем случае являются лишь координатами экстремальных (минимальных) значений целезсй

37

функции. Однако использование соотношений (24)-(25) существенно упрощает алгоритм поиска оптимальных значений этих переменных внутри и на границах диапазона их возможного изменения из технико-технологических соображений.

В общем случае попок оптимальных значений переменных реализуется численными методами на ЗВМ при минимизации функции отклика(15) с учетом установленных формализованных ограничений оптимизационной задачи.

Технологический алгоритм задачи по оптимизации режима роторного бурения

Принципиальная схема алгоритма при поиске оптимальных режимных параметров бурения и показателей промывки сводится к следующему. •

На базе проекта на строительство скважины устанавливается конструкция скважины и определяются: стоимость долот, бурового раствора, часа работы буровой установки,базовая коммерческая скорость бурения, нормативное время на спусксподьемные операции и прочая исходная информация. Затем на основе данных базового бурения.и геофизической службы по критериальной модели буркмссти определяется условная прочность горных пород по разрезу скважины и адаптируются модели износостойкости буровых долот. На базе зависимостей (24),(25) с учетом технико-технологических ограничений (на искривление скважин, недостаточный вес УБТ, ограниченные обороты ротора и т.д.) в первом приближении устглавпиваится оптимальные значения удельной, осевсй нагрузки и частоты вращения, которые затем уточняются в результате минимизации целевой фтнкц-п. Далее с учетом зависимости (26) и значений времен»устойчивого состояния яодинтерзалов ствола функция отклика минимизируется относительно плотности бурового раствора и определяются значения ро в подинтервалах бурения. Это создает предпосылки по поиску рациональной подачи насосов на основе уравнения (26).которая затем

корректируется с учетом требований ЕТП. Выбор насадок долот производится с учетом мощности насосов и ограничений на давления нагнетания и номенклатуру насадск.

Экономический эффект по результатам оптимизации рассчитывается на основе оптимальных зЬфектообразугацих значений функции отклика(15) по общепринятой методике.

Принципиальная блок-схема алгоритма задачи по оптимизации режима роторного бурения при бурении всего интервала представлена на рис.3. Предусмотрена циклическая проверка ограничений оптимизационной задачи и накопление выходной информации по мере отработки долот.

Условные обозначения алгоритма (см.рис .3) следующие: КМБ - критериальная модель буримое ти (модель (4)); О*,ИД - обобщенные модели' износостойкости долот (модели (Э')и(И)); СЫУС - обобщенная модель устойчивости стенок скважины - (модели (13) и (14)).

Блок-схема алгоритма (см.рис.3) использована при составлении программы для ПЗМ.

3 качестве иллюстраций пробных решений на ПЗМ для промышленных-условий в таблице приводятся сводные данные о 'результатах оптимизации бурового процесса по трем параметрам (осевой нагрузке,частоте вращения и плотности бурового раствора) при бурении .интервала 3001600 м скв. № I Олободкинская ПО "Кубаньгазпром".

Результаты оптимизации полностью подтверждают выводы и заключения проведенных исследований. Так, наибольший экономический аофект получен при оптимизации трех параметров - плотности буровых растворов и режимных параметров бурения (вариант X, см.табл.). Как и предполагалось - оптимальные значения осевых нагрузок и частот вращения долот находятся на верхних предельных уровнях.

Существенный перерасход материальных средств наблюдается,когда

выбор осевой нагрузки реализуется на нижнем, а частоты вращения на

верхнем уровнях (вариант 4, см.табл.). При этом, из-за интенсивного

39

Рис.3. Алгоритм выбора оптимальной плотности бурового раствора

износа, используется 9 долог, возрастают суммарные затраты времени на спускоподьемные операции, .для сохранения устойчивого с-гатсякия стзсла снзалпнн при реете врегленл бурения требуется буровой раствор повышенной плотности и т.д.

Таблица

Сводные данные о результатах оптимизации бурового процесса по трем параметрам в интервале 300-1600 м скв. .:5 X Слободская ПО "Кубакьгазттром"

Номер|7розня. факторов ^^плотнсст^ j ^0Г10,^аскп1х э^ект

ачта j--;-|отоимость,отошость

• rtíb.jy- аисщиидд) I :г;ртпа 'пения интепва-

¡зка j |базозач j оптимальная^-^, ¡jvlf^fepBa

I ■к 1250 II0C 9,67 12569

2 - - 1250 ' 1120 -1,73 -2247

3 а - 1250 II00 8,06 10474

4 - + 1250 1350 -11,96 -15545

5 0 0 1250 1100 о,97 7763

6 'j 1250 IIC0 7,75 10081

7 0 - 1250 псо 3,41 4434

8 * 0 1250 1100 9,63 12515

9 - 0 1250 1230 -7,90 - -10274

10 базовый базовый 1250 115 0 6,80 8837

II то se то 28 1250 1250 0 0

Примечания. I. +, 0 - желай, эепхшгй, стедний уровни р&ишных пасаметгюв буоензя соответственно (осевая нагпуэка -60", ICO", 150 fell; частота вращения 1;1,о; 2,8 с-1)

2. Подача насосов и диаметр насадок - на базовых уровнях

3. Экономический эффект аш базовых утзезнях всех выходных переменных разен нулю (строка II).

При реализации на практике результатов оптимизации по пэрзег.у варианту (см.табл.) в интерзале бурения от 300 до I6C0 м достигается снижение стоимости метра проходки на 9,6? руб./гл при суммарном экономическом эффекте 12,5 тыс.руб. (з ценах до 1991 г.).

Помимо программы для ПЗЗМ разработан графс-аналитический метод выбора оптимальной плотности бурового раствора, а такие различные

41

методики, позволяющие решать отдельные задачи технологического плана (определять градиенты поровых давлений и прочность пород прп бурении, угол наклона пород, рациональную подачу насосов, время пребывания долот на забое в зависимости от характера их сработки и др.). Для удобства' все перечисленные выше задачи могут функционировать на П®М.

4. Опытно-промышленное опробование и внедрение результатов разработки

Основные результаты исследований по теме диссертации были внедрены во многих регионах глубокого и сверхглубокого бурения. Форш внедрения в зависимости от специфики условий бурения были различными: от "Технологических дополнений -(ТД) к техническим проектам" ШО"1£ознефть","Кубаньгазпр<}м","Сахал1щморнефтегаз") до оперативной . телетайпной связи (ПО "Узбекнефть").

Наиболее широко и в полном объеме результаты исследований в форме ТД были внедрены в ПО"Грознефть" (скз. М 124,138,141,153,154,156, 158,163,164,165,168,171 Правобережная; на скв. 138,141 и 154Ч1ра-вобережная автор работал буровым мастером; I Шелковская, I Кулары, 3 Е1урунная, I Северо-Серноводская и I Калаус). Кроме этого, "Технологические дополнения ..." были разработаны и внедрены в ПО "Красно-дарнефтегаз" на скважинах "Спутшк-1 и 2 СГ 15С00, в ПС"1<убаньгаз-пром" при бурении ска. 1Ш 6,8,13 Прибрежная, I Слободкшская я 2 Ир-клиевская.а также з Штеахалинморнефтегаз'' на типовых скважинах площадей Мирзоевская и Усть-Эвай. Помимо ТД были разработаны и знздренн рекокнндацпи по определению градиентов поровых давлений, выбору технологически необходимой плотности бурового раствора и рациональных режимных параметров бурения на скважинах 32 Нория (ПО "Грузнефтъ"), 9 1умхана (ПО "Узбекнефть"), 4 Прибрежная и др.

Эффект от внедрения ТД и рекомендаций зависел от многих прэтпн,

однако во всех случаях он имел место,что и подтверждается соответст-

42

вующтз! документами.

Суммарный экономический эффект от внедрения результатов исследований по теме диссертации составил (в ценах до 1991 года) 1155,2 тыс.руб., из них: 47,2 тыс.руб. - по скз.1 Слободкпнская ПС'Хубань-газпром"; 92,7 тыс .руб. - по скв. .¡УЗ 153,156,158,159 и 163 Правобережная ПСГрознештв"; 65,6 тыс .руб. - по скв.й I Сезеро-Сероноводс-кая по"Грознефть"; 92,1 тыс .руб. - по скз.Н 13,6 и 8 Прибрежная Пб "Кубаньгазпрсы"; '480 тыс .руб. - по скв. .'г 2 Ирклпевскач ПСКубаньгаз-пром" л 377,6 тыс .руб. - по скв. 109,123,136 Мнрзоевская и 10 7сть Звай ПО "Сахалинморкефтегаз".

Помимо внедрения результатов исследований при бурении скважпн, основные результаты послужили основой для разработки учебно-методических пособий и технологических алгоритмов обучающие задач по оптимизации роторного бурения для Отраслевого Научно-исследовательского учебно-трнажеряого Центра (0Н7ТЦ) Концерна "Х&зпром".

основные вывода

1. В результате научно-теоретического обобщения и совершенствования имеющихся технологий, а также разработки принципиально новой технологии проводки скважин с депрессией на пласт с учетом горно-геологических и геолого-технических условий бурения решена проблема повышения технико-экономических показателей на отечественном серийно выпускаемом буровом оборудовании и инструменте на основе разработанного методического обеспечения по выбору оптимальных управляемых параметров режима бурения, промывки и плотности бурового раствора, обес печивающих минимизацию затрат на метр проходки.

2. По результатам промысловых многофакторнше экспериментов .проведенных в сложных горно-геологпчэских условиях бурения в соответствии с разработанной методикой с целью получения достоверных и реализуемых на практике результатов решения оптимизационных задач, .разра-

43

ботаны и идентифицированы следующие обобщенные математические модели:

2.1..Дуримости, отображающая влияние на механическую скорость проходки параметров режима бурения (осевой нагрузки на Долото и частоты вращения долота), режима промывки (расхода бурового раствора и скорости истечения) и дифференциального давления для отрицательных, равновесных и положительных его величин. Показано, что достижение одного и того же значения механической скорости можно обеспечить,изменив каждый из следующих параметров в отдельности (или их сочетание): осевую нагрузку, скорость истечения шш дифференциальное давлени в зависимости от конкретных геолого-техняческпх условий бурения; получено уравнение для определения оптимальной величины расхода бурового раствора, обеспечивающего максимум механической скорости проходки при прочих одинаковых условиях. Получены зависимости,позволяющие определять в процессе бурения в любой момент времени при известной величине дифференциального давления прочностные характеристики (твердость) горной породы; показано, что корреляционная связь достаточно тесная между расчетными и фактическими, замеренными в лабораторных условна, величинами твердости. Получено уравнение, позволяющее в процессе бурения оперативно (на каждом метре проходки) определять значения градиентов порового давления; при этом учитывается степенной характер зависимости механической скорости проходки от осевой нагрузки и частоты вращения, а также влияние на механическую скорость параметров режима промывки;

2.2. Часовой стойкости опор долота, отображающей зависимость времени его работы до износа опор от параметров режима бурения (осевой нагрузки и частоты вращения) и прочностных характеристик горных пород. Показано, что характер зависимости в верхних интервалах (до 2500 м) отличается учетом прочностных свойств от зависимости в нижних интервалах (более 2500 м); получены уравнения регрессии для обоих случаев.

44

Показано на необходимость учета зляяши дазференцпалзного давления на часоэую стойкость опор долота; получена теоретическая зависимость, подтверждающая данное злиянке.а также обозначены конкретг-ые пути повышения при этом часовой стсйкостл опор долота. Получена теоретическая зависимость, отображающая изменение во времени механической скорости проходки при опережаэдеы износе воорузэния долота; решена задача по определению оптимального зременз пребывания долота на забсе, обеспечивающего ьннщгм стош..ости метра проходки,а также показано на необходимость инструментального контроля за зременем работы долота как з случае сработкн его опор, так и вооружения; даны конкретные практические рекомендации о моменте подъема долота в каждом конкретном случае ;

2.3. Устойчивости стенок ствола скважины, отображающей зависимость времени устойчивого состояния от прочностных свойств горных пород,дифференциального давления и тектонических особенностей строения площадей, косвенным признаком которых может служить угол залегания горных пород. Получена зависимость оптимальной величины фильтрации бурового раствора, обеспечивающей, при прочих одинаковых условиях, с одной стороны, максимальные механические скорости проходки, а с другой - минимальную глубину проникновения (максимальную устойчивость) фильтрата в породы.

3. Используя полученные зависимости определена целевая функция оптимизации и разработаны научно-методические основы выбора оптимального сочетания типа долота, параметров режима бурения я плотности бурового раствора, обеспечивают минимизацию затрат на метр проходки при учете горно-геологических з геолого-технических условий бурения.

3.1. Сформулирована и решена задача выборе! типа долота в зависимости от конструктивных особенностей опор долота,часовой стойкости и глубины бурения скважины;

3.2. С учетом вывода 3.1 сформулирована а реиена задача выбора оптимального сочетания параметров реяв-а бурения и промывки,обеспечивающих минимум затрат на метр проходки;

3.3. С учетом вывода 3.2 сфорцулирозана я решена задача зыбора оптимальной (шншально-возмояной) величины плотноети,обеспечивающей максимальные показатели работы долот, при учете сохранения устойчивого состояния стенок стзола сква^шны на весь период бурения и крепления интервала.

4. Разработаны конкретные рекомендации, основанные на результатах решения оптимизационных задач по выбору *управлающих параметров режима бурения, промывки и плотности бурового" раствора. Данные рекомендации были внедрены при бурении целого ряда скваапн в П0"1£ознефть" пКраснодарнефтегаз",пКубаньгазпромп,пУзбекнефтьп."Сахалиннефтегаз", "Загнефть" и др. В результате внедрения суммарный экономический эффект составил более I млн.рублей в ценах'до 1992 г.

Основное содержание диссертации опубликовано в\44 работах, в том числа:

1. дулатов А.И., 1&бузов Г.Г., Гераськин В.Г. и др. Гидромеханические процессы на забое бурящихся скваяин. - М.: ЗЕИИОЭНГ, 1989.-С.53 (Обзорная информация. Серия: Строительство скваяин).

2. Орлов A.B., Гзраськян В.Г. Основные закономерности изменения показателей работы долот в зависимости от параметров режима бурения// Вурение. - 1983. - $ 6. - С.13.

3. Гераськин З.Г. Выбор оптимальных сочетаний параметров ренима бурения скванин при изменявшемся дифференциальном давлении в объединении "Грознефть" //Дурение. - 1983. - .4 7. - С.1-2.

4. Гераськин З.Г., Орлов А.З., Дубенко 3.3. Влияние дифференциальных давлений на долговечность опор долота//Нефтегазовая геология,геофизика и бурение. - ВШШОЗНГ. - 1985. - Вш.12. - С.20-22.

46

5. Отчет о КНР по теме Я I. Технология бурения скважин с вращением бурильной колонны глубиной 4,5-7,0 тыс.м в объединении "Грознефть" с использованием'современных технических средств,обеспечиза-ощях увеличение достигнутой скорости з 1,5-2 раза. - 1983. - BEUTET,Гос.per. Я 8I09I66I /Л.В.Орлов и др.

6. Технология бурения скважин с вращением бурильной колонны глубиной 4,5-7,0 тыс.м в объединении "Грознефть" с использованием современных технических средств,обеспечивающих увеличение достигнутой скорости в 1,5-2 раза. - ЗНИКБТ, отчет 1984 г.,тепа 'Л 1,раздел 2 /Орлов A.B. и др.

7. Технология бурения скважин с вращением бурильной колонны глубиной 4,5-7,0 тыс.м з объединении "Грознефть" с использованием современных технических средств,обеспечивающих увеличение достигнутой скорости в 1,5-2 раза /Орлов A.B. и др. - Отчет за 1985 г., теш

№ I, раздел 2.

8. Сценка точности определения порового давления при бурении скважин в объединении "Грознефть"/Гераськин Г.Г. ,Югамухгш A.B.-Дурение, 1983. - Я 3.

9. Орлов A.B., Бэраськин В.Г. Основные закономерности изменения п. вазателей работы долот в зависимости от параметров режима бурения.-Вуренле. - 1983. - й 6.

10. Бзраськин В.Г., Орлов A.B. Выбор оптимальных сочетаний параметров режима бурения при изменяющимся дифференциальном давлении ПО "Грознефть" - Еурешге. - 1983. - .'« 7.

П. Выявление зависимости механической скорости проходки от. параметров режима бурения скважины з условиях изменяющегося дифференциального давления /Орлов A.B., Шргссов Л.Д.,1Ърасзкин З.Г. - Нефтегазовая геология,геофизика л бурение. - 1984. - $ I.

12. Гераськин В.Г., Орлов A.B., ^бенко З.Н. Влияние параметров режима бурения на механическую скорость проходки в условиях изменяющегося дифференциального давления. - Нефтегазовая геология,геофизика и бурение. - 1984. - ü 7.

13. Гераськин В.Г., Орлов A.B., ^бенко 3.3. Влияние дифференциального давления на долговечность опор долота. - Нефтегазовая геология, геофизика и бурение. - 1985. - й 12.

14. Гераськдн В.Г. Пути повышения скоростей бурения глубоких сква-жин.-Доклад на Зсесоюзн.конф."Пути развития научно-технического прогресса в нефтяной и газовой промышленности." - Грозный. - 1986.

15. Гераськин В.Г. Вывод адекватной зависимости,отображающей процесс углубления скважины /Сб.тр. ЗНИПКРнефтп.- 1989. - C.I24-I3I.

16. Бзраоышн В.Г. Исследование влияния тектонических напряжений на допустимое отрицательное значение дифференциального давления и показатели работы долот /Э.И.Е$грение,1987. - й 10. - С.7-8.

17. Гараськш В.Г. К вопросу об устойчивости горных пород,сдагал>-щих стенки бурящейся окважины. - Тез.доклада на конф.МУС.-1988.-С.18.

18. Бзраськин В.Г., Проселков Е.Б. Контроль за изменением площади поперечного сечения кольцевого пространства скважин при бурении скважин (ШО). 1988. - № 5. - С.5-7.

19. Гераськин В.Г., Безрукова З.С. О корректировке плотности бурового раствора при бурении глубоких и све^кглубоких скважин. -1989. - C.I45 - Тезисы доклада на - конф.МУС.

20. Бзраоышн В.Г., Танцюра Н.В., Габузов Г.Г. Оперативное определение дифференциального давления и градиента порового давления в процессе бурения скважин //Э.И.Буреете. - 1987. - № 12. - С.1-3.

21. 1&бузов Г.Г., Гераськин В.Г. Оперативное определение угла залегания непроницаемых горных пород в процессе бурения скважин. - НТД, 1989. - Я 5. - С.2-3.

22. Гераськин З.Г., Безрукова E.G. Пути сниненпя затрат на бурение глубоких скважин. - 1987, с.II - Тездокл.на конф. МУС.

23. Гераськин З.Г., Гэраськпн Г.Г., /йгбенко B.S. Способ оперативного определения дифференциального давления в процессе бурения скважин. - 011 прение, 1987. - .'5 6. - С. 10-12. -

24. Технологический регламент на технологию промывки скважин на площадях НП0"Союзб73геотермия". РД 51-485-761-87/Габузов Г.Г. .Аветисян. Н.Г., Еипшов М.А., Барьяк O.A., Гераськин З.Г., Горбачев H.A., йшмуха-летов Д.Х., Дорошенко В.'Л., Ковтун 'А.А. - 1987 , 44 с.

-25. Бухаров Г.С.,. Гэраськпн З.Г., Самохвалова Т.Г. Хдоркальциевый сверхутяжеленный буровой раствор /ЗИ Техника и технология бурения скзажин.- 1988. - й 4. - С.15-17.

26. Инструкция по технологии промывки и углубления скважин на площадях, ПО "Краснодарнефтегаз" РД 39-0147009-727-88/1кбузов Г.Г., 1йлимов М.А., Гераськин В.Г. и др. - 1988. - 52 с.

27. Гераськин В.Г., Гераськин Г.Г., Климухин A.B. Оценка точности определения порозого давления при бурении скважин в объединении "1рознефть" /Бурение. - 1983. - Je 3. - С.3-4.

28. Гераськин З.Г., Огородник O.A. Влияние дифференциального давления на показатели работы долот и состояние стенок сквашны. -20 Бурение. - 1987. - Я 9. - С.5-8.

29. Гераськин В.Г., Гйбузоя Г.Г., Суханов В.Б. Регулирование дифференциального давления в процессе бурения скважин в ПО "Краснодарнефтегаз". НТД, 1989. - .4 2. - C.9-II.

30. Гераськин З.Г., Суханов В.Б. и др. К вопросу плотности бурового раствора при бурении скважин "Спутник -I" и "Спутник-2" СГ-15000 з ПС'Краснодарнефтегаз",-М.:ИС ВШШОЭНГ, Вып.6Д990, С.15-17

31. Булатов A.II., Г^бузов Г.Г., Гераськин З.Г. Поиск резервов снижения стоимости углубления скважин при использовании стандартного бурового оборудования //Тр.Сев.-Кав.отд.Инженерной академии РФ,Краснодар. - 1922. - 0,4-19. ¿а

32. Рябченко B.'I., 1&бузоз Г.Г., Гераськин В.Г. Время устойчизо-го состояния ствола скважины при бурении глинистых отложений //Тр. Сев.-Кав.отд.инженерной академии РФ, Краснодар. -I9S2. - C.I39-ISI.

33. Гераськин В.Г., Гкбузов Г.Г., Каретхо О.Н. Повышение стойкости опор долота з условиях изменяющегося давления дифференциального

в системе "скважина-пласт" - М.: Ш ВЫШ03НГ,вып.4,1990, С.15-16.

34. Гераськин В.Г., 1&бузов Г.Г. Оперативное определение утла залегания непроницаемых горных пород в процессе бурения сквагдш. -М., Ш БШШОЗНГ. - Вып.5. - 1989. - С.2-3.

35. Методическое пособие и технологический алгоритм обучающей задачи о совместном влиянии режимных параметров бурения, гидравлической мощности в насадках долота и дифференциального давления на среднюю механическую скорость при роторном бурении /рег.й 09.01.82)/Рерась-кин В.Г., Габузоз Г.Г., Комнатный Ю.Д. - Калиниград. - 1989 г.

36. Методическое пособие и технологический алгоритм обучающей задачи о влиянии технико-технологических и горнснгеологяческих условий на износостойкость буровых долот (perJS 08.01.68)Арбузов Г.Г., Гэраськин В.Г., Комнатный Ю.Д. - Калининград - 1990 .

37. Методическое пособие и технологический алгоритм обучающей задачи о влиянии геолого-технических условий бурения на время устойчивого состояния ствола скважины (perJS 09.01.224}/Г&бузов Г.Г. .Гераськин В.Г., Комнатный Ю.Д. - Калининград - 1991 .

38. Методическое пособие ж технологический алгоритм обучающей задачи по выбору оптимальных режимных параметров роторного бурения и показателей гидравлической программы по критерию минимума стоимости метра проходки (peri* 09.01.394)/1&бузов Г.Г., Гэраськин В.Г. -Калининград - 1992 .

39. Методическое обеспечение и технологический алгоритм для тренажера-имитатора по вопросам предупреждения осложнений, связанных с нарушением устойчивости стенок скважины в зонах с аномально-высоким поровым давлением (per. № 05.01.585) / Лэрзськин В.Г. -Калининград - 1993 .

40. Методическое обеспечение и технологический алгоритм для треиакера-кмитатора по вопросам предупреждения осложнений, связанных с прилипанием бурильного инструмента (per. К 05.01.584)/Герась-кин В.Г. - Калининград - 1993 .

41. Методическое обеспечение и технологический алгоритм для тренажера-имитатора по вопросам рациональной отработки буровых долот (per,В 05.01.587) } Гэраськин В.Г. - Калининград - 1993 .

42. A.c. Д I476II7 "Способ определения ориентации пластов в разрезе скважинып/Пэраоькин В.Г., Шбузов Г.Г. Б.И.й 16, 1989.

43. A.c. № I67555I "Способ определения прочности горных пород

в процессе проводки скважин" /Ъэраськин В.Г. и др. Б.М. № 33, 1991.

44. Л.с. № 1545622 "Способ определения порового давления в процессе бурения" /Р-раськин В.Г. Б.И. й 8, 1990.