4. ВЫБОР СПОСОБА БУРЕНИЯ1 Основные требования к выбору способа бурения – необходимость обеспечения успешной проводки ствола скважины при возможных осложнениях с высокими технико-экономическими
показателями. По этому способ бурения выбирается на основе анализа статистического материала по уже пробуренным скважинам и соответствующих эконо мических расчетов. При отсутствии таких показателей этот выбор ре комендуется делать с учетом геолого-технических условий бурения проектируемых скважин, глубины, профиля и конструкции скважины, а также рекомендаций, приведенных в табл. 4.1 [7].
Выбранный способ бурения должен допускать использование таких видов буровых растворов и такую технологию проводки ствола, кото рые наиболее полно обеспечивали бы следующее: качественное вскрытие продуктивного пласта;
достижение высокого качества ствола скважины, ее конфигурации и наиболее высоких механических скоро стей и проходок на долото;
возможность применения долот различных типов в соответствии с механическими и абразивными свойствами пород.
Целесообразность принятых решений по применению того или иного способа бурения пересматривается по мере совершенствования технологии и техники бурения.
В соответствии с данными табл. 4.1 роторный способ может быть использован в подавляющем большинстве случаев, а для бурения скважин глубиной до 2500–3000 м с промывкой водой и неутяжелен ными буровыми растворами рекомендуется выбирать турбинный спо соб, как обеспечивающий более высокие показатели бурения по срав нению с роторным.
Основные технические характеристики ГЗД (в том числе турбодо лот) и электробуров приведены в табл. 4.2, 4.3 и 4.4 [3].
Турбобуры с высокой частотой вращения (500 мин–1 и более) целе сообразно применять на сравнительно малых глубинах и при исполь зовании безопорных долот. Турбобуры с умеренной частотой враще По Р. А. Ганджумяну.
Т а б л и ц а 4. Способ бурения Исходная информация роторный ГЗД электробуром H, м:
вертикальный + + + наклонно направленный, горизонтальный – + + Тип и размер долот:
энергоемкие типа 2Л, 3Л, шарошечные типа М + – – шарошечные типа МС, МСЗ, С, СЗ, СТ, Т, ТЗ, + + + ТКЗ, К и ОК гидромониторные + – – многолопастные твердосплавные истирающего – + + действия алмазные и ИСМ – + + шарошечные бурильные головки диаметром, мм:
высокая + – + низкая + + + Газы, пена + – – Примечание. Знакам "плюс" и "минус" соответствуют рекомендуемая и нерекомен дуемая области применения.
ния (200–400 мин–1) целесообразно использовать на средних и больших глубинах. Винтовой забойный двигатель целесообразно применять для бурения на средних и больших глубинах, когда на эксплуатационные затраты на 1 м проходки определяющее влияние оказывает проходка за рейс, а также для бурения долотами с герметизированными маслона полненными опорами.
Комбинированный турбинно-роторный способ рекомендуется ис пользовать при бурении скважин:
долотами с D 349 мм в геологических условиях, способствующих искривлению скважин (выше средних глубин и с использованием спе циальной компоновки);
Т а б л и ц а 4. Основные параметры винтовых забойных двигателей Параметры Д2-195 Д2-170 Д-127 Д- Расход жидкости, дм3/с 35–40 20–36 12–15 5– Частота вращения, мин–1 140–170 115–200 200–250 200– Перепад давления, МПа 6–7 4,5–6 3,5–6 3–3, Вращающий момент, кНм 6,5–8 2,9–4,15 1–1,2 0,34–0, Длина, мм 6900 6900 4500 Масса, кг 1140 770 300 различными буровыми растворами (в том числе с применением рас творов повышенной плотности или высокой вязкости).
Двухтурбинные агрегаты РТБ могут быть использованы при буре нии верхних интервалов глубоких скважин большого диаметра от 0, до 3 м (для вентиляции и вспомогательных целей) на шахтах и рудни ках, а также под кондукторы сверхглубоких скважин.
Пример 4.1. На разведочной площади ранее не бурили ни одной скважины. По информации, полученной при бурении нескольких скважин на соседних площадях, в геологическом строении их при нимают участие следующие породы: глины слоистые и неслоистые с прослоями мелкозернистого песка (0–150 м);
известняки трещиноватые с пропластками мергеля местами перемятые мягкие (2500–3400 м);
песчано-глинистые отло жения с прослоями аргиллитов (3400–3680 м);
ангидритовая толща – переслаивание терригенных и карбонатных пород с ангидритами (3680–3870 м);
пересливание песчаников и алевролитов (3870– м).
Забойная температура на глубине 3400 м составляла 130 °С и воз росла до 200 °С на проектной глубине. Интервал бурения 4400–4600 м представляет собой зону АВПД. При бурении на соседних площадях возникали поглощения бурового раствора, обвалы и осыпи горных пород, приводящие к образованию каверн;
затяжки и посадки бурового инструмента при спуско-подъемных операциях;
искривление ствола скважины и связанное с этим желобообразование.
Следует выбрать способ бурения.
Из анализа приведенных данных следует, что для геологического разреза характерны многочисленные интервалы, представленные мягкими породами, твердость которых ниже третьей Т а б л и ц а 4. Основные характеристики электробуров Вращающий мо Ток, А мент, кНм Номи- Напря Частота Жест холосто Диа- нальная жение Шифр элек- Длина, враще- КПД, Масса, кость при го хода метр, мощ- номи- cos рабочий тробура м ния, мин– номи- макси- % кг изгибе ЕI, при но мм ность, нальное, номи- наль- маль кНм миналь кВт кВ нальный ный ный ном на пряжении Э290-12 290 14,1 240 1,75 165,0 121,0 455 5,1 11,0 72,0 0,67 5100 33 Э290-12Р 290 15,9 240 1,75 165,0 121,0 145 16,0 26,0 72,0 0,67 5700 33 Э250-8 250 13,2 230 1,65 160,0 107,0 675 3,32 7,5 72,0 0,70 3600 18 Э250-8Р 250 14,4 230 1,65 160,0 107,0 340 6,64 11,8 72,0 0,70 3800 18 Э250-16 250 13,2 110 1,20 156,0 130,0 335 3,20 7,0 56,5 0,60 3600 18 Э240-8 240 13,4 210 1,70 144,0 107,0 690 2,97 7,6 75,0 0,66 3500 14 Э240-8Р 240 14,8 145 1,40 112,0 80,0 230 6,15 12,0 74,8 0,70 3900 14 Э215-8М 215 13,9 175 1,55 131,0 95,5 680 2,50 5,5 67,5 0,66 2900 10 Э215-8МР 215 15,5 110 1,35 102,0 80,0 230 4,65 10,5 72,0 0,69 3200 10 Э185-8 185 12,5 125 1,25 130,0 93,0 675 1,8 3,6 67,5 0,66 2000 Э185-8Р 285 14,4 70 1,10 90,0 75,0 240 3,0 7,0 70,0 0,58 2300 Э170-8М 170 12,2 75 1,30 83,5 78,6 695 1,1 2,4 63,5 0,63 1800 Э170-8МР 170 13,9 45 1,00 59,0 55,0 220 2,0 4,0 65,0 0,68 2000 Э164-8МР 164 12,3 75 1,30 87,5 80,0 685 1,1 2,4 61,0 0,625 1650 Э164-8МР 164 14,1 45 1,00 61,5 55,0 220 2,0 4,0 64,0 0,66 1900 категории по классификации Л.А. Шрейнера. Разбуривание таких пород целесообразно вести энергоемкими лопастными долотами. К важнейшим особенностям, существенно влияющим на технологию бурения скважин и возникновение различных осложнений, относятся наличие зоны АВПД и высокая забойная температура.
Эти, а также другие особенности геологического разреза позволяют считать наиболее обоснованным выбор роторного способа бурения при проектировании первых скважин на новой разведочной площади.
