Рис. 3. Траєкторія свердловини № 1073г Чегодаївського родовища.
Базуючись на експериментальних дослідженнях, розроблені основні методичні рекомендації по технологічних режимах відбору керна в похило спрямованих та горизонтальних свердловинах для геолого-технічних умов буріння свердловин ВАТ „Укрнафта” та АТ „Татнафта”( табл. 1).
Розроблено технологію відриву керна, що впливає на ефективність його відбору. При бурінні в зцементованих гірських породах вибійними двигунами запропонована наступна технологія відриву:
1. За 0,15 - 0,2 м до закінчення запланованої проходки за довбання припиняється подача навантаження на інструмент на 10-15хв, без зупинки насосів. Цей час є достатнім для утворення на бічній поверхні керна концентричної канавки.
Таблиця 1
Рекомендовані технологічні параметри режиму відбору керна
2. Проводиться буріння з відбором керна до запланованого об’єму.
3. Припиняється подача навантаження на інструмент, без зупинки насосів на 5-10 хв.
4. Зупиняються бурові насоси та проводиться плавний відрив інструменту від вибою. В цей час важільки керновідривача попадають в утворену концентричну канавку, що дозволяє гарантовано уникнути проковзування важільків по керну.
Розроблена методика відриву керна використовувалася при бурінні в зцементованих гірських породах, де проводилися промислові випробування. У всіх випадках після підйому керна на поверхню було відмічено, що важільки керновідривача не проковзують по його поверхні.
В п’ятому розділі приведені результати промислових випробувань запропонованого техніко-технологічного комплексу та економічна ефективність від його використання.
Роботи по відбору керна з використанням розроблених технологічних заходів та технічних засобів пройшли перевірку в семи похило спрямованих та горизонтальних свердловинах бурових підприємств України та Росії (табл. 2).
Промислові дослідження були проведені в породах різної категорії складності по відбору керна. Особливий інтерес представляють собою роботи по відбору керна в пілотному стволі свердловини № 155 Качанівська, що дали змогу уточнити траєкторію горизонтальної частини свердловини. Подальший відбір керна в горизонтальній свердловині підтвердив правильність такого рішення.
Впровадження техніко-технологічного комплексу по відбору керна в промислових умовах дозволило провести корегування двох горизонтальних свердловин по результатах відбору керна.
Таблиця 2
Результати впровадження техніко-технологічного комплексу по відбору керна
В результаті аналізу проведених робіт можна зробити висновок, що всі розроблені технологічні регламенти та конструктивні елементи (керновідривачі, кулькові підвіски) довели свою ефективність надійність, та довговічність в роботі. Розроблені керноприймальні пристрої серії ПКГ при комплексному використанні з запропонованою технологією дозволили вирішити задачу відбору керна в похило спрямованих та горизонтальних свердловинах з високою ефективністю.
Крім задачі виносу керна, запропоновані керноприймальні пристрої з ковзаючими центраторами на корпусі забезпечують управління зенітним кутом горизонтальних свердловин.
Загальний економічний ефект від впровадження техніко-технологічного
комплексу за рахунок підвищення виносу керна складає 246,1 тис. грн. Особливо слід відмітити, що інформативність керна значно підвищується при його виносі понад 80 %.
ВИСНОВКИ
У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове вирішення науково-практичної задачі відбору керна в похило спрямованих та горизонтальних свердловинах із врахуванням умов роботи. Одержані наступні основні результати.
- На основі статистичного аналізу зроблено висновок про залежність виносу керна від зенітного кута свердловин.
- На основі теоретичних розрахунків розроблено нову методику розрахунку та програмне забезпечення спеціальних компоновок з метою стабілізації та керування зенітним кутом свердловини при довгих інтервалах відбору керна. З їх допомогою визначається залежність місця розташування ковзаючого центратора на корпусі керноприймального пристрою у залежності від основних техніко-технологічних чинників проводки похило спрямованих і горизонтальних свердловин (кута нахилу свердловини, співвідношення між габаритними розмірами керноприймального пристрою, бурильної головки, ковзаючого центратора та вибійного двигуна, навантаження при бурінні з відбором керна).
- У результаті експериментальних досліджень визначено раціональні конструкції найвідповідальніших вузлів і деталей керноприймальних пристроїв для відбору керна в похило спрямованих та горизонтальних свердловинах. Визначено матеріал виготовлення важільків керновідривачів та методику їх наплавки, конструкцію пружинок керновідривачів та на цій основі розроблені нові конструкції керновідривачів. Розроблено технічні засоби різного діаметра, габаритних розмірів для відбору керна в свердловинах з великими зенітними кутами та в різноманітних геолого-технічних умовах, що забезпечують стабільно високий винос керна та скорочують час будівництва свердловин.
- Завдяки удосконаленню технічних засобів та технологічних прийомів удосконалено техніко-технологічний комплекс по відбору орієнтованого в просторі керна в свердловинах з великими зенітними кутами.
- У результаті промислових досліджень визначені оптимальні навантаження на породоруйнівний інструмент, кількість подачі промивальної рідини та на їх основі розроблено основні методичні рекомендації по відбору керна в похило спрямованих та горизонтальних свердловинах.
- Розроблені в дисертаційній роботі технологічні заходи і керноприймальні пристрої пройшли промислову перевірку та впровадження в семи свердловинах у різноманітних геолого-технічних умовах буровими підприємствами України та Росії, довели високу ефективність відбору керна (98,8 %), при загальному об’ємі буріння з відбором керна 282,9 м та скоротили загальний час будівництва свердловин. Вперше в світовій практиці проведено суцільний відбір 187,0 м орієнтованого керна в горизонтальних ділянках свердловин № 1073 г Чегодаївська та № 38275г Куакбашська.
ОСНОВНІ ПУБЛІКАЦІЇ ПО РОБОТІ
- Мартинюк Д.М., Мрозек Р.Є. Удосконалення важількових керновідривачів для відбору керну в похило-спрямованих та горизонтальних свердловинах // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. - 2002.- №2. - C. 80-82.
- Мрозек Р.Є. Експериментальні дослідження конструкції важількових керновідривачів // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. - 2002. - №4. - С.92-94.
- Керноприймальний пристрій. А.с. 49398А. Україна, Кл. Е21 В 25/00. Р.Н. Сейфи, Д.М. Мартинюк, Я.В. Кунцяк, Я.С. Гаврилов, Р.Є. Мрозек (UA) - 2001118173; Заявлено 29.11.01; Опубл. 16.09.02 Бюл. № 9.
- Керновідривач. А.с. 51017А, Україна , Кл. Е 21В25/14 / Р.Н. Сейфи, Д.М. Мартинюк, Я.В. Кунцяк, Я.С. Гаврилов, Р.Є. Мрозек (UA) - 2001118172; Заявлено 29.11.01; Опубл. 16.09.02 Бюл. № 11.
- Лев О.М., Мрозек Р.Є. Визначення місця встановлення центратора при бурінні горизонтальних свердловин з відбором керна// Науковий вісник Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу. - 2003. - №1. - С.18-21.
- Дубленич Ю.В., Мрозек Р.Є. Пристрій для орієнтованого відбору керна в горизонтальних свердловинах // Розробка і розвідка нафтових і газових родовищ. Івано-Франківськ. - 1999. - № 36. - С.44-49.
- Кунцяк Я.В., Гаврилов Я.С., Дубленич Ю.В., Мартынюк Д.М., Мрозек Р.Е., Зубарев В.И., Куринов А.И. Технические средства для отбора керна из горизонтальных скважин // Бурение и нефть. - 2003.- №3. - С. 40-42.
- Кунцяк Я.В., Гаврилов Я.С., Мрозек Р.Є., Муслімов Р.Х., Назіпов А.К., Хісамов Р.С., Нафіков А.З. Буріння з відбором керна в горизонтальних стовбурах свердловин ВАТ „Татнефть” // Нафтова і газова промисловість. -2003.- №3. – С. 37-38.
- Кунцяк Я.В., Мрозек Р.Є., Мартинюк Д.М. Особливості відбору керна в похило-спрямованих і горизонтальних свердловинах на родовищах ВАТ „Укрнафта” // Мінеральні ресурси України. -2002. - №3.- С.30-31.
- Кунцяк Я.В., Мартинюк Д.М., Мрозек Р.Є. Промислові випробування технічних засобів для відбору керну в похило-спрямованих та горизонтальних свердловинах // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. - 2001. - № 1. - С. 84-85.
- Кунцяк Я.В., Мартинюк Д.М., Мрозек Р.Є. Відбір керна в горизонтальній свердловині малого діаметра // Нафтова і газова промисловість. - 2002.- №4. - С. 22-23.
- Кунцяк Я.В., Мрозек Р.Є., Новіков В.Д. Корегування траєкторії свердловини за результатами відбору керна // Збірник наукових праць ВАТ “УкрНГІ”. - 1999.- № 1. - С. 16-20.
АНОТАЦІЯ
Мрозек Р.Є. Удосконалення техніки та технології відбору керна в похило спрямованих та горизонтальних свердловинах.- Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.15.10 – Буріння свердловин. -Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, Івано-Франківськ, 2004.
Захищається 12 наукових праць, які містять теоретичні дослідження в області технічних засобів та технології відбору керна в похило спрямованих та горизонтальних свердловинах. Розроблено нову методику розрахунку спеціальних компоновок з метою стабілізації та корегування зенітного кута при відборі керна в свердловинах з великими зенітними кутами. Вперше удосконалено технічні засоби та технологію процесу буріння з відбором керна в горизонтальних та похило спрямованих свердловинах, що забезпечує високу ефективність відбору керна. Розроблено техніко-технологічний комплекс, що дозволяє проводити відбір орієнтованого керна та управляти траєкторією свердловини.
Запропоновані технологічні заходи і технічні засоби пройшли промислову перевірку та впровадження в семи свердловинах у різноманітних геолого-технічних умовах.
Ключові слова: керн, керноприймальний пристрій, керновідривач, кулькова підвіска, ковзаючий центратор, похило спрямована свердловина, горизонтальна свердловина.
АННОТАЦИЯ
Мрозек Р.Е. Усовершенствование техники и технологии отбора керна в наклонно направленных и горизонтальных скважинах.- Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.15.10 – Бурение скважин. Ивано – Франковский национальный технический университет нефти и газа, Ивано-Франковск, 2004.
Защищается 12 научных трудов, которые содержат теоретические исследования в области технических средств и технологии отбора керна в наклонно направленных и горизонтальных скважинах.
Проведено усовершенствование технологических регламентов для отбора керна. Разработан експрес-метод выбора оптимальной нагрузки при бурении с отбором керна в скважинах с большими углами в любых геолого-технических условиях.
Проведен комплекс промышленных исследований по определению зависимости процента выноса керна в зависимости от количества промывочной жидкости, подаваемой на забой. Эта величина ограничена с одной стороны минимальной продуктивностью, при которой обеспечивается бесперебойная работа забойного двигателя, с другой стороны - техническими характеристиками насосов.
Разработано новую методику расчета специальных компоновок с целью стабилизации и коррекции зенитного угла при отборе керна в скважинах с большими зенитными углами. Аналогичные системы рассматривались Султановым Б.З., Ишемгужиным Н.Х., где для их решения составлялась отдельная программа, которая является настолько большой, что не была приведена в монографии. В отличие от этого, предложено предварительно задавшись искомой величиной, развязать алгебраическую линейную систему 8-го порядка за методом Гаусса. На базе разработанной схемы предложена компьютерная программа, с помощью которой система решается за короткое время. На основе полученных зависимостей построены номограммы для типичных технико-технологических условий отбора керна в ОАО „Укрнефть” и АО „Татнефть”, которые дают возможность в полевых условиях определить параметры КНБК, в зависимости от технического задания.
Поскольку основными конструкционными элементами, которые влияют на эффективность и долговечность работы керноприемного устройства, является кернорватель и шаровая подвеска, было проведено ряд экспериментальных исследований, направленных на их усовершенствование. Разработаны конструкции кернорвателей, учитывающих условия работы в скважинах с большими углами. Предложены новые усовершенствованные конструкции шаровых подвесок, сокращающих габаритную длину керноприемного устройства при постоянной полезной длине керноприема.
Впервые усовершенствованы технические средства серии УКГ для отбора керна в горизонтальных и наклонно направленных скважинах, обеспечивающие стабильно высокий процент выноса керна независимо от технико-технологических условий.
Разработано технико-технологический комплекс, позволяющий проводить отбор ориентированного керна за счет комплексного использования усовершенствованных технических средств и технологических приемов. Способ отбора ориентированного керна успешно использовался в ряде скважин ОАО „Укрнефть” и АО „Татнефть”.
Предложенные технологические мероприятия и технические средства прошли промышленную проверку и внедрение в семи скважинах в различных геолого-технических условиях. При общей проходке с отбором керна 282,9 м средний вынос керна составил 98,8 %.
Особый интерес представляют собой работы по корректировке траектории скважин за результатами отбора керна в горизонтальных участках. В другом случае успешно проведенный отбор керна в пилотном стволе сквжины № 155 Качановская позволил скорректировать горизонтальный ствол, что в итоге привело к существенному увеличению дебита нефти.
Ориентированный в пространстве керн в комплексе с высоким его выносом значительно повысил информативность керна, что не достигается при использовании традиционной техники и технологии.
Ключевые слова: керн, керноприемное устройство, кернорватель, шаровая подвеска, скользящий центратор, наклонно направленная скважина, горизонтальная скважина.
ANNOTATION
Mrozek R.E. Improvement of technique and technology of stippler selection in the aslope directed and horizontal mining holes. - Manuscript
Dissertation for receiption of candidate’s scientific degree of engineering sciences after speciality of 05.15.10 - Drilling mining holes. Ivano-Frankivsk national technical university of oil and gas, Ivano-Frankivsk, 2004.
There are on the defensive 12 scientific labours which are containing theoretical researches in the region of hardwares and technology of stippler selection in the aslope directed and horizontal mining holes. A new method of the special arrangements calculation is developed with the purpose of zenithal corner stabilization and adjustment at the stippler selection in mining holes with large zenithal corners. Hardwares and technology of drilling process are first improved with the selection of stippler in horizontal and aslope directed mining holes, that provides high efficiency of stippler selection. A technically-technological complex, that allows to select oriented stippler and manage the trajectory of mining hole is developed.
The offered technological measures and hardwares passed industrial verification and introduction in seven mining holes in various geologically-technical terms.
Keywords: stippler, core receiving device, core catcher device, ball-shaped pendant, sliding centrator, aslope directed mining hole, horizontal mining hole.
| 
