Спосіб оптимізації процесу механічного буріння свердловин

Реферат: Спосіб оптимізації процесу механічного буріння свердловин включає збір, обробку і аналіз показників роботи породоруйнівних інструментів по кожній стратиграфічній одиниці розрізу та прогнозування параметрів проходки і часу буріння Прогнозування оптимальних параметрів буріння здійснюється шляхом визначення типу доліт для певного геологічного розрізу за допомогою графоаналітичного методу на основі регресійно-кореляційного аналізу. UA 68997 U (12) UA 68997 U UA 68997 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Спосіб буріння свердловин, який може бути використаний для прогнозування показників механічного буріння свердловин з метою оптимізації процесу буріння. Відомий спосіб визначення показників механічного буріння - "Галузеві норми часу на буріння свердловин на нафту, газ та інші корисні копалини": Збірн. - Київ: Держкомнафтогаз, Держкомгеологія, 1994 р., який включає збір, обробку і аналіз показників роботи породоруйнівних інструментів (доліт) по кожній стратиграфічній одиниці розрізу. Вихідні дані про роботу доліт вибираються з режимних карт на буріння свердловин (картки відробки доліт). Кількість карт повинна бути не менша трьох і забезпечувати наявність 5-6 довбань по кожному типорозміру долота в кожній стратиграфічній одиниці розрізу. На основі проаналізованих показників роботи доліт прогнозуються показники механічного буріння - проходки на долото і часу буріння їм (величини, оберненої до механічної швидкості). Недоліком такого способу є неможливість визначення прогнозних оптимальних показників механічного буріння при відсутності коректного і достатнього за об'ємом базового промислового матеріалу, який складав би якісно і кількісно однорідну статистичну сукупність технікотехнологічних показників буріння. Однорідність передбачає близькість умов формування результативних (в даному випадку прогнозних величин механічної швидкості і проходки) і факторних ознак, тобто величин, які впливають на результативні (в першу чергу, це стосується ідентичності режимних параметрів буріння). Задачею пропонованого способу є оптимізація процесу буріння шляхом визначення показників механічного буріння для пошуково-розвідувальних і параметричних площ із малими об'ємами буріння, зокрема, раціональний вибір породоруйнівного інструменту, збільшення проходки на долото, зменшення кількості і часу спуско-підіймальних операцій. Для вирішення поставленої задачі оптимізація процесу буріння здійснюється за допомогою графоаналітичного методу на основі регресійно-кореляційного аналізу, за яким прогнозування оптимальних параметрів буріння здійснюється шляхом визначення типу доліт для певного геологічного розрізу. Використання запропонованого способу дає змогу зменшити календарний час буріння свердловин за рахунок збільшення механічної швидкості, а також зменшити кількість доліт на одну свердловину за рахунок збільшення проходки. Технічним результатом є збільшення ефективності та економічності процесу буріння за рахунок раціонального використання доліт, зниження вартості будівництва свердловин внаслідок зменшення кількості доліт, зменшення спуско-підіймальних операцій, а також зниження витрат на експлуатацію обладнання. Суть запропонованого способу полягає у побудові регресійної моделі, що найбільш вдало відображатиме кореляційну залежність між емпіричними (фактичними) даними параметрів та показниками буріння, далі проводиться регресійно-кореляційний аналіз, визначається показник часу буріння 1 м, після чого здійснюється вибір породоруйнівного інструменту для умов певного геологічного розрізу та розраховується максимальна проходка. При застосуванні регресійно-кореляційного аналізу проводиться збір, обробка і первинний аналіз вихідної техніко-технологічної інформації щодо відробки доліт по свердловинаханалогах, окремо по інтервалах однакової буримості, в межах яких літологічний склад порід відносно однорідний. На основі отриманих даних будується залежність T=f(H), яка відображатиме зміну показників часу механічного буріння Т (год.) із збільшенням значень глибини буріння Н (м). На основі накладених на графік даних вибирається основна модель, яка найбільш достовірно відображатиме закономірність розподілу всіх емпіричних даних, тобто вже кореляційну, а не функціональну залежність тривалості буріння від глибини. Вибір найефективніших доліт для певного геологічного розрізу і прогнозування значення проходки на долото виконуються із визначених показників часу на буріння 1 м (t1M) і стійкості доліт (при однакових умовах буріння). Для пояснення суті запропонованого способу на кресл. наведено графік залежності часу механічного буріння Т від глибини буріння Н. Приклад застосування запропонованого способу. Спосіб використаний для буріння пошуково-розвідувальних свердловин на Тернівській площі на Дніпрово-Донецькій западині (ДДЗ) в інтервалі залягання московського ярусу середнього карбону (С2m). Оскільки буріння на даній площі не проводилося, підібрані свердловини-аналоги: №№ 4,10 Дробишівського родовища з ідентичними проектними умовами, режимами та технологією буріння. Побудована графічна модель розподілу емпіричних даних, яка описується рівнянням: 2 у = 0,0008x - 1,8473х + 1608,02, де 1 UA 68997 U 5 10 15 у - час механічного буріння, год. х - глибина буріння, м. Для оцінки тісноти зв'язку між фактичним розподілом даних і їх графічною інтерпретацією 2 використовується індекс детермінації (R ). Чим ближчий він до одиниці - тим тісніший кореляційний зв'язок між даними, що аналізуються. Оскільки потужність інтервалу залягання С2m надто велика -750м, то для усереднення даних, його розбили на три інтервали по 250 м. Прогнозування середнього значення норми часу на механічне буріння (t 1м) визначається відношенням різниці початкових і кінцевих значень показників часу механічного буріння (T) до різниці кінцевих і початкових значень глибини (Н). Враховуючи фізико-механічні властивості порід певного геологічного розрізу, вибираються типи доліт за способом руйнування породи та визначається їх середня стійкість за певний період. Для прогнозування значень проходки на долото (h), в таблиці 1 наведені усереднені показники стійкості (t) шарошкових доліт 295,3 мм за даними відпрацювання на ДДЗ за останній рік. Таблиця 1 Інтервал залягання, м до 1000 1000-2000 2000-3000 20 Долота з опорами типів В, Н Кількість Середня доліт, шт. стійкість, год. 139 35,1 499 37,8 380 35,2 Долота з опорами типів НУ, ВУ Кількість Середня доліт, шт. стійкість, год. 67 43,2 213 46,0 339 46,5 Долота з опорою типу АУ Кількість Середня доліт, шт. стійкість, год. 9 54,2 58 58,0 81 67,0 З таблиці видно, що для даного інтервалу залягання відкладів С 2m (2000-3000 м) відповідають наступні значення стійкості: - для доліт з опорою типу В, Н: 35,2 год.; - для доліт з опорою типу НУ, ВУ: 46,5 год.; - для доліт з опорою типу АУ: 67,0 год. За відомими формулами визначаємо проходки на долото окремо по кожному інтервалу і для різних типів опор (В, Н, НУ, ВУ, АУ). Результати зведені в таблицю 2. 25 Таблиця 2 Вихідні дані Стратиграфічний комплекс порід С2m 30 Прогнози дані проектний діаметр інтервал Н, м Тп, год. Тк, год. доліт, мм залягання, м 2350 2600 2850 2600 2850 3100 295,3 250 250 250 1685 2213,2 2841,4 T, год. 2213,2 528,2 2841,4 628,2 3569,6 728,2 t1м, год./м 2,11 2,51 2,91 Проходка на долото, м тип опори В, Н НУ, ВУ АУ 17 22 32 14 19 27 12 16 23 Таким чином, для даного стратиграфічного комплексу порід відібрані долота з опорами типу АУ, які мають найвищі показники проходки. Запропонований спосіб успішно використовується БУ "Укрбургаз" і є економічно ефективним, оскільки раціональне використання породоруйнівного інструменту приводить до суттєвого зниження загальної вартості буріння. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 Спосіб оптимізації процесу механічного буріння свердловин, який включає збір, обробку і аналіз показників роботи породоруйнівних інструментів по кожній стратиграфічній одиниці розрізу та прогнозування параметрів проходки і часу буріння, який відрізняється тим, що прогнозування оптимальних параметрів буріння здійснюється шляхом визначення типу доліт для певного геологічного розрізу за допомогою графоаналітичного методу на основі регресійнокореляційного аналізу. 2 UA 68997 U Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3