SU1437490A1

SU1437490A1 - Method of well-drilling in troublesome environment

Info

Publication number: SU1437490A1
Application number: SU864172194A
Authority: SU
Inventors: Вилен Дмитриевич Терентьев; Алексей Эмильевич Крист
Original assignee: Южно-Уральское Отделение Всесоюзного Научно-Исследовательского Геологоразведочного Института
Priority date: 1986-12-30
Filing date: 1986-12-30
Publication date: 1988-11-15

Abstract

Изобретение относитс к горной пром-сти. Цель изобретени . - повышение эффективности борьбы с осложнени ми в процессе бурени скважин. Создают поток бурового раствора в бурильных трубах и в затрубном пространстве . Дл этого устанавливают струйные насосы над верхней и нижней границами пласта. Измен ют режим перемещени бурового растцрра в скважине разделением его потока по меньшей мере на дна. Один поток нап-. равл ют к долоту по трубному пространству , а другой - в затрубное пространство через насосы дл их привода с формированием потока бурового раствора в пространстве между стенками скважины и наружной поверхностью насоса в направлении, противоположному потоку, направленному в затрубное пространство из труб. Потоки в затрубное пространство из бурильных труб через насосы направл ют из расчета создани в околопластовой зоне скважины локальной области с давлением , равным пластовому. Обеспечивают равенство напоров насосов и гидравлических сопротивлений потокам в зазорах между насосом и стенкой скважины . Передают гидростатическое давление в зону скважины, расположенную под нижним насосом. Чем больше давление на пласт, тем большей величи ны требуетс сила гидростатического сопротивлени в зазорах, тем больша нужна производительность накоса. 1 ил сл Oliik 00 4 СОThe invention relates to the mining industry. The purpose of the invention. - improving the effectiveness of combating complications in the process of drilling wells. Create a stream of drilling fluid in the drill pipe and in the annulus. For this, jet pumps are installed above the upper and lower reservoir boundaries. The mode of movement of the drilling tool in the well is changed by separating its flow at least at the bottom. One thread nap. equal to the bit through the pipe space, and the other into the annulus through pumps to drive them with the formation of a stream of drilling mud in the space between the borehole walls and the outer surface of the pump in the direction opposite to the flow directed into the annulus from the pipes. Flows into the annulus from the drill pipe through the pumps are directed at the rate of creating a local area in the perimeter zone of the well with a pressure equal to the reservoir. Ensures the equality of pump head and hydraulic resistance to flow in the gaps between the pump and the borehole wall. Hydrostatic pressure is transferred to the well zone located under the lower pump. The greater the pressure on the reservoir, the greater the strength of hydrostatic resistance required in the gaps, the greater the need for pumping capacity. 1 il sl Oliik 00 4 CO

Description

Изобретение относитс к горной про мышленности, в частности к бурению скважин, и может быть использовано при бурении скважин в осложненных ус- лови х: в услови х неустойчивого, высоконапорного или поглощающего пластаThe invention relates to the mining industry, in particular to the drilling of wells, and can be used for drilling wells in complicated conditions: in conditions of unstable, high-pressure or absorbing formation.

Цель изобретени - повьпиение эффективности борьбы с осложнени ми в процессе бурени скважин за счет соэДани в открытом стволе локальной зоны давлени , соответствующего пластовому .The purpose of the invention is to increase the effectiveness of coping with complications in the process of drilling wells due to sodeni in the open hole of the local pressure zone corresponding to the reservoir.

На чертеже изображена схема циркул ции бурового раствора в скважине и местных замкнутых циркул ции бурового раствора вокруг перекачивающих устройств, по сн юща случай, когда способ бурени скважины в осложненных услови х примен етс дл буре- ни в услови х неустойчивого или высоконапорного пласта.The drawing shows a circulation diagram of the drilling fluid in the well and local closed circulation of the drilling fluid around the pumping devices, explaining the case when a well drilling method under complicated conditions is used for drilling in an unstable or high-pressure formation.

Способ бурени скважин в осложненных услови х, в частности в услови х наустойчивого или высоконапорно- го пласта, осуществл ют следующим образом.The method of drilling wells under complicated conditions, in particular under conditions of unstable or high-pressure formation, is carried out as follows.

При вскрытии обваливающегос или про вл ющего пласта струйные насосы 1 и 2 встраиваютс в бурильную ко- лонну 3 с обеспечением интервала между насосами не.менее мощности (толщины ) этого пласта..Струйные насосы устанавливают напорами, т.е. выхлопными каналами 4 навстречу друг другу Затем бурильную колонну спускают в скважину дл обычного бурени .When opening a collapsing or developing formation, jet pumps 1 and 2 are inserted into the drill string 3 with the interval between pumps not less than the thickness (thickness) of this formation. The jet pumps are installed with a flow, i.e. exhaust channels 4 towards each other. Then the drill string is lowered into the well for normal drilling.

Поток бурового раствора Q от бурового насоса, двига сь по бурильной колонне, достигает струйного насоса 1, где его раздел ют на две части Q. и (Q-Q). Поток Qf передает струйному насосу 1 гидравлическзпо энергию от бурового насоса дл получени с помощью иНжекции высокопроизводителького потока Q ,, , который выбрасываетс через выхлопные каналы 4 в пространство 5 скважины, образующее локальную область околопластовой зоны скважины, ограниченную струйными на- сосами. Оставща с в бурильньгх трубах часть потока (Q-Q)движетс далее и поступает во второй струйный насос 2, где снова делитс на две части (О - Q ,- 0). Поток Q/ пере- дает струйному насосу 2 гидравлическую энергию от бурового насоса дл , получени с помощью индекции еще од- ного высокопроизводительного потокаThe flow of drilling fluid Q from the drilling pump, moving along the drill string, reaches the jet pump 1, where it is divided into two parts Q. and (Q-Q). The flow Qf transfers the jet pump 1 hydraulically with energy from the mud pump to produce, through Injection, a high-performance flow Q ,, that is discharged through the exhaust ducts 4 into the well space 5, forming a local region of the near-wellbore zone bounded by the jet pumps. The remaining part of the flow (Q-Q) in the drill pipes goes further and goes to the second jet pump 2, where it is again divided into two parts (O - Q, - 0). The flow Q / transfers the jet pump 2 the hydraulic energy from the mud pump to obtain by means of the induction one more high flow flow.

Qoj, который выбрасьгоаетс через выхлопные каналы 4 струйного насоса 2 в то же пространство 5 скважины, но навстречу потоку Q. Оставша с в бурильных трубах часть потока (Q-Q ,- 0) движетс к долоту 6 и затем по затрубному пространству поднимаетс до струйного насоса 2, проходит через его всасьшающие каналы 7 и выхлопные каналы 4 и поступает в пространство 5. Здесь часть потока .) соедин етс с част ми Q и Q -2 и полный буровой поток О через зазор 8 между стенкой скважины 9 и . корпусом струйного насоса I направл етс в затрубное пространство скважины и далее к ее устью. Таким образом , буровой насос осуществл ет полностью всю пр мую циркул цию бурового раствора Q, а струйные насосы осуществл ют только местную циркул цию вокруг себ в аксиальном направлении (QO, Q ,) и ( QI).Qoj, which is emitted through the exhaust channels 4 of the jet pump 2 into the same well space 5, but opposite to flow Q. The part of the flow (QQ, 0) left in the drill pipe moves to the bit 6 and then rises along the annular space to the jet pump 2 It passes through its suction ducts 7 and exhaust ducts 4 and enters space 5. Here is a part of the flow.) Connects to parts Q and Q -2 and the full flow of flow O through the gap 8 between the borehole wall 9 and. the jet pump body I is guided into the annulus of the well and further to its mouth. Thus, the mud pump completely circulates the entire circulation of mud Q, and the jet pumps only circulate locally around themselves in the axial direction (QO, Q,) and (QI).

Напоры встречных потоков Qp, и Q j,5 создают в пространстве 5, т.е. в пределах пласта, дополнительное давление на пласт. Величина этого давлени , дополнительного к гидростатическому давлению, задаетс из услови прекращени обвалов или про влени пласта. Например, дл про вл ющего пласта дополнительное давление будет равно разности между пластовым давлением флюида и гидростатическим давлением бурового раствора.Heads of oncoming flows Qp, and Q j, 5 are created in space 5, i.e. within the reservoir, additional pressure on the reservoir. The magnitude of this pressure, in addition to the hydrostatic pressure, is determined from the condition of the termination of the landslides or manifestation of the formation. For example, for the developing reservoir, the additional pressure will be equal to the difference between the reservoir pressure of the fluid and the hydrostatic pressure of the drilling fluid.

Теперь надо устранить передачу этого дополнительного давлени за пределы установки струйных насосов, локализовать его только в интервале между струйными насосами, причем передача может быть осуществлена толко через зазоры 8 и 10. Дл этого в зазорах создают силы гидравлического сопротивлени дополнительному давлению , равные ему по абсолютной вели- - чине и направленные ему навстречу, сверху и снизу. Чтобы получить силы гидравлического сопротивлени , направленные навстречу друг другу и вместе с тем навстречу всестороннему дополнительному давлению, местные циркул ции (Ор, - Q i) и ( Q/j.) вокруг струйных насосов осуществл ют в противоположном направлении. Силы гидравлического сопротивлени вл -т ютс векторами, в отличие от давлени , которое передаетс всесторонне. Сила гидравлического сопротивлени вNow it is necessary to eliminate the transfer of this additional pressure outside the installation of jet pumps, locate it only in the interval between the jet pumps, and the transfer can be carried out only through gaps 8 and 10. To do this, create gaps of hydraulic resistance to additional pressure equal to it in absolute magnitude. - - to the rank and directed towards him, above and below. In order to obtain hydraulic resistance forces directed towards each other and at the same time towards all-round additional pressure, local circulations (Op, -Qi) and (Q / j.) Around jet pumps are carried out in the opposite direction. Hydraulic resistance forces are vectors, in contrast to pressure, which is transmitted comprehensively. Hydraulic resistance force in

зазоре 8 направлена вниз, а сила гидравлического сопротивлени в зазо- -ре 10 направлена вверх. Дополнитель- ное давление на пласт может дости- гать нескольких дес тков атмосфер, следовательно,силы гидравлического сопротивлени в зазорах должны достигать такой же величины . Дл получени таких сил используют высокопроизводи- тельную циркул цию струйных насосов вокруг себ в аксиальном направлении. Чем больше дополнительное давление на пласт, тем большей величины тре The gap 8 is directed downwards, and the hydraulic resistance force in the gap 10 is directed upwards. The additional pressure on the formation can reach several tens of atmospheres, therefore, the forces of hydraulic resistance in the gaps should reach the same value. To obtain such forces, high-performance circulation of jet pumps is used around the axial direction. The greater the additional pressure on the reservoir, the greater the magnitude of the three

0 0

будет нарушено, то ниже струйного насоса 2 гидростатическое давление будет передаватьс не полностью.will be disturbed, then below the jet pump 2 the hydrostatic pressure will not be fully transmitted.

При осуществлении способа бурени скважины в услови х поглощающего пласта напоры струйных насосов направл ют в противоположные стороны.When carrying out the method of drilling a well under the conditions of an absorbing formation, the heads of jet pumps are directed in opposite directions.

Claims

Invention Formula

A method of drilling for drilling in complicated conditions, including the creation of a flow-of drilling mud in the drill

The strength of the hydraulic resistance of the Tjpy6ax and the annulus

laziness in the gaps, the more you need the performance of jet pumps. In addition, the larger the gaps 8 and 10, the greater should be the capacity of the closed circulation of the string pumps. The required capacity is determined taking into account the creation of the required amount of additional pressure on the formation and the magnitude of the radial clearance between the borehole wall and the body of the jet pump, based on the equality of the additional pressure on the formation and the resistance force in the gap using the well-known formula.

The hydraulic pressure of the mud column is transmitted as follows. The jet pump 1 does not interfere with the transfer of hydrostatic pressure both through the suction channels and exhaust, and through the gap 8. It is a hydraulic resistance only for a pressure equal to the additional pressure and directed from below. The jet pump 2 also does not prevent the transfer of hydrostatic pressure both through the exhaust and suction channels, as well as through the gap 10. It is also a hydrostatic resistance only for a pressure equal to the additional one, but directed from above. If the equality of the pressure jet pumps and hydraulic resistance in the gaps

0

five

0

jet pumps installed in a string of drill pipes, and changing the mode of movement of the drilling fluid in the well, separating its flow into at least two, one of which is directed to the bit through the pipe space and the other into the annulus through jet pumps to drive them with the formation of a flow of drilling fluid in the space between the walls of the borehole and the outer surface of the jet pump in the direction opposite to the flow directed into the annulus of the drill pipe, which differs from and so that, in order to improve the efficiency of coping with complications during the drilling of wells, jet devices are installed above the top and under the lower boundaries of the reservoir, flows into the annulus from the drill pipes through jet pumps - loplastic zone of the well in the local area with a pressure equal to the reservoir, and ensure equality of the pressure of the jet pumps and hydraulic resistance flows in the gaps between them and the transfer of hydrostatic pressure on the area of the well, p installed under the lower pump.

five