автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.10, диссертация на тему:Развитие методики оптимизации режимов бурения скважин трехшарошечными долотами

г'

X 41 УДК 622.24.08(470.1/25)

^^ На правах рукописи

КАМЕНСКИХ СЕРГЕЙ ВЛАДИСЛАВОВИЧ

РАЗВИТИЕ МЕТОДИКИ ОПТИМИЗАЦИИ РЕЖИМОВ БУРЕНИЯ СКВАЖИН ТРЕХШАРОШЕЧНЫМИ ДОЛОТАМИ

Сиециалыюсть 05.15.10 «Бурение скважин»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ухта 1998

Работа выполнена в Ухтинском индустриальном институте (УИИ)

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент

Петр Федотович Осипов Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Евгений Константинович Юнин кандидат технических наук Анатолий Григорьевич Минко Ведущее предприятие - Государственное Федеральное

унитарное предприятие (ГФУП) «Ухтанефтегазгеология»

Защита диссертации состоится « И 9 » « скхл^ил » 1998 года в «/I» 1 сов на заседании диссертационного совета К 064.83.02 при Ухтинском индусц альном институте по адресу: 169400, Республика Коми, г. Ухта, ул. Первом; екая, 13.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ухтинского индустриального института

Автореферат разослан «24» « cl.K-T.5t £ » 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат технических наук, доцент Н.М. Уляшева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ.

Бурение скважин на нефть и газ - самый дорогостоящий процесс в общем -жлс работ, связанных с разведкой этих полезных ископаемых, их добычей, >анспортом и переработкой. Одним из основных процессов при бурении явля-ся работа долота по углублению ствола скважины. Оптимизация этого лроцес-I оказывает решающее влияние на технико-экономические показатели строи-льства скважин. Решение проблемы оптимизации режимов бурения усложняли неоднородностью разбуриваемых пород, присущей практически всем пло-адям и месторождениям, и ограниченностью информации об ее свойствах, ха-1ктерной для проводки поисковых и разведочных скважин.

В нашей стране и за рубежом накоплен достаточно большой опыт исследо-игая процессов, связанных с работой долота на забое. Во временном отношении от опыт занимает несколько десятков лет. Затрачены немалые средства на прощение исследований, результатом которых стало накопление знаний о процес-IX, сопутствующих работе долота на забое. Однако, необходимо дальнейшее авитие этих исследований, направленных на создание работоспособной мето-«ш поиска оптимальных вариантов углубления скважин на площадях (место-ждениях), сложенных перемежающимися породами, при минимуме исходной ^формации.

Следует отметить, что строительство скважин в условиях Крайнего Севера ;ложняется суровыми природно-климатическими условиями, которые характе-оуются пониженными температурами, сильными пронизывающими ветрами и зуднодоступностью большинства районов бурения. В результате этого заметно зеличивается доля простоев, вспомогательных и ремонтных работ в балансе ра-эчего времени, накладываются определенные ограничения на темп выполнения туско-подъемных операций, снижается надежность работы бурового оборудо-шия и производительность труда буровых бригад. Между тем эти факторы не читываются при планировании долбления, при выборе долот и параметров его гработки.

Поэтому разработка методики выбора оптимальных параметров режиме бурения, способной с достаточной точностью и оперативностью моделировать отработку долота в перемежающихся породах при минимуме исходной информации и учитывающей особенности строительства скважин в условиях Крайнего Севера, является актуальной.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ.

Повышение эффективности процесса разрушения горных пород при бурении в условиях чередования пород по буримости путем оптимизации параметров режима бурения на основе разработки методики отработки долота с применением ПЭВМ на этапах проектирования и управления процессом с учетом влияния экстремальных условий Крайнего Севера.

ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ РАБОТЫ.

1. Установление свойств и закономерностей диаграммы бурения (зависимость углубления долота за оборот от удельной нагрузки).

2. Исследование основных факторов, влияющих на процесс работы шарошечных долот, и разработка методики проектирования оптимальных режимов бурения на основе диаграммы (п. 1) в перемежающихся породах.

3. Реализация методики оптимизации параметров режима бурения перемежающихся пород путем разработки пакета компьютерных программ, в том числе ; возможностью учета особенностей строительства скважин в экстремальных условиях Крайнего Севера.

4. Разработка основных положений информационного обеспечения методики оптимизации режимов бурения и реализующей ее программы.

5. Апробация регламентов на углубление поисковых и разведочных сква-кин в неоднородных по буримости породах.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА.

1. По фактическим результатам бурения впервые установлены (и выявлены 13 числа уже известных) закономерности диаграммы бурения, которые позволя-

т преодолеть методические трудности, связанные с неоднородностью пород по фИМОСТИ.

2. Для прогнозирования износа шарошечных долот разработана принципи-[ьно новая методика определения и «расходования» ресурсов опоры и воору-епия, определяемых как произведение удельной нагрузки на долото, частоты о вращения и стойкости. На основе промыслового материала об отработке до->т установлены нормативные значения ресурсов опоры и вооружения различ-»IX типоразмеров шарошечных долот и заводов-изготовителей. Выявлены коли-хтвенные зависимости ресурсов опоры и вооружения долота от режима его отмотки, твердости и абразивности разбуриваемых пород, типа и параметров бу->вого агента, входящих в него смазочных добавок, степени очистки, присутст-1Я сероводорода.

3. На основе установленных свойств и закономерностей диаграммы буре-1Я (п. 1) впервые разработана методика оптимизации параметров режима буре-1я и реализующая ее компьютерная программа, которые позволяют с достаточ-)й точностью и оперативностью моделировать отработку долота в неоднород-,1х по буримости породах при минимуме исходной информации; моделировать йоту не выпускаемых серийно (опытных) долот; учитывать природно-шматические факторы Крайнего Севера и сезонность.

ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ.

1. Установленные свойства и закономерности диаграммы бурения должны пользоваться в качестве методической основы для разработки методики опти-нзации параметров режима бурения перемежающихся пород при минимуме ис-)Дной информации.

2. Методика определения и «расходования» ресурсов опоры и вооружения, также их установленные значения и количественные зависимости от режима гработки долота, твердости и абразивности разбуриваемых пород, типа и пара-етров бурового агента, входящих в него смазочных добавок, степени очистки, эисутствия сероводорода должны использоваться при прогнозировании износа :арошечных долот.

3. Разработанную методику оптимизации параметров режима бурения и реализующую ее компьютерную программу необходимо использовать при проектировании регламентов на углубление поисковых, разведочных и эксплуатационных скважин и оперативном управлении отработкой долота в условиях частой изменчивости пород по буримости.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ.

По результатам бурения 16 площадей Усинского района и Ненецкого автономного округа установлены нормативные значения ресурсов опор и вооружения для различных типоразмеров шарошечных долот и заводов-изготовителей. Правомерность применения найденных значений ресурсов опор для прогнозирования стойкости подтверждена промысловыми испытаниями на скв. 1-НЧ Чибью (ООО «Одессбур»).

Разработанная программа оптимизации параметров режима бурения использовалась при проектировании и оперативном управлении отработкой долот [1а поисковой скв. 32-Вост. Возейю и разведочной скв. 50-Вост. Уса, сложенных неоднородными по буримости породами, что позволило (по сравнению с результатами строительства скв. 31 и 34-Вост. Возейю и скв. 40-Сев. Уса):

• увеличить проходку на долото в 1,6; 1,4 и 1,3 раз соответственно;

• снизить стоимость 1 м проходки на 42,45 и 24,5 % соответственно;

• увеличить рейсовую скорость в 1,8; 1,9 и 1,3 раз соответственно.

Экономический эффект от использования оптимальных режимов бурения

1а скв. 32-Восточная Возейю и скв. 50-Восточная Уса составил 162152 и 222840 зуб. соответственно (в ценах 1984 г.).

Основные принципы и положения, лежащие в основе разработанной мето-щки оптимизации параметров режима бурения перемежающихся пород и соз-щнной на ее основе программе, используются при обучении студентов специ-шьности 090800 «Бурение нефтяных и газовых скважин» в лекционном курсе щециплин: «Проектирование скважин», «Научные основы проектирования ре-кимов бурения», «Программное обеспечение в бурении», при курсовом и ди-шомном проектировании.

Практическая ценность работы характеризуется также соответствием ос-вных направлений исследований программам госбюджетных фундаментально [рикладных НИР по Единым заказ - нарядам Министерства общего и профес-онального образования РФ: «Создание и развитие научных основ геолого -шических решений по разведке месторождений нефти и газа кустами наклон-[X и горизонтальных скважин» (№ 9602), «Разработка и развитие актуальных просов бурения и заканчивания направленных скважин на Севере Европейской ;ти России» (параграф 47); научно-технической программе по заказу Мин-шссвязи РК: «Разработка методики технологического и экологического кон-эля доразведки выведенных из разработки месторождений нефти и газа» (№ 02); хоздоговорной работе: «Научно-техническое сопровождение по строи-1ьству скважины 1-НЧ Чибью» (№ 9539).

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ.

Основные положения работы докладывались на научно-технической кон-ренции «Проблемы развития газодобывающей и газотранспортной систем от-:ли России» (г. Ухта, апрель 1995г.), научных коллоквиумах и семинарах кадры бурения УИИ (г. Ухта, 1996-1998 г.г.), международной конференции [роблемы освоения Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции» (г. Ухта, враль 1998 г.), технологическом семинаре ГНПП «Недра» (г. Ярославль, май 98 г.); основные положения работы использовапы в методических указаниях 1атематическая модель оптимизации режимов бурения шарошечными долота-[» для вузовской и послевузовской подготовки специалистов по направлению 3600 «Нефтегазовое дело».

ПУБЛИКАЦИИ.

Содержание диссертационной работы изложено в 9 печатных работах.

ОБЪЕМ РАБОТЫ.

Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов и реко-эдаций, списка использованной литературы из 167 наименований, трех пряжений, изложена на 188 страницах машинописного текста, включая 68 рисун-в и 25 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ВО ВВЕДЕНИИ показана актуальность темы диссертации и в виде краткой аннотации изложены основные положения выполненной работы.

В ПЕРВОЙ ГЛАВЕ выполнен обзор и анализ работ отечественных и зарубежных исследователей в области оптимизации параметров режима бурения.

Значительный вклад в исследование, совершенствование и проектирование режимов бурения скважин внесли как отечественные: Ю.Ф. Алексеев, Б.В. Бай-дюк, В.Г. Беликов, Г.Д. Бревдо, В.Г. Григулецкий, A.B. Зубарев, P.A. Иоаннесян, Ю.Р. Иоаннесян, H.A. Колесников, М.Р. Мавлютов, В.Д. Маханько, A.B. Орлов,

A.A. Погарский, А.Н. Попов, С.А. Посташ, Ю.Ф. Потапов, В.В. Симонов, А.И. Спивак, B.C. Федоров, JI.A. Шрейнер, P.M. Эйгелес, Е.К. Юнин и другие, так и зарубежные исследователи: Д. Аллен, М. Бингхэм, X. Вудс, Е. Галле, Д. Роулей, Р. Финстра, Д. Эккель, Д. Эдварде и др. Достаточно большое влияние на развитие технологии бурения на Севере Европейской части России оказали Р.Г. Ахма-деев, В.Ф. Буслаев, И.Ю. Быков, С.М. Вышенский, Ю.М. Гержберг, В.А. Зюзев,

B.Т. Лукьянов, П.Ф. Осипов, Ю.Ф. Рыбаков, Г.Ф. Скрябин, Н.М. Уляшева и др.

Показаны основные преимущества и недостатки известных методик и моделей проектирования оптимальных режимов бурения и доказано, что одной из основных проблем успешного моделирования отработки долота является неоднородность пород по буримости, присущая практически всем площадям и месторождениям, и неоправданно усложненные подходы к информационному обеспечению существующих методик и моделей, что значительно затрудняет их применение, особенно в практике поискового и разведочного бурения.

ВО ВТОРОЙ ГЛАВЕ показано, что трудности, обусловленные перемежаемостью пород, преодолеваются, если методика, описывающая работу долота на габое, основывается на сравнительно простых и объемистых свойствах и закономерностях диаграммы бурения (зависимость углубления долота за оборот 8 от удельной нагрузки g), которую одним из первых описал М. Бингхэм, предложивший аппроксимировать ее двумя прямыми. Диаграмма бурения в нашей интерпретации (рис. 1) состоит из линии поверхностного разрушения (ЛПР), линии

ьемного разрушения (ЛОР) и линии замедления (ЛЗ). ЛПР и ЛОР характери-отся угловыми коэффициентами соответственно к1 и к2 (к, — к2 — <%/

у-^в)). Продолжение ЛОР отсекает отрезок от оси нагрузок в области положи-1ьных значений называемый условной прочностью породы.

В результате проведенных автором промысловых исследований и анализа и обработки результатов работ перечисленных выше исследователей установ-ю, что диаграмма бурения отражает в общем виде закон разрушения горных род и обладает рядом устойчивых свойств и закономерностей (рис. 1):

1. Отношение числовых значений угловых коэффициентов к2 /кг близко к тачине 2,5 независимо от свойств разбуриваемых пород, параметров бурового :нта, частоты вращения долота и его износа.

2. Величина условной прочности породы не зависит от изменения час-гы вращения долота п, с увеличением которой значения угловых коэффициен-а к1 и к2 уменьшаются.

3. ЛПР и ЛОР имеют верхние предельные положения, соответствующие лым частотам вращения долота. При этом образуются предельные линии по-зхностного и объемного разрушения (ПЛПР и ПЛОР), характеризуемые угло-ми коэффициентами к,„р и к2яр. Величину частоты вращения, при которой по-чены ПЛПР и ПЛОР, далее будем называть критической пкр.

4. Критическая частота вращения пкр , по существу, характеризует разбу-ваемую породу и условия бурения.

5. Использование долот с другим типом вооружения не влияет на величи-условной прочности породы g0, но уменьшает значения угловых коэффици-гов к} и к2.

6. Увеличение интенсивности гидромониторной промывки забоя в зависи-сти от гидродинамического давления струи и дифференциального давления иводит к перемещению (уменьшению) к без существенного изменения гшчины углового коэффициента к2.

7. Увеличение дифференциального давления способствует перемещению зеличепию) £„ к ц,Кд и уменьшению значений угловых коэффициентов А/ и к2.

Удельная нагрузка

Рис. 1. Обобщенная диаграмма бурения (ЛПР и ЛОР- линии поверхностного и объемного разрушения, характеризуемые угловыми коэффициентами к, и к2 и получаемые при и > п Кр; ПЛПР и ПЛОР - предельные линии поверхностного и объемного разрушения, характеризуемые угловыми коэффициентами к ¡„р и к2„р и получаемые при л 5 пкр; ЛЗ - линия замедления; ¿»„ - условная прочность породы; - условная прочность породы, обусловленная влиянием гидромониторных струй; g„м - текущее положение g0^,g<,,„p - предельное положение gtl;g - условная прочность породы, обусловленная увеличением дифференциального давления; М, МС, С - типы вооружения долота)

и

8. Износ вооружения долота сопровождается увеличением условной проч-)сти породы gt) и некоторым уменьшением значений угловых коэффициентов к] к2, причем отношение %0,пр1£0 для полностью изношенного вооружения равно личине 2,5 и не зависит от типа долота и свойств породы.

Последнее свойство диаграммы имеет принципиальное значение для моде-фования бурения в перемежающихся породах. Если обозначить текущее зна-;ние Ко через g0.m, а их отношение £„.„,/через (относительный износ), I при переходе из одной однородной пачки в другую меняется абсолютное знание но сохраняется неизменной величина цотн. Это означает, что «конст-'ироваиие» диаграммы бурения для изменившихся условий становится прип-шиалыю возможным, поскольку для определения '¿„_т для новой пачки доста-1чно умножить новое значение наgorш.

Следовательно, как наличие в разрезе пачек разной буримости, так и их шичество и толщина (мощность), перестают быть препятствием для моделиро-ния процесса бурения шарошечными долотами.

Таким образом, условная прочность породы критическая частота вра-ения пкр и угловые коэффициенты к7 и П2 в достаточной степени характеризуют дбуриваемую породу и условия бурения. Перечисленные свойства диаграммы нот возможность количественно описать ее видоизменение во времени, т.е. ^работать методику оптимизации параметров режима бурения.

ТРЕТЬЯ ГЛАВА посвящена разработке методики оптимизации режимов 'рения, основанной на предложенной П.Ф. Осиповым идее применения диа->аммы бурения в качестве методической базы количественного описания пропсов разрушения породы шарошечным долотом.

Разрабатываемая методика была реализована в виде математической моде-I процесса бурения перемежающихся пород, которая в общем виде описывает п ыре основных процесса, сопровождающих работу породоразрушающего ин-■румента на забое (разрушение породы, износ вооружения, износ опоры и очи-ка забоя от шлама) и основывается на следующих принципиальных положени-

• процесс разрушения горной породы долотом в полной мере характеризуется количественными изменениями характеристик диаграммы бурения к} к2, «кр) во времени;

• процесс износа вооружения долота описывается изменением («расходованием») ресурса вооружения во времени;

• количественное описание износа опоры шарошек обеспечивается изменением («расходованием») ресурса опоры во времени;

• моделируемое долбление расчленяется на некоторое количество элементов по времени 1(1) = п /1200), в течение которых параметры режима бурения принимаются постоянными и условно считается, что долото не изнашивается;

• начисление износов вооружения и опоры осуществляется в конце временных элементов .

Под ресурсом вооружения М„ понимается величина, равная произведению:

Me=gnt,

где я - удельная нагрузка на долото, кН/мм; п - частота вращения долота, мин"1; г - стойкость долота до полного износа вооружения, мин.

Ресурс Ме является одной из технических характеристик конкретного ти-торазмера долота и не зависит от условий его отработки (параметров режима бу-эения, промывки и от свойств пород), но которые, однако, влияют на темп его (расходования» во времени.

Ресурс опоры Ме„ также является технической характеристикой долота 'как изделия) и определяется как произведение удельной нагрузки на долото, тстоты вращения и его стойкости до полного износа опоры.

При таком подходе к оценке износа прогнозирование стойкости сводится к организации процедуры «расходования» через расчет текущего значения ресурса Мт по формуле:

"де рф - повышающий или понижающий коэффициент, зависящий от условной категории разбуриваемых пород по твердости и абразивности, режима

отработки долота, типа и параметров бурового агента, входящих в него смазывающих добавок, наличия сероводорода, степени очистки.

Очевидно, что текущее значение ресурса Мт в процессе долбления меняет-в пределах от нуля до М0„ (MJ, поскольку при полностью изношенной опоре юружении) весь ресурс оказывается полностью израсходованным. Процедура асходования» ресурса осуществляется следующим образом. За каждый отрезок гмени t(i) подсчитывается текущее значение ресурса Мт{,-), которое прибавляют умме предыдущих. Когда в процессе расчетов значение Мт станет равным Моп 'Ù, то опора (вооружение) выходит из строя и долбление заканчивается.

Значения коэффициента ресурсов опоры Моп и вооружения М, опреде-отся на основе промыслового материала об отработке долот.

Интенсивность промывки забоя скважины влияет на работу долог по раз-

лу:

1. При высоких механических скоростях бурения и несовершенной схеме шывки долог имеет место накопление шлама на забое в виде обновляющейся амовой подушки, при этом на диаграмме бурения появляется JI3 (рис. 1).

2. При механических скоростях бурения, превышающих 10 - 15 м/ч, когда 5уренная порода несколько «утяжеляет» буровой агент в кольцевом простран-е, в ряде случаев, имеет место увеличение дифференциального давления, что ровождается увеличением ga до go à (рис. 1) и уменьшением значений угловых ффициентов ki и А>

3. При бурении гидромониторными долотами высоконапорные струи, воз-ствуя на забой в его периферийной части, обеспечивают в зависимости от родинамического давления струи и дифференциального давления появление гковременной депрессии и обратной фильтрации в породе, что сопровождает-'меныпением g„ до £„.г (рис. 1 ) без существенного изменения величины угло-э коэффициента к2.

4. При воздействии на забой гидромониторных струй происходит перерас-целение нагрузок на зубья и опору долот, в результате чего уменьшается их 1кость. Чем выше разница в условиях разрушения периферийной и централь-

ной частей забоя, тем интенсивнее «расходуется» ресурс (начисляется износ) ка] вооружения, так и опоры долота за расчетный интервал времени .

Оценка влияния режима промывки на работу долот сводится к количест венному описанию вышеуказанных эффектов.

В ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ представлен алгоритм программы, реализующе! методику, которая осуществляет автоматизированный поиск оптимальных пара метров режима бурения в перемежающихся породах. Блок-схема программь представлена на рис. 2.

Программа состоит из следующих блоков (модулей):

• ввод исходных данных и их обработка;

• оценка влияния режима промывки на работу долота;

• расчет износа вооружения долот с фрезерованными зубьями;

• расчет износа вооружения долот с твердосплавными зубьями;

• расчет износа опоры долота;

• расчет текущих и конечных показателей бурения;

• анализ вариантов долбления и выбор оптимального сочетания типомо дели долота и параметров его отработки.

Оптимальные параметры режима углубления скважины и типомодель дс лота выбираются путем сравнения конечных результатов вариантных расчетньт долблений, отличающихся величинами п к g. Для этого выбирается область пс иска по частоте вращения («„„,, <п <птах) и по удельной нагрузке (¿„¿и <# с шагом по я и Количество расчетных долблений будет равно произведенш числа вариантов по и на число вариантов по g. Если в расчетах участвует не сколько типомоделей долот, то общее количество расчетных вариантов соответ ственно возрастет.

Оптимальный режим бурения выбирается по одному из следующих крип риев (по желанию пользователя): минимуму стоимости 1 м бурения; максимум рейсовой скорости; максимуму проходки на долото; максимуму механическс скорости.

Рис. 2. Блок-схема программы.

Вариант сочетания типомодели долота, п и g, соответствующий экстремуму выбранного критерия, будет близким к оптимальному. Дело в том, что шаг гоиска может оказаться слишком большим, и истинно оптимальный вариант, жорсе всего, будет находится внутри шага по я или Поэтому есть смысл в ок-зестностях найденного частного оптимума поискать истинный, уменьшив шаг юиска в ту и другую сторону в два и более раз как по я, так и по g.

В реальном масштабе времени такая задача может быть решена только с томощью ПЭВМ.

Следует отметить, что программа позволяет моделировать работу не вы-тускаемых серийно (опытных) долот, что обеспечивается введением соответствующих значений ресурсов вооружения и опоры, т.е. появляется возможность обоснования направлений проектирования новых моделей долот.

Структура программы не исключает развития ее в сторону повышения точности расчета (моделирования), например, путем введения режима учета ре-юнапеных колебаний бурильной колонны и их отсева из общего набора решений.

В ПЯТОЙ ГЛАВЕ исследованы и обозначены три варианта информационного обеспечения программы оптимизации параметров режима бурения:

1. На основе определения характеристик диаграммы бурения (<,'„, к}, к2, п^,) путем проведения тестовых экспериментов в процессе отработки долота (наивысший по достоверности уровень информационного обеспечения).

2. На основе определения 3 и усредненного углового коэффициента кср пс данным механического каротажа (средний по достоверности уровень информационного обеспечения).

3. На основе средних значений Зср и кср за долбление, найденных в результате обработки промысловых данных о работе долот на площади или месторождении (низкий по достоверности уровень информационного обеспечения).

Первый вариант наиболее надежен и достоверен. Поэтому в настояще{ главе подробно описана методика проведения промысловых исследований с це лью получения основных характеристик диаграммы бурения.

Информацию о горных породах, получаемую на основе механического ка-гажа с фиксируемой проходкой не более 1 м, трудно назвать идеальной, но она ¡поляет с относительно высокой степенью вероятности оценить величины уг-зых коэффициентов А; и к2 и весьма ориентировочно-^„и пкр.

Информативная ценность третьего варианта существенно меньше, поэтому I определения кср целесообразно пользоваться результатами работы долота за ;ту, В результате этого долбление будет расчленено на части, и достоверность заметно увеличится.

Усредненный коэффициент кср, определяемый на основании механическо-каротажа или результатов долбления за вахту, взаимосвязан с А/ \\ к2. Раз-отана методика приближенного определения угловых коэффициентов А/ и к2 ез к^ в зависимости от условной категории пород по твердости, типа воору-гия долота (твердосплавное и фрезерованное) и степени его износа. Право-'ноегь методики подтверждена результатами исследований автора при проке скв. 31, 32, 34-Восточная Возейю и скв. 50-Восточная Уса.

В данной главе также представлены определенные с помощью стандарт; методов математической статистики нормативные значения ресурсов опор и ружения шарошечных долот. На основании анализа и обработки результатов ения 16 площадей Усинского района и Ненецкого автономного округа уста-пена количественная зависимость ресурсов опор и вооружения от режима от-этки долота, категории разбуриваемых пород по твердости и абразивпости, 1 и параметров бурового агента (глинистый, полимерный и раствор на нефтя-основе), входящих в него смазывающих добавок, степени очистки, наличия >водорода.

В ШЕСТОЙ ГЛАВЕ представлены результаты проведенных автором про-ловых исследований на скв. 31,32, 34-Вост. Возейго и скв. 50-Вост. Уса в пе-( с 1992 по 1996 г.г. в АООТ «Усинскгеонефть». Всего было получено 69 -рамм бурения, часть из которых представлена на рис. 3-5. Полученные ха-еристики диаграммы бурения использовались для моделирования работы >т и оптимизации режимов их отработки по минимуму стоимости 1 м про-

ходки. В результате проведенных расчетов составлены регламенты на бурение поисковой скв. 32-Вост. Возейю и разведочной скв. 50-Вост. Уса. Результата внедрения оптимальных режимов бурения на скв. 50-Вост. Уса представлены I табл. 1.

Табл. 1

Технико-экономические показатели расчетных (оптимальных) и фактических (реализованных) режимов бурсиия на скв. 50-Восточная Уса

Типоразмер долота Режим бурения Интервал, бурепия, м Технико-экономические показатели

<7, кН и, мин"1 расчетные фактические

м/ч Сн > руб V» м/ч Си» руб

295,3 М-ГВ-4Ш 240 120 800-948 8,0 21,78 7,7 22,70

295,3 М-ГВ-4Ш 240 120 948-1098 7,8 22,44 7,7 22,73

295,3 М-ГВ-4Ш 240 120 1098-1243 7,4 23,87 7,8 22,67

295,3 М-ГВ-4Ш 240 90-120 1243-1377 5,8 22,94 5,4 24,30

295,3 М-ГВ-4Ш 240 90 1377-1497 4,2 30,05 4,3 32,19

295,3 М-ГВ-4Ш 240 90 1497-1622 4,1 31,23 4,2 31,30

295,3 М-ГВ-4Ш 240 90 1622-1751 4,0 33,20 4,1 30,41

295,3 М-ГВ-4Ш 240 90 1751-1830 3,2 41,08 3,1 42,30

295,3 СЗ-ГНУ К23 240 90 1830-1964 2,6 56,22 2,5 57,66

295,3 СЗ-ГНУ Я23 240 90 1964-2105 2,6 56,46 2,4 58,30

295,3 СЗ-ГВ 240 90 2105-2212 2,4 60,77 2,5 59,94

295,3 СЗ-ГВ 240 90 2212-2283 2,3 66,69 2,2 70,97

295,3 СЗ-ГНУ 1Ш 240 90 2283-2428 2,5 58,65 2,3 59,69

295,3 СЗ-ГНУ Я23 240 90 2428-2558 2,4 59,75 2,5 57,30

295,3 СЗ-ГНУ Я23 240 90 2558-2682 2,3 62,41 2,4 60,55

295,3 СЗ-ГНУ Я23 240 90 2682-2766 2,4 61,83 2,3 68,41

215,9 СЗ-ГНУ Ш9 200 70 2797-2823 2831-2862 1,7 83,27 1,5 97,31

215,9 СЗ-ГАУ Я53 200 70 2876-2993 3007-3080 1,7 77,75 1,6 83,93

215,9 СЗ-ГАУ Я53 200 70 3085-3324 1,7 79,97 1,7 80,20

215,9 СЗ-ГАУ Я53 200 70 3324-3393 3400-3540 1,7 80,77 1,6 82,60

215,9 СЗ-ГАУ 1153 200 70 3545-3643 3649-3696 1,7 77,79 1,5 88,34

215,9 С-ГНУ 200 70 3710-3792 1,3 100,12 1,2 106,40

215,9 СЗ-ГАУ 1153 200 70 3807-3935 1,3 88,79 1,2 95,09

215,9 СЗ-ГАУ Я53 200 70 3940-4096 1,3 91,10 1,3 89,90

В среднем 2,3 59,56 2,3 60,14

Удельная нагрузка, кН/мм

Змс. 3. Диаграмма бурения (скв. 34-Восточная Возейю; интервал 1912-2035 м; долото: »95,3 МСЗ-ГНУ 1137; насадки: 13*13*13; износ ВЗПЗК2; О = 0,026 м3/с; п = 80 мин '): 1 -ш тер пал 1913-1914,2 м; 2 - интервал 2025-2025,6 м.

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0 6 0.7

Удельная нагрузка, кНМым

ис. 4. Диаграмма бурения (скв. 31-Восточиая Возейю; интервал 1624-1726 м; долото: Е>5,3 СЗ-ГНУ 1123; насадки: 12*12*15; износ ВЗПЗД1; О = 0,026 м'/с; п = 70 мин"1): 1 -нтервал 1650-1655,3 м; п = 70мин"'; 2 - интервал 1655,3-1659,8 м; п = 90 мин"1; 3 -нтервал 1716-1718,7 м; п = 70мин"'.

Удельная нагрузка, кН/мм

1С. 5. Диаграмма бурения (скв. 31-Восточная Возейю; интервал 1506-1719 м; п=90мин"'): - долото 295,3 СЗ-ГНУ К23; интервал 1655-1660 м; 2 - долото 295,3 М-ГВ; интервал 1590-¡94 м.

Анализ результатов применения программы оптимизации на скв. 32-Вос Возейю и скв. 50-Вост. Уса показал, что расхождение расчетных показателе стоимости 1 м проходки и рейсовой скорости от реализованных (фактических) г превысило 14,5 и 13,0 % соответственно. В результате внедрения регламентов I скв. 32-Вост. Возейю и скв. 50-Вост. Уса получен экономический эффект в ра мере 162 152 и 222 840 руб. соответственно (в ценах 1984 г.).

Проанализированы технико-экономические показатели строительстг скважин АООТ «Усинскгеонефть» (ранее УНГРЭ) за период с 1982 по 1995 г. Установлено, что природно-климатические условия Крайнего Севера и сезо) ность оказывают существенное влияние на скорости бурения, надежность работ бурового оборудования и производительность труда буровых бригад. Однак это влияние не учитывается при планировании долбления. Поэтому в рабо' предлагается методика подготовки исходных данных для моделирования проце са бурения в зимних условиях, включающая дополнительное время на выиолн ние спуско-подъемных операций, проведение вспомогательных и ремонтных р бот, вынужденные технологические простои. Проведенное моделирование пр цесса бурения в зимний (с учетом дополнительного времени) и летний период года показало, что зимой необходимо использовать «специальный» режим бур ния, характеризующийся пониженными значениями нагрузки и частоты враш ния (по сравнению с «летним» режимом).

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Установлено, что диаграмма бурения отражает в общем виде закон рг рушения горных пород шарошечными долотами и обладает рядом устойчив! свойств и закономерностей:

• Величина условной прочности породы g0 не зависит от изменения че тогы вращения долота, с увеличением которой значения угловых коэффициент Аг и к2 уменьшаются по единому для всех пород закону.

• Линии поверхностного и объемного разрушения (ЛПР и ЛОР) име! верхние предельные положения, соответствующие критической частоте враи ния долота Пкр и применению долот типа М.

• Критическая частота вращения долота пкр характеризует разбуривае-о породу и условия бурения.

• Переход на другой тип вооружения не влияет на величину условной юности породы д0, но уменьшает значения угловых коэффициентов А; и к2.

• Увеличение интенсивности гидромониторной промывки забоя в зави-юсти от гидродинамического давления струи и дифференциального давления водит к уменьшению условной прочности породы g0 без существенного из-ения величины углового коэффициента к2.

• Увеличение дифференциального давления способствует увеличению эвной прочности породы и уменьшению значений угловых коэффициентов к2.

• Износ вооружения долота сопровождается увеличением условной юности породы и некоторым уменьшением величин угловых коэффициен-к] и к2, причем отношение 80 для полностью изношенного по воору-ию долота почти постоянно равно величине 2,5 и не зависит от типа долота и ютв породы.

• Отношение числовых значений угловых коэффициентов к2 / к1 чис-ю равно 2,5.

зчисленные свойства и закономерности диаграммы бурения могут служить щической основой для разработки методики оптимизации параметров режи-урения, в том числе перемежающихся пород.

2. По промысловым данным установлены нормативные значения ресурсов ужения и опоры различных типоразмеров долот и заводов-изготовителей, ученные значения ресурсов, определяемых с помощью принципиально новой дики как произведение удельной нагрузки, частоты вращения и стойкости, овало бы записывать в паспорт долота для оценки потенциальных возмож-ей шарошечных долот и прогнозирования их стойкости.

3. По фактическим результатам бурения установлены количественные замости ресурсов опоры и вооружения долота от режима его отработки, твер-я и абразивности разбуриваемых пород, типа и параметров бурового агента,

входящих в него смазочных добавок, степени очистки, присутствия сероводор да. Используя эти зависимости, с помощью разработанной методики «расходов ния» ресурсов опор и вооружения можно с достаточной точностью прогнозир вать износ шарошечных долот в различных геолого-технических условиях.

4. На основе установленных свойств и закономерностей диаграммы бур ния (п.1) разработана новая методика оптимизации параметров режима бурени реализованная в виде математической модели процесса отработки долота в п ремежающихся породах. Для реализации математической модели составлены а горитм и компьютерная программа, испытание которой в промысловых у слов и; показало, что расхождение по технико-экономическим показателям при факт ческих и оптимизированных режимах бурения по рейсовой скорости и стоимос 1 м бурения составляет не более 13,0 и 14,5 % соответственно.

5. Установлено, что климат Крайнего Севера и сезонность оказывают зн чителыюе влияние на технико-экономические показатели долбления и выбор о тимального режима бурения. С помощью разработанной методики подготов) исходных данных при моделировании влияния особенностей бурения в услови Крайнего Севера установлено, что в зимний период (по сравнению с летним) и обходимо применять «специальный» режим бурения, характеризующийся пон женными значениями нагрузки и частоты вращения.

6. Внедрение оптимальных режимов бурения на скв. 32-Вост. Возейю скв. 50-Вост. Уса обеспечило достижение экономического эффекта в размере 1 152 и 222 840 руб. соответственно (в ценах 1984г.).

ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Каменских C.B., Логачев Ю.Л., Осипов П.Ф. Совершенствование реж мов бурения на площадях Восточная Возейю и Кыртаель с использованием ь тодов математического моделирования // НТЖ: «Строительство нефтяных и ] зовых скважин на суше и море».- М.: ВНИИОЭНГ, 1994, № 11-12.-С. 6-8.

2. Каменских C.B., Логачев Ю.Л., Осипов П.Ф. Математическое моде: рование отработки долот (на примере Восточно-Возейюской площади) // Тези докладов конференции, посвященной 35-летию Севернипигаза: «Проблемы р

ития газодобывающей и газотранспортной систем отрасли и их роль в энергети-е северо-западного региона России».- Ухта: Севернипигаз, 1995,- С. 54-56.

3. Каменских C.B., Осипов П.Ф., Волкова И.И. Моторесурс опоры шаро-1ечных долот // НТЖ: «Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и а море»,- М.: ВНИИОЭНГ, 1996, № 4,- С. 7-9.

4. Каменских C.B., Осипов П.Ф. Моделирование износа вооружения ша-ошечных долот // СНТ: «Проблемы освоения природных ресурсов Европейско-э Севера»,- Ухта: УИИ, 1996, вып. 2,- С. 127-129.

5. Абрамов В.М., Буслаев В.Ф., Каменских C.B. Проводка опорно-;хнологических скважин в условиях севера роторным и турбинным способами прения // НТЖ: «Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на мо;».- М.: ВНИИОЭНГ, 1996.- № 5-6,- С. 2-6.

6. Каменских C.B. Влияние сезонности на темпы строительства скважин в фовых климатических условиях Севера // СНТ.- Ухта: УИИ, 1997, вып. 3.- С. ?-32.

7. Осипов П.Ф., Каменских C.B., Логачев ЮЛ. Модель оптимизации ре-имов бурения шарошечными долотами // СНТ.- Ухта: УИИ, 1997, вып. 3.- С.

8. Каменских C.B., Осипов П.Ф., Логачев Ю.Л. Математическая модель химизации режимов бурения // Тезисы докладов Международной конферен-ти-семинара имени Д.Г. Успенского: «Проблемы освоения Тимано-Печорской ;фтегазоносной провинции».- Ухта: УИИ, 1998 - С. 77.

9. Осипов П.Ф., Каменских C.B., Логачев Ю.Л. Опыт моделирования бу-ния гидромониторными шарошечными долотами неоднородных пород.- Яро-авль, 1998.- 8 е.- Деп. в ВИНИТИ 20.03.98, № 832-В98.

'-53.

Соискатель

C.B. Каменских

//•" 9$/Л <??-<?

/

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

УХТИНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

РАЗВИТИЕ МЕТОДИКИ ОПТИМИЗАЦИИ РЕЖИМОВ БУРЕНИЯ СКВАЖИН ТРЕХШАРОШЕЧНЫМИ ДОЛОТАМИ

05.15.10 «Бурение нефтяных и газовых скважин»

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: канд. техн. наук, доцент, ст. научн.

сотрудник, чл.-корр. РАЕН Осипов П.Ф.

Каменских Сергей Владиславович

Ухта 1998

СОДЕРЖАНИЕ

Введение................................................................................................................ 4

Глава 1. Обзор работ, посвященных исследованию и совершенствованию режимов бурения.....................................................11

1.1. Обобщение опыта исследования режимов бурения..................................11

1.2. Опыт совершенствования режимов бурения.............................................20

1.3. Опыт проектирования режимов бурения..................................................24

Глава 2. Обоснование положений обобщенной диаграммы бурения.................................................................................................................32

2.1. Диаграмма бурения и ее параметры...........................................................32

2.2. Влияние частоты вращения на диаграмму бурения.................................44

2.3. Влияние типа вооружения долота на диаграмму бурения.......................56

2.4. Влияние промывки скважины на диаграмму бурения.............................61

2.5. Влияние дифференциального давления на диаграмму бурения..............70

2.6. Влияние износа вооружения долота на диаграмму бурения....................77

2.7. Основные свойства обобщенной диаграммы бурения.............................79

Глава 3. Методика оптимизации параметров режима бурения...........81

3.1. Моделирование разрушения породы.........................................................81

3.2. Моделирование влияния износа вооружения шарошечных долот на

процесс разрушения горных пород...........................................................83

3.2.1. Бурение однородных пород..............................................................83

3.2.2. Бурение неоднородных пород..........................................................88

3.3. Моделирование стойкости опоры..............................................................89

3.4. Моделирование влияния очистки забоя....................................................91

Глава 4. Программа, реализующая методику оптимизации параметров режима бурения неоднородных пород........................................96

4.1. Алгоритм отработки долота в однородных породах..............................102

4.2. Алгоритм отработки долота в неоднородных породах..........................104

4.3. Алгоритм выбора оптимального варианта технологии углубления

скважины....................................................................................................106

Глава 5. Информационное обеспечение методики оптимизации параметров режима бурения.......................................................................108

5.1. Методика проведения промысловых экспериментов.............................108

5.2. Методика получения данных о разбуриваемой породе.........................111

5.2.1. Методика получения данных о разбуриваемой породе с помощью тестовых экспериментов...............................................112

5.2.2. Методика получения данных о разбуриваемой породе на основе механического каротажа....................................................113

5.2.3. Методика получения данных о разбуриваемой породе на основе средних значений 8ср и кср за долбление............................120

5.3. Методика и результаты определения ресурсов вооружения для различных типов долот..............................................................................123

5.4. Методика и результаты определения ресурсов опор для различных типов долот.................................................................................................128

Глава 6. Разработка регламентов углубления скважин и их внедрение..........................................................................................................133

6.1. Диаграммы бурения и их анализ..............................................................133

6.2. Влияние условий Крайнего Севера на выбор режима бурения..............140

6.3. Составление регламентов.........................................................................146

Выводы и рекомендации..............................................................................159

Список литературы.........................................................................................161

Приложение 1....................................................................................................177

Приложение 2....................................................................................................182

Приложение 3....................................................................................................186

Введение

Бурение скважин на нефть и газ - самый дорогостоящий процесс в общем цикле работ, связанных с разведкой этих полезных ископаемых, их добычей, транспортом и переработкой. Одним из основных процессов при бурении является работа долота по углублению ствола скважины. Оптимизация этого процесса оказывает решающее влияние на технико-экономические показатели строительства скважин. Решение проблемы оптимизации режимов бурения усложняется неоднородностью разбуриваемых пород, присущей практически всем площадям и месторождениям, и ограниченностью информации об ее свойствах, характерной для проводки поисковых и разведочных скважин.

В нашей стране и за рубежом накоплен достаточно большой опыт исследования процессов, связанных с работой долота на забое. Во временном отношении этот опыт занимает несколько десятков лет. Затрачены немалые средства на проведение указанных исследований. Однако, на сегодняшний день отсутствует общепризнанная, научно-обоснованная и достаточно формализованная методика поиска оптимального варианта углубления скважины, что объясняется, по нашему мнению, многими причинами, в том числе:

• тем, что успехи последних лет, выразившиеся в увеличении проходки на долото и механической скорости бурения, достигнуты в первую очередь за счет разработки и внедрения усовершенствованных конструкций долот и забойных двигателей, а также новых систем буровых растворов и только во вторую - как результат их оптимального использования;

• высокой стоимостью проведения стендовых и промысловых экспериментов и, как следствие, ограниченными (не достаточными) объемами этих исследований;

• отсутствием надежной методики проектирования оптимальных режимов бурения для разрезов с частой изменчивостью пород по буримости, что характерно практически для всех площадей и месторождений;

• медленным внедрением компьютерной техники в практику проектирования технологии углубления скважины и оперативного управления этими процессами;

• традиционным пренебрежением со стороны практических работников средствами накопления промысловой информации, необходимой для проектирования режимов бурения;

• практически полным отстранением геологических и геофизических служб от подготовки, сбора и накопления информации, подчиненной целям и потребностям проектирования режимов бурения.

Кроме этого, решение проблемы оптимизации параметров режима бурения усложняется суровыми природно-климатическими условиями Крайнего Севера, которые характеризуются пониженными температурами, сильными пронизывающими ветрами и труднодоступностью большинства районов бурения. В результате этого заметно увеличивается доля простоев, вспомогательных и ремонтных работ в балансе рабочего времени, накладываются определенные ограничения на темп выполнения спуско-подъемных операций, снижается надежность работы бурового оборудования и производительность труда буровых бригад. Между тем эти факторы не учитываются при планировании долбления, при выборе долот и параметров его отработки.

Поэтому разработка методики выбора оптимальных параметров режима бурения, способной с достаточной точностью и оперативностью моделировать отработку долота в перемежающихся породах при минимуме исходной информации и учитывающей особенности строительства скважин в условиях Крайнего Севера, является актуальной.

Таким образом, цель диссертационной работы состоит в повышении эффективности процесса разрушения горных пород при бурении в условиях чередования пород по буримости путем оптимизации параметров режима бурения на основе разработки методики отработки долота с применением ПЭВМ на этапах проектирования и управления процессом с учетом влияния экстремальных условий Крайнего Севера; а основными задачами настоящего исследования являются:

1. Установление свойств и закономерностей диаграммы бурения (зависимость углубления долота за оборот от удельной нагрузки).

2. Исследование основных факторов, влияющих на процесс работы шарошечных долот, и разработка методики проектирования оптимальных режимов бурения на основе диаграммы (п.1) в перемежающихся породах.

3. Реализация методики оптимизации параметров режима бурения перемежающихся пород путем разработки пакета компьютерных программ, в том числе с возможностью учета особенностей строительства скважин в экстремальных условиях Крайнего Севера.

4. Разработка основных положений информационного обеспечения методики оптимизации режимов бурения и реализующей ее программы.

5. Апробация регламентов на углубление поисковых и разведочных скважин в неоднородных по буримости породах.

В диссертационной работе впервые получены следующие результаты, имеющие научную новизну:

1. По фактическим результатам бурения установлены (и выявлены из числа уже известных) закономерности диаграммы бурения, которые позволяют преодолеть методические трудности, связанные с неоднородностью пород по буримости.

2. Для прогнозирования износа шарошечных долот разработана принципиально новая методика определения и «расходования» ресурсов опоры и вооружения, определяемых как произведение удельной нагрузки на долото, частоты его вращения и стойкости. На основе промыслового материала об отработке долот установлены нормативные значения ресурсов опоры и вооружения различных типоразмеров шарошечных долот и заводов-изготовителей. Выявлены количественные зависимости ресурсов опоры и вооружения долота от режима его отработки, твердости и абразивности разбуриваемых пород, типа и параметров бурового агента, входящих в него смазочных добавок, степени очистки, присутствия сероводорода.

3. На основе установленных свойств и закономерностей диаграммы бурения (п. 1) разработана методика оптимизации параметров режима бурения и реализующая ее компьютерная программа, которые позволяют с достаточной точностью и оперативностью моделировать отработку долота в неоднородных по буримости породах при минимуме исходной информации; моделировать работу не выпускаемых серийно (опытных) долот; учитывать природно-климатические факторы Крайнего Севера и сезонность.

Основными защищаемыми положениями представленной диссертационной работы являются:

1. Установленные свойства и закономерности диаграммы бурения должны использоваться в качестве методической основы для разработки методики оптимизации параметров режима бурения перемежающихся пород при минимуме исходной информации.

2. Методика определения и «расходования» ресурсов опоры и вооружения, а также их установленные значения и количественные зависимости от режима отработки долота, твердости и абразивности разбуриваемых пород, типа и параметров бурового агента, входящих в него смазочных добавок, степени очистки, присутствия сероводорода должны использоваться при прогнозировании износа шарошечных долот.

3. Разработанную методику оптимизации параметров режима бурения и реализующую ее компьютерную программу необходимо использовать при проектировании регламентов на углубление поисковых, разведочных и эксплуатационных скважин и оперативном управлении отработкой долота в условиях частой изменчивости пород по буримости.

Представленная диссертационная работа имеет практическую ценность, в частности:

1. По результатам бурения 16 площадей Усинского района и Ненецкого автономного округа установлены нормативные значения ресурсов опор и вооружения для различных типоразмеров шарошечных долот и заводов-изготовителей. Правомерность применения найденных значений ресурсов

опор для прогнозирования стойкости подтверждена промысловыми испытаниями на скв. 1-НЧ Чибью (ООО «Одессбур»).

2. Разработанная программа оптимизации параметров режима бурения использовалась при проектировании и оперативном управлении отработкой долот на поисковой скв. 32-Вост. Возейю и разведочной скв. 50-Вост. Уса (см. приложения 1 и 2), сложенных неоднородными по буримости породами, что позволило (по сравнению с результатами строительства скв. 31 и 34-Вост. Возейю и скв. 40-Сев. Уса):

• увеличить проходку на долото в 1,6; 1,4 и 1,3 раз соответственно;

• снизить стоимость 1 м проходки на 42,45 и 24,5 % соответственно;

• увеличить рейсовую скорость в 1,8; 1,9 и 1,3 раз соответственно.

3. Экономический эффект от использования оптимальных режимов бурения на скв. 32-Восточная Возейю и скв. 50-Восточная Уса составил в ценах 1984 г. 162152 и 222840 руб. соответственно (см. приложение 3).

4. Основные принципы и положения, лежащие в основе разработанной методики оптимизации параметров режима бурения перемежающихся пород и созданной на ее основе программе, используются при обучении студентов специальности 090800 «Бурение нефтяных и газовых скважин» в лекционном курсе дисциплин: «Проектирование скважин», «Научные основы проектирования режимов бурения», «Программное обеспечение в бурении», при курсовом и дипломном проектировании (см. приложение 2).

5. Основные направления исследований соответствуют программам госбюджетных фундаментально - прикладных НИР по Единым заказ - нарядам Министерства общего и профессионального образования РФ: «Создание и развитие научных основ геолого - технических решений по разведке месторождений нефти и газа кустами наклонных и горизонтальных скважин» (№ 9602), «Разработка и развитие актуальных вопросов бурения и заканчивания направленных скважин на Севере Европейской части России» (параграф 47); научно-технической программе по заказу Минтранссвязи РК: «Разработка методики технологического и экологического контроля доразведки выведен-

ных из разработки месторождений нефти и газа» (№ 9702); хоздоговорной работе: «Научно-техническое сопровождение по строительству скважины 1-НЧ Чибью» (№ 9539).

Основные положения диссертационной работы апробированы на научно-технической конференции «Проблемы развития газодобывающей и газотранспортной систем отрасли России» (г. Ухта, апрель 1995г.), научных коллоквиумах и семинарах кафедры бурения УИИ (г. Ухта, 1996-1998 г.г.), международной конференции «Проблемы освоения Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции» (г. Ухта, февраль 1998 г.), технологическом семинаре ГНПП «Недра» (г. Ярославль, май 1998 г.); основные положения работы использованы в методических указаниях «Математическая модель оптимизации режимов бурения шарошечными долотами» для вузовской и послевузовской подготовки специалистов по направлению 553600 «Нефтегазовое дело».

Содержание диссертационной работы изложено и опубликовано в 9 печатных работах.

Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов и рекомендаций, списка использованной литературы из 167 наименований, трех приложений (акты о внедрении, справки о практическом применении результатов работы, расчеты экономической эффективности), изложена на 188 страницах машинописного текста, включая 68 рисунков и 25 таблиц.

Работа выполнялась в Ухтинском индустриальном институте (УИИ) под научным руководством кандидата технических наук, доцента, член-корреспондента РАЕН П.Ф. Осипова.

В диссертационной работе предпринята попытка решить некоторые из перечисленных проблем: разработать методику проектирования оптимальных режимов бурения и реализующий ее программный продукт для внедрения в практику проектирования технологии углубления скважин и оперативного управления отработкой долот в условиях частой изменчивости пород по буримости с тем, чтобы обеспечить своевременное получение оптимальных решений. Разработанная методика оптимизации параметров режима бурения была реализована в виде математической модели отработки долота.

Найденные в работе решения стали возможны только потому, что они основаны на результатах работ большого числа отечественных и зарубежных ученых и исследователей: М.Г. Абрамсона, А.Н. Адамова, Ю.Ф. Алексеева, П.И. Астафьева, РА. Бадалова, Б.В. Байдюка, В.Г. Беликова, И.К. Бикбула-това, Т.Н. Бикчурина, A.A. Босенко, Г.Д. Бревдо, А.И. Булатова, Ю.Е. Вла-диславлева, В.И. Воздвиженского, В.Г. Выскребцова, Ю.А. Гаврилова, H.A. Гаджиева, Я.А. Гельфгата, В.Г. Гераськина, А.И. Глатоленкова, A.C. Гришина, М.Т. Гусмана, A.M. Гусмана, A.C. Дашевского, Е.А. Демина, Г.П. Дере-бизова, JIM. Дюкова, Б.И. Есьмана, Ф.И. Железнякова, H.A. Жидовцева, A.B. Зубарева, P.A. Иоаннесяна, Ю.Р. Иоаннесяна, А.К. Козодоя, H.A. Колесникова, В.И. Курепина, Е.Г. Леонова, М.Р. Мавлютова, И.К. Масленникова, A.A. Минина, А.Х. Мирзаджанзаде, Б.И. Миттельмана, Н.В. Никано-рова, A.B. Орлова, П.Ф. Осипова, Ж.К. Оспанова, A.A. Погарского, А.Н. Попова, Ю.Ф. Потапова, В.В. Симонова, Ю.В. Садыхова, Ю.А. Сазонова, М.Ю. Саламова, Э.Д. Склярова, А.И. Спивака, Е.Т. Струговца, С.С. Сулакшина, B.C. Федорова, Ф.А. Шамшиева, Н.И. Шацова, JT