книги / Оптимизация режимов бурения гидромониторными шарошечными долотами

1СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ ПОИСКАОПТИМлЛЬНЫХ РЕЖИМОВ РАЗРУШЕНИЯ

^И О Ч И М К Щ А Б О Я С К ^ Ж И Н ^ П Р ^ ^ ^ Т О ^ Ш Д Р О М О Н И ^ ^ Н Ы М ^ Ш А Р О Ш ^ Н Ы М ^ ^ ^ ^ М В ^

можного сочетания, а для этого, как минимум, нужно иметь методику их расчета.

Существуют два известных направления в методике расчета показате­ лей работы долот.

Первое предусматривает предварительное определение зависимости

текущей механической скорости бурения от п и G и ее использование для расчета критерия выбора, например, рейсовой скорости. Впервые эта методика была предложена В.С. Федоровым [168] и применялась многими исследователями, в том числе Г.Д. Бревдо [20]. Текущую механическую скорость бурения v„, предлагают обычно определять через величину на­ чальной скорости v„„, , которую представляют (чаще всего) как функцию п и G вида:

ау вычисляют через логарифмический или линейный декремент убы­

вания скорости v0M.

Коэффициенты Кг, а, /? принято считать (ради упрощения составле­ ния и решения оптимизационных уравнений) константами, определяемы­ ми на основании промысловых исследований. Но, строго говоря, все они (и прежде всего коэффициент а ) , являются функциями п. Дело в том, что, как известно, с увеличением п зависимость v ( G) превращается посте­ пенно в линейную с я = 1 .

Интегрируя выражение для текущей проходки Нт

I

Нт =J vm^ »

О

где t - время механического бурения, получают возможность подсчитать среднюю механическую скорость, рейсовую скорость v,, , себестоимость метра проходки и. т. д. для любого текущего момента времени или для конца долбления, если t = Т. Величину времени работы долота до полного износа Т определяют по одной из многочисленных эмпирических формул [20, 96, 111-114, 160, 172, 183]. Аналогичный расчет повторяют для других сочетаний п и G, набирая таким образом массив расчетных показателей работы долот.

Второе направление [95] отличается от первого тем, что при определе­ нии зависимости (1.1.2) вместо начальной скорости используется величи­ на средней механической скорости за долбление vcp, и потому величина Н,„ вычисляется как произведение скорости v,p на время бурения. Такой прием позволяет отказаться от определения декремента падения механиче­ ской скорости во времени практически без ущерба, как считают авторы этой методики, для точности расчетов.

Зависимости:

- механической скорости от G и п ,

21

I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ ПОИСКЛОПТИМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ РАЗРУШЕНИЯ

^^^^ОШЗСТК1С1АБСТ1^ЖВАЖ1П^Ы ПРЕ^^^ФЕЖ 1И^ГИДРОМ О^^^ОР1^01И^^^РОШ ^ПИЛМ (^^ОЛО^АМИ

-декремента падения скорости от G и п (если используется первая методика расчета),

-механической скорости бурения от параметров промывки забоя,

- стойкости вооружения долота от G и л , - стойкости опоры долота от G и н

принято называть базовыми, причем под стойкостью понимается время работы долота до полного износа.

Итак, можно согласиться , что методики расчета ожидаемых показате­ лей (а равно и математические модели бурения) формально существуют, и при наличии базовых зависимостей можно рассчитать массив показателей работы долота по законченным (в модели) долблениям для различных со­ четаний G и и. Однако получение базовых зависимостей на основе про­ мысловых исследований в количестве, достаточном для разработки техно­ логии углубления скважин на данной площади (месторождения), как пока­ зывает опыт исследований, практически невозможно.

В конце 60-х и в начале 70-х годов по инициативе Миннефтепрома

СССР проводились интенсивные работы по проводке опорно­ технологических скважин (ОТС) с обязательным применением роторного способа бурения, в том числе в тех регионах, где он никогда до этого не применялся. Использовалась единая и обязательная для всех методика планирования и проводки указанных скважин [95], которая, в частности, предусматривала проведение промысловых экспериментов по определе­ нию базовых зависимостей для составления оптимизационных уравнений и расчета прогнозируемых показателей работы долот. Проектирование опорно-технологических скважин, методическое руководство и авторский надзор осуществляли территориальные научно-исследовательские инсти­ туты (НИИ), которые имелись в то время практически в каждом нефтедо­ бывающем районе.

Несмотря на гигантские усилия НИИ только очень малому числу ис­ следовательских групп [73] удалось получить частные зависимости, кото­ рые с большой долей осторожности можно принять за базовые. Как прави­ ло, промысловые эксперименты проводились только в отдельных интерва­ лах бурения с низкой буримостью, и потому практически везде решалась задача частной оптимизации технологии углубления для некоторого ин­ тервала бурения, а не всей скважины. Причин исследовательских неудач было много, но основные и принципиальные заключались в том, что:

-комплекс исследований для определения базовых зависимостей про­ водили только для интервала равной буримости; следовательно, трудоем­ кость опытных работ возрастала пропорционально числу таких интерва­ лов;

-изменчивость пород по механическим свойствам внутри принятого интервала равной буримости вносила такие искажения в результаты, что выявление корреляционных связей становилось невозможным;

22

1.СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПРОЬЛЕМЫ ПОИСКАОПТИМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ РЛ1РУ111ЕНИ(|

ИОЧИСТКИ ЧЛБОЯ СКВАЖИНЫ ПРИ БУРЕНИИ ГИДРОМОНИТОРНЫМИ ШАРОШЕЧНЫМИ ДОЛОТАМИ

-методикой требовалось, чтобы долота в процессе экспериментов от­ рабатывались полностью, но выполнить это условие не всегда удавалось;

-с целью уменьшения объема экспериментальных долблений с разны­ ми сочетаниями С и л в каждом интервале равной буримости применяли

только один типо-размер долота, причем выбор последнего осуществляли традиционными эмпирическими методами;

-интервал изменения п , как правило, определялся возможностями привода ротора; из-за отсутствия надежных турботахометров исследова­ ния с забойными двигателями, как правило, не проводили, и базовые зави­ симости относились только к роторному способу;

-отсутствие измерителей скорости вращения ротора было источником недопустимых погрешностей измерения и особенно резко снижало досто­ верность результатов исследований, проведенных при дизельном приводе.

В соответствии с методикой [95] количество “комплектов” базовых за­ висимостей определялось числом интервалов равной буримости, умно­ женном на количество конкурентноспособных долот для данного интерва­ ла и количество вариантов компоновок бурильной колонны. Оно могло быть удвоено, если в процессе исследований меняли промывку с низкими перепадами давления на долоте на гидромониторную промывку “по всем правилам”.

Опыт показал, что получить искомые зависимости в разумных времен­ ных рамках для всего разреза скважины практически невозможно. Если предположить, что базовые зависимости получены, а затем найдены оп­ тимальные .варианты сочетаний параметров режима бурения, то даже в этом случае они действительны только для данного конкретного долота, поскольку экстраполяция решений на новые типы долот методически не­ возможна. Таким образом, появление новой высокопроизводительной мо­ дели долота перечеркивало результаты всей многолетней работы и требо­ вало проведения новых исследований.

Последняя из известных работ по нахождению оптимальных решений по режимам бурения на основе базовых зависимостей принадлежит Г.Д. Бревдо [20]. Выше отмечалось, что он придерживается методики, в кото­ рой предусматривается определение базовых зависимостей по начальной механической скорости v„ , а интеграчьные показатели работы долот (как текущие, так и конечные) вычисляются через декремент падения v„ . )то обстоятельство, не внося ничего принципиально нового, делает методику чуть более строгой, но вместе с тем усложняет задачу, потому что требует определения еще одной базовой зависимости. В результате получается, что обсуждаемая методика так же трудна в реализации, как и предыдущая [95], и ей присущи те же недостатки.

Существует еще одно направление в проектировании режимов бурения [183], которое предусматривает построение аналитичесими методами ма­ тематической модели работы долота на забое путем соединения законо­

23

I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ ПОИСКАОПТИМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ РАЗРУШЕНИЯ

^и^1чиота^А Ьо^т(ВА Ж И Н ьутм|У РЕН из^пщ ромон|)то™ ь™ зиЛ4Рош Ечнь1М 1^олот^^_

мерностей динамического разрушения породы при единичном акте воз­ действия с кинематикой работы долота на “реальном” забое. Работы этого направления находятся в стадии разработки.

Во всех известных методиках проектирования режимов бурения дела­ ется предположение, что параметры режима промывки уже выбраны, и они обеспечивают, как часто говорят, “совершенную очистку забоя”. Такой подход равноценен утверждению, что проектирование промывки можно осуществлять независимо от проектирования режима разрушения забоя скважины, с чем трудно согласиться.

Описанные выше методики изначально принимают, что проходка на долото существенно меньше мощности интервалов равной буримости, потому что только в этом случае еще имеет смысл проводить широкомас­ штабные эксперименты для определения базовых зависимостей. Между тем после широкого внедрения долот с твердосплавным вооружением и маслонаполненной опорой ситуация резко переменилась. Современное до­ лото с опорами ГНУ или ГАУ практически всегда проходит несколько па­ чек равной буримости. Кстати, по этой причине стало сложнее “разбивать” разрез на пачки равной буримости. В такой обстановке применимость из­ вестных методик выбора оптимальных режимов бурения (по крайней ме­ ре, без модернизации) становится весьма проблематичной.

Попытка на базе традиционного методического подхода создать адап­ тируемую к изменению буримости математическую модель предпринята в работе [96], которая является естественной реакцией исследователей на изменившуюся ситуацию в бурении, когда долота проходят за долбление несколько пачек пород. Модель, в отличие от .традиционной, учитывает влияние износа с помощью функций, в которых аргументом является фи­ зический износ вооружения. В то же время сохранены недостатки принци­ пиального характера: степенной характер зависимости vM(g,n), отсутствие функции количественного влияния промывки на процессы, сопровождющие работу долота, и необходимость промыслового определения коэф­ фициентов указанных функций.

Последний вывод равнозначен признанию того, что в настоящее время

отсутствует научно-обоснованная комплексная методика оптимиза­ ции режимов бурения, воспринимающая изменчивость пород как нор­ му.

В современных условиях не приходится рассчитывать на выделение средств на проведение дорогостоящих промысловых исследований с от­ срочкой получения и реализации оптимального решения на значительное время (не менее одного года), тем более, как показано выше, нет никакой гарантии в достижении полезного результата. Очевидное требование вре­ мени - это быстрое решение с использованием новейших методик, реали­ зованных в виде компьютерных программ, и всей доступной геолого­

24

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ ПОИСКЛОПТИМЛЛЬНЫХ РЕЖИМОВ РАЗРУШЕНИЯ

^^у»чистк1улБоясквлжи1п^1И1^|УРЕНии^щомдаи1огаым^ШАГОШЕЧным|у20ло™м^^

технологической информации, хранящейся в виде постоянно обновляемой базы данных в ЭВМ.

1.2. Современное состояние проектирования режима промывки забоя скважины и опыт ее совершенствования

Выше было отмечено, что проектирование промывки забоя скважины является составной частью проектирования режима бурения, хотя тради­ ционно вопросы промывки забоя и скважины исследуются в явном мето­ дическом отрыве от режима разрушения.

Авторы в данном разделе намерены ограничиться, в основном, рассмотрением вопросов проектирования промывки при применении только гидромониторных долот, отрабатываемых с обязательным использованием высоконапорных струй.

Впервые влияние промывки забоя скважины на работу долот оценили В.С. Федоров [167] и Р.А. Бадалов [11]. Они обнаружили (при бурении до­ лотами с “центральной” промывкой), что v„ увеличивается по мере воз­ растания расхода Q до достижения некоторого “критического” расхода бурового раствора Q4, , после чего у„ остается максимальной и неизмен­ ной. Они впервые привели конкретные значения QKp и связали их с пло­ щадью забоя. Следовательно, соблюдение условия

воспринималось ими как признак достижения совершенной очистки забоя. Несоблюдение этого условия, по мнению указанных исследователей, при­ водило к уменьшению скорости бурения вследствие несовершенной очи­ стки забоя, однако никаких количественных зависимостей, связывающих

условия (1.2.1) прошло более 40 лет, и парадоксальность ситуации заклю­ чается в том, что данная рекомендация, родившаяся еще в “догидромониторное” время, до сих пор является единственной и активно используе­ мой “количественной ” зависимостью между v„ и параметрами про­ мывки вообще и между у* и Q , в частности, в том числе при бурении гидромониторными долотами.

Следует упомянуть еще одну известную методику выбора расхода бу­ рового раствора, нашедшую широкое применение (независимо от типа промывочной системы долота). Практика бурения скважин с высокими механическими скоростями проходки в Западной Сибири выдвинула зада­ чу об оптимизации расхода бурового раствора с целью минимизации кри­ терия оптимизации - величины полного гидродинамического давления на забой скважины, учитывающего влияние “утяжеления” восходящего потока буровой жидкости выбуренной породой [93]. Установлено, что по мере увеличения механической скорости бурения (свыше 10... 15 м/ч) вели­

25

1.СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ ПОИСкЛОПТИМЛЛЬНЫХ РЕЖИМОВ РАЗРУШЕНИЯ

ИОЧИСТКИ ЛАВОЯ СКВАЖИНЫ ПРИ БУРЕНИИ ГИДРОМОНИТОРНЫМИ ШАРОШЕЧНЫМИ ДОЛОТАМИ

чина оптимального расхода бурового раствора, соответствующего мини­ муму /;„,й, существенно смещается в сторону более высоких расходов по сравнению с расходами, найденными по условию (1.2.1). Эта задача и ее решения формально не связаны с проблемой очистки забоя скважины, воз­ никновение проблем этого рода не зависит от типа промывочного узла, и потому методики выбора оптимального расхода на основе упомянутого критерия не могут рассматриваться как альтернативные методики проек­ тирования промывки скважины из условия обеспечения очистки забоя скважины. Дело в том, что эти проблемы существуют независимо друг от друга, и в случае бурения с высокими механическими скоростями вторая задача (минимизация давления на забой) может наложить ограничения на расход бурового раствора, а потому первую задачу придется решать с уче­ том этих ограничений.

Интенсивные исследования “гидромониторной” промывки были нача­ ты по инициативе В.С. Федорова его учениками А.В. Зубаревым и А.К. Козодоем [62, 63] в середине 50-х годов, почти за четверть века до того, как отечественная промышленность освоила выпуск гидромониторных до­ лот удовлетворительного качества.

Особой полнотой отличаются исследования А.К. Козодоя [62, 64], вы­ полненные им в 50-х годах и не потерявшие своего научного и практиче­ ского значения до настоящего времени.

А.К. Козодой установил:

-влияние профиля насадок на длину ядра потенциального течения (ядра постоянных скоростей) и на распространение струи (в результате массообмена между струей и средой) в случае истечения в жидкость с ог­ раниченным давлением (как правило, не достаточным для подавления ка­ витации);

-зависимость между длиной ядра потенциального течения и ком­ пактностью струи;

-распределение скорости струи и гидродинамического давления при воздействии на плоскую преграду;

-влияние профиля насадок и параметров подводящего канала на коэффициент расхода промывочной системы долота (при истечении в сре­ ду с ограниченным давлением).

А.К. Козодой разработал удобные для практического применения ме­ тодики расчета параметров струи и диаметров насадок [62].

Исследовательские работы А.К. Козодоя этого периода, обстоятельно изложенные в работе [63], впервые “познакомили” специалистов бурения с гидромониторными струями и дали им в руки расчетные методики. В 60-х

и70-х годах А.К. Козодой со своими сотрудниками и аспирантами (А.А. Ьосенко, П.Ф. Осипов, Е.П. Варламов, В.К. Кафидов, Н.Н. Бабошкин) и в содружестве с ПО “Куйбышевбурмаш” выполнил в институте ВолгоградНИПИнефть стендовые и промысловые исследования различных конст­

26

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ ПОИСКАОПТИМАЛЫ1ЫХ РЕЖИМОВ РАТРУ1НЕНИЯ

___^ЧИСТЕИ^Ш ^^^^Ж ИН^^|РИ^^тИ1^П^РОМ ОН^ГОРНЫ М |^М АРОШ ЕЧНиМ ИД1иО^™ ^^

рукций промывочных узлов гидромониторных долот [66, 144], в том числе систем крепления и уплотнения насадок в корпусе долота. Один из вариан­ тов конструкции крепления и уплотнения насадок [144] стал прототипом реализованной впоследствии в серийном производстве надежной конст­ рукции промывочного узда долот 5К-214СГ, а затем и других долот в диа­ метре 215,9 мм (применение удлиненных минерапокерамических насадок, закрепленных с помощью резьбовых втулок).

Отечественный опыт использования гидромониторных долот, строго говоря, начинается (ориентировочно) с 1982...83 г.г., когда на Куйбышев­ ском долотном заводе (КДЗ) было закончено освоение технологии изго­ товления шарошечных долот по лицензии. Гидромониторные долота стали впервые оснащаться металлокерамическими насадками. Справедливости ради следует отметить, что к тому моменту КДЗ уже выпускал упомяну­ тые выше гидромониторные долота диаметром 215,9 мм с удлиненными минералокерамическими сменными насадками. Система крепления и уп­ лотнения насадок была весьма надежной, однако сами долота вначале не отличались герметичностью: сварные швы, соединяющие секции долот, размывались при перепадах давления на долоте свыше 5...6 МПа. Другие долота всех размеров всех долотных заводов СССР, выпускаемые в 70-х годах как гидромониторные, таковыми могли называться с большой осто­ рожностью, с какой и следует относится и к сравнительным результатам их массового применения [103, 104, 136, 174]. Очевидно, что увеличение показателей работы гидромониторных долот, выпускаемых по отечествен­ ной технологии, могло быть результатом изменения схемы промывки (с “центральной” на “боковую”), но ни в коей мере не являлось отражением влияния повышенного перепада давления на долоте, поскольку последнего по указанным выше причинам и не было. Исключение составляют промы­ словые исследования, проведенные отдельными отечественными исследо­ вателями с использованием специально подготовленных (или модернизи­ рованных) долот с целью выявления эффекта от увеличения скорости ис­ течения, приближения насадок к забою, уменьшения количества исполь­ зуемых насадок и т. п. на работу долот [27, 166,137].

Промывка скважины гидромониторными долотами проектируется обычно (там, где это делается) по “безоптимизационной” схеме: вначале по условию (1.2.1) выбирается технологически необходимый расход, а затем имеющийся резерв давления полностью или частично реализуется на на­ садках долота.

Нужно откровенно признать, что из-за отсутствия традиций грамотной эксплуатации гидромониторных долот, весьма распространенного среди практических работников неверия в получение положительного эффекта от увеличения скорости истечения, отсутствия доказательств такого эффекта, отсутствия насадок нужного размера и по другим, часто сугубо субъектив­ ным причинам, при массовом безконтрольном использовании гидромони­

27

I.СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ ПОИСКАОПТИМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ РАТРУШЕНИЯ

^^ ^ Ч И С Т ^ у А Б ^ ^ К В А Ж И И ^ ^ ^ Б У Р Е Н ^ ^ П а д Р ^ О Н ^ Г О Р Н ^ ^ М Р О Ш Е Ч ™ ^ у ^ ^ М ^ ^ в

торных лицензионных долот, как, впрочем, и “отечественных”, они приме­ нялись и продолжают применяться либо при пониженных перепадах дав­ ления, либо вообще без насадок и без перепада давления на долоте. Как правило, проектные параметры промывки соблюдаются только в том слу­ чае, когда проводятся специальные промысловые исследования под на­ блюдением местного территориального института или инициативного и обладающего достаточными полномочиями технолога.

Характерной особенностью применения гидромониторных долот явля­ ется непредсказуемость и невоспроизводимость влияния высоконапорной струи на показатели работы долот. Оно может кратным, очень большим, умеренным или никаким.

В качестве доказательства можно привести два примера.

Пример 1-й. Институты “Гипровостокнефть” (г. Самара) и ВНИИБТ (г. Москва) провели специальные промысловые исследования с целью оп­ ределения влияния скорости истечения струи на показатели работы гидро­ мониторных долот диаметром 215,9 мм “отечественного” производства [165]. Каждое опытное долбление контролировалось представителями ука­ занных НИИ.

В опытах изменялась только скорость истечения, все остальные пара­ метры режима бурения (тип долота, силовые параметры, расход раствора)

впределах однородной пачки были одинаковыми. Результаты этих иссле­ дований можно воспринимать как проявление некоторых закономерностей

висследуемом процессе. На рис. 1.2.1...1.2.3 они представлены (после об­ работки их авторами) в виде графиков зависимостей относительных вели­

чин механической скорости бурения и стойкости долота t6(по средним данным за долбление) от скорости истечения жидкости из насадок долот. На рис. 1.2.3 показано влияние промывки на уи и только при двух ско­ ростях истечения струй - 70 и 130 м/с. На всех рисунках результаты буре­ ния при 70 м/с приняты за 100 %. Породы 1-й группы (от отложений ниж­ ней перми до каширского горизонта включительно) бурились с промывкой скважины водой, другие - глинистым раствором.

Анализ данных на рис. 12.1...1.2.3 показывает, что влияние гидромони­ торной промывки на показатели работы долот существует, но:

-при промывке скважины глинистым раствором относительный при­ рост у* под влиянием гидромониторной промывки уменьшается по мере роста глубины скважины; иначе говоря, эффективность гидромониторной промывки, если ее оценивать по величине прироста v„ , снижается с глуби­ ной так, что можно говорить о существовании предельной глубины эффек­ тивного применения гидромониторных долот;

-при промывке скважины водой (1-я группа отложений) относитель­

ный эффект по у„ существенно меньше, чем при промывке глинистым рас­ твором (2...4-я группы);

28

I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ ПОИСКАОПТИМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ РАЗРУШЕНИЯ

^_И^ЧИс™ЦАБОЕ^уаиЖИН^1РЕ^УРШШ^^ЩОМОНИТОРНЫМ|^^РОШ^«(ЫМ1у£ОЛО^М£^в

-чем больше прирост у„ , тем ниже относительная стойкость долота 1е,; этот вывод не зависит от типа буровой промывочной жидкости;

-при бурении с промывкой глинистым раствором на ограниченных глубинах (2 и 3-я группы пород) отмечается интенсивный прирост у„ от увеличения v„ с 130 до 160 м/с (по сравнению с интервалом изменения

скорости истечения v„ с 100 до 130 м/с).

Отмеченные “странности” во влиянии гидромониторных струй, ус­ тойчиво проявляющиеся во всех группах пород, невозможно объяснить не­ совершенством очистки так называемой шламовой подушки на забое и не­ удовлетворительным транспортом выбуренной породы из долотного про­ странства в затрубное.

На влияние гидромониторной промывки на снижение стойкости воо­ ружения долота указывает Н. Маковей [92], а на опору долот - А.М. Гус­ ман [36] и Ф.И. Железняков [48].

Пример 2-й. Промысловые исследования с целью совершенствова­ ния промывки разведочных скважин проведены в Республике Коми под руководством Г.Ф. Скрябина [154, 155]. В отличие от предыдущего приме­ ра применялись преимущественно лицензионные долота (и не только в размере 2 15,9 мм), которые отрабатывались в массовом порядке на раз­ личных разведочных площадях на территории Республики Коми.

Соблюдение запланированных в режимно-технологических картах параметров промывки контролировалось не представителями НИИ, лично участвующими в опытах как в предыдущем примере, а работниками тех­ нологических служб нефтегазоразведочных экспедиций в форме жесткого контроля за реализацией регламентов. В результате удалось накопить представительный массив данных по гидромониторным долотам, отрабо­ танным с различными скоростями истечения струй, с различными схемами промывки и при различных параметрах промывочной жидкости, что было новым в исследованиях подобного рода.

Впервые в отечественной практике Г.Ф. Скрябин решил вначале оце­ нить влияние состава и технологических параметров бурового раствора (включая реологические) на эффективность применения гидромониторных долот в конкретных геологических условиях и только после их оптимиза­ ции (рецептуры и технологических параметров) приступить к исследова­ тельским работам по выбору оптимальных параметров промывки скважи­ ны (расхода, числа и диаметров насадок и т.д.).

В качестве критерия оценки влияния технологических факторов (в том числе параметров промывки вообще и гидромониторных струй, в ча­ стности) на работу долот была выбрана средняя механическая скорость бурения по отработанным долотам. Этот показатель при анализе с при­ влечением больших массивов данных о работе долот объективнее других отражает влияние того или иного технологического фактора, несмотря на то, что он всегда искажен влиянием износа вооружения. При этом предпо-

29

I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ поисклоптимлльных РЕЖИМОВ РАЗРУШЕНИЯ

_з^зчи^аулБш ^л(в^иныприБУРЕ11т^гадромон1ПО РНым1^11лрош Ечными^!1^а™ м1^^

лагается, что “стержневые” параметры - типоразмер долота, скорость его вращения и осевая нагрузка - остаются практически одинаковыми для ин­ тервалов равной буримости.

1- нижняя пермь - каширский горизонт;

2 - верейский - намюрский горизонты;

3 - серпуховский и окский горизонты;

4 - тульский и бобриковский горизонты;

5 - турнейский - среднефранский подъярусы;

6 - нижнефранский и живетский подъярусы

Рис. 1.2.1. Влияние скорости истечения струи на среднюю механиче­ скую скорость бурения.

В качестве опытного полигона для промысловых исследований были выбраны разведочные площади Харьеверской впадины Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции, отличающиеся сходством условий бурения. На основании анализа работы долот в пробуренных скважинах геологиче­ ский разрез был разделен на 6 пачек равной буримости.

1-я пачка: глины (85%), пески и песчаники от четвертичных до сред­ нетриасовых отложений, породы мягкие;

30