Способ определения пластового давления

 

Изобретение относится к разведке и разработке нефтяных и газовых сквалин. Цель изобретения - повышение точности определения величины пластового давления. В процессе бурения, происходя1цем при циркуляции промывочной жидкости 4 (2-3 мПа), осу1цествляют контроль режимных параметров бурения. Величину забойного давления Рд предварительно находят расчетным путем или прямыми замерами. При этом за бурения с повьшенным давлением на забое замеряют энергию, израсходованную на разрушение разбуренного интервала породы h, и определяют ее объем V. В каждом цикле для различных значений забойного давления измеряют энергоемкость Э и Э процесса разрушения пласта. Величину пластового давления определяют по формуле: / P /lP/ln 3,/3i. Энер-. гоемкость процесса разрушения пласта зависит от прочностных свойств породы и в пределах рабочих нагрузок на долото, это обстоятельство используют для повьппения помехозащищенности при х О) определении Р пл 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (дц 4 Е 21 В 47/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д BTOKHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

:, . к, к.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4107142/22-03 (22) 31. 07. 86 (46) 15. 08. 88. Бюл. У 30 (75) А.А.Голев и Н.Т.Панова (53) 622 ° 241.8 (088.8) (56) Лукьянов Э.Е. Исследование скважин в процессе бурения. М.: Недра, 1979, с. 211-214.

Фертль У.Х. Аномальное пластовое давление. М.: Недра, 1980, с. 398.

Авторское свидетельство СССР

В 1 t39833 кл. E 21 В 4?/06, 1985. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛАСТОВОГО

ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к разведке и разработке нефтяных и газовых скважин. Цель изобретения — повышение точности определения величины пластового давления. В процессе бурения, происходящем при циркуляции промывочt

„,80„„1416679 А 1 ной жидкости Д P (2-3 мПа), осуществляют контроль режимных параметров бурения. Величину забойного давления

Р предварительно находят расчетным путем или прямыми замерами. При этом за врем>. бурения с повышенным давлением на забое замеряют энергию, израсходованную на разрушение разбуренного интервала породы h и определяют ее объем V. В каждом цикле для различных значений забойного давления измеряют энергоемкость Э, и Э g процесса разрушения пласта. Величину пластового давления on еделяют по формуле: Pzz = P>dP/1n 3,/3 . Энергоемкость процесса разрушения пласта зависит от прочностных свойств породы и в пределах рабочих нагрузок на долото,.это обстоятельство используют для повышения помехозащищенности при определении P„„ ° 1 ил

1416679

Таким образом энергоемкость процесса на основании формул (1) (2) и (3) представляется в виде

<2

5 M.n dt за время интегрирования t >- t < значение момента и число оборотов ротора могут неконтролируемо изменяться, вызыв ая изменения механиче ской скорости проходки. Как видно из выражения (4) отклонения величин взаимно компенсируются, в результате чего значение энергоемкости сохраняется неизменным при значительных изменениях параметров бурения. При этом более четко прослеживается связь энерго20 емкости с пластовым давлением.

p

Э=К Х 1 (5) где К вЂ” кон стан та с ра эмери о стью

25 энергоемкости, определяемая свой ством породы для не ко торых стандартных условий

P3 — 3абойное давление.

Для двух значений энергоемкости, 3р измеренных на литологически однородном интервале проходки при двух различных забойных давлениях Р, и Р при условии постоянства пластового давления Ря„ имеем равенство

pg -Ð

2 Р

Э1 р2 -2р1др-др2 р2

2 пл

А

Э = — °

Э1 — I

Э рда <р — Г- (1- — ) рлл

Энергия А затраченная на разбури1

40 вание заданного интервала проходки, есть интеграл механической мощности

N по вре мени t

42

А = N.dt = M.n dt 9 (2)

1 где t2-t, — временной интервал бУРения (предел интегрирования);

М n — крутящий момент и число

1 оборотов ротора.

Объем выбуренной породы при заданном диаметре долота D представляется определенным интегралом скорости U эа временной отрезок t2"t„

"а

V =* —.Udt, 4 (3)

102 1 где — — площадь сечения скв ажины.

4 (6) 50

Рпл

Изобретение относится к исследованиям скважин, в частности к. способам определения пластового давления при поиске, разведке и разработке нефтяных и газовых месторождений.

Цель изобретения — повышение точности определения величины пластового давления.

На чертеже изображена схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Устройство включает последовательно соединенные датчик 1 крутящего момента ротора, датчик 2 частоты вращения ротора, множительное устройство 3, устройство 4 сравнения, интегратор 5, датчик 6 эталонного интервала проходки, устройство 7 . сигнализации.

Для повышения точности и помехозащищенности определения пластового давления использовано то обстоятельство, что энергоемкость процесса разрушения пласта зависИт только от прочностных свойств породы и в пределах рабочих нагрузок на долото, т.е. в области усталостно-объемного разрушения не зависит от режима бурения.

В этом случае отпадает необходимость в стабилизации параметров бурения.

Энергоемкость процессов разрушения породы Э характеризуется энергией (работой) А, затраченной долотом на разбуривание единичного объема породы V

Дипрессия dP намного меньше значения н ачаль но го з абойно го дав лен ия (P >=P > ) . Поэтому исключив величину аР (<1 с достаточной степенью точ2Р„ ности выражение.(6) можно представить формулой р др(p„ — = е ()

Э2

Прологарифмируем зависимость (7) и после соответствующего преобразования разрешим ее Относительно Рпл

1416679 забоем, измеряют мощность холостого вращения колонны N . С помощью задатчика вводят эту величину в устройство 4 сравнения (процесс установки нуля) (фиг. 1). Задав требуемую нагрузку на долото, осуществляют бурение и датчиком 1 крутящего момента ротора и датчиком 2 частоты вращения ротора контролируют на выходе множительного устройства 3 мощность, расходуемую на бурение породы Ия =

= N — N . Энергозатраты процесса о накапливают с помощью интегратора 5 в счетчике энергии (ваттметре). Чтобы обеспечить при всех измерениях эталонный интервал проходки, сигнал с этого датчика 6 подают на устройство 7 сигнализации. Световой или звуковой сигналы устройства подаются оператору каждый раз при разбуривании заданного интервала проходки (0,1-1 м). Величина уставки определяется из соображений требуемой разрушающей способности способа. Циклически изменяя давление промывочной жидкости в скважине, регистрируют на выходе счетчика энергии приращение показаний при каждом измерении забойного давления. При известных перепаде давления ДР и приращениях затрачиваемой на разбуривание пород энергии (Аг-А„)= Э, и (A -А„)=Э, определяемых для двух последовательных интервалов проходки Ь, =Ьг, вычисляют пластовое давление по формуле

1"02

V = h—

4 (9) P ДР т=.э,7 э, Рпл

Фо рм ул а и з о б р е т е н и я

Полученные из соотношения (11) значения пластового давления для нескольких последовательно пробуренных интервалов h усредняют. Совпадение щ расчетных величин для двух пар интервалов бурения свидетельствует о справедливости вычислений. В;противном случае измерения следует повторить.

Способ определения пластового дав- ления может быть реализован полуавтоматическим измерительным устройством. Перед разбуриванием исследуемого пласта, приподняв инструмент над

Способ осуществляют следующим образом.

В процессе бурения, происходящем при циркуляции промывочной жидкости, на забое скважины циклически создают заданный перепад давления промывочной жидкости Л P (2-4 мПа) и осуществляют контроль режимных параметров бурения.

Величину забойного давления P . предварительно находят расчетным путем или прямыми замерами. При этом за время бурения с повышенным давлением на забое измеряют энергию, израсходованную на разрушение разбуренного интервала породы h и определяют ее объем V по формуле

Если в качестве интегратора энергии служит ваттметр, то затраченную на разрушение энергию вычисляют как разность показаний счетчика А -А о до и после разбуривания интервала h. 2Á

С учетом (9) энергоемкость процесса разрушения может быть найдена из формулы

Э 30

hg.

Следующее значение энергоемкости

Э г определяют при сниженном забойном давлении аналогично после разбуривания интервала Ьг

Э Аг-А1 (10) г f i.рт

2 4

Пластовое давление вычисляется на основании соотношения

Способ определения пластового давления в процессе бурения скважины, включающий циркуляцию промывочной жидкости с циклическим изменением ее давления на забой и контроль режимных параметров бурения, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения величины пластового давления, в каждом цикле для различных значений забойного давления измеряют энергоемкость процесса разрушения пласта, а величину Р „ пластового давления определяют по формуле где clP - отклонение величины забойно1416679

Со став итель В . Архипов

Редактор Ю. Середа Техред А. Кравчук Корректор

Заказ 4044/31

Тираж 531 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 го давления от заданного уровня, МПа;

P - забойное давление промывоч3 ной жидкости, МПа, Э, Э вЂ” энергоемкости процесса разрушения пласта для двух интервалов бурения с различными забойными давлениями.