Оптимизация режима промывки скважины.

⇐ ПредыдущаяСтр 24 из 26Следующая ⇒

Оптимизация всегда предусматривает наличие критерия оптимизации. Обычно это означает анализ множества разных технических решений, из которых выбирают оптимальный (с точки зрения выбирающего) вариант, обеспечивающий максимум или минимум заранее выбранного критерия.

Правомерна следующая постановка задачи: выбрать расход Q, диаметр насадок d_o ( здесь и далее говоря "диаметр насадок" будем подразумевать диаметр выходного отверстия насадки), число насадок z такими, при которых стоимость 1 м проходки (или рейсовая скорость) будет минимальной. Но такая постановка некорректна, поскольку значение названного критерия (стоимость метра проходки) зависит не только от промывки, но и (в не меньшей степени) от других параметров. Критерий должен характеризовать промывку непосредственно, напрямую.

К сожалению, на практике редко занимаются поиском оптимальных режимов промывки, ограничиваясь самыми простейшими решениями. Назовём такой подход "традиционным", безоптимизационным.

Традиционная (безоптимизационная) методика проектирования режима промывки скважины при роторном бурении.

Проектирование начинается с выбора расхода Q. Он должен обеспечить очистку забоя и ствола скважины, не вызывать осложнений (например, поглощения бурового раствора). Такой подход нельзя назвать оптимизационным, он скорее всего компромиссный, не предлагающий использования конкретного, количественного, четко сформулированного критерия.

По устоявшейся традиции сначала выбирают (рассчитывают) расход, обеспечивающий удовлетворительную очистку забоя. Расчет выполняют по формуле:

, (18.1)

где q – удельный расход жидкости, приходящийся на единицу площади забоя; рекомендуется принимать в пределах 0,50…0,67 м³/с на 1 м² забоя .

Затем рассчитывают расход, обеспечивающий удовлетворительную очистку ствола скважины. Опыт бурения показывает, что в большинстве случаев вынос выбуренной породы вполне обеспечивается, если средняя скорость восходящего потока v_к находится в пределах 0,3…0,7 м/с. Это означает, что необходимый для этого расход Q_к вычисляется по формуле:

, (18.2)

где d_н- наружный диаметр бурильных труб.

Нижняя граница рекомендуемых значений v_к относится к бурению долотами большого диаметра со скоростями бурения не более 10 -15 м/час. Верхняя – к случаю бурения со скоростью более 15 м/час и долотами диаметром не более 295,3 мм.

Расход Q может быть ограничен тем, что потери давления в затрубье не должны превысить некоторого допустимого значения p_к.доп. Для этого необходимо заранее найти Q, соответствующей величине p_к.доп.

Имея три значения Q, необходимо проанализировать (сопоставить) и выбрать на основе компромисса один окончательный. Назовём его рациональным расходом Q_рц.

Правда, этот выбор может оказаться ещё не совсем окончательным, если, например, общие потери при Q = Q_рц превысят допустимое давление р_доп. Именно поэтому нужно сразу же выполнить расчёт потерь давления р_пот (без долота), сравнить полученный результат с р_доп и, если р_пот>р_доп, то уменьшить Q_рц так, чтобы потери давления не превысили допустимого давления.

Чаще всего при Q=Q_рц р_пот существенно меньше р_доп. Это значит, что имеется возможность увеличить давление на насосах за счёт увеличения перепада давления на долоте. "Резерв" давления легко определяется как разность между р_доп и р_пот :

р_д = р_доп - р_пот.

Этот резерв следует реализовать на гидромониторном долоте путём увеличения скорости истечения из насадок, диаметр которых следует определять либо по формуле (10.17):

где d_п- диаметр подводящего канала промывочного узла долота.

Найденный по этой формуле d_о наверняка не будет равен стандартному диаметру насадок, поэтому придётся составить комбинацию из двух или трёх насадок со стандартным диаметрами отверстий и уточнить р_д по формуле (10.5):

для разноразмерных насадок,

- (18.3)

для равноразмерных.

18.2. Критерии оценки интенсивности промывки забоя
скважины.

Известно несколько критериев оценки интенсивности струйной промывки забоя скважины, из которых наибольший интерес представляют [2]:

- скорость струй на выходе из насадкок v_ос;

- гидравлическая мощность струй на выходе из насадок (на долоте) N_o_.заб;

- гидравлическая мощность струй в момент "встречи" с забоем N_заб;

- сила удара (количество движения) струй W_заб;

- осевое давление струи на забой скважины p_ос.

Скорость истечения из насадок v_o часто пытаются использовать в качестве критерия интенсивности гидромониторной промывки забоя. Нередко можно услышать, что для получения эффекта от струйной промывки нужно обеспечить скорость истечения не менее, например, 75 - 100 м/с. Но логичнее было бы тогда "нормировать" не начальную скорость, а скорость соударения струй с забоем. Дело в том, что, как было показано раньше, скорость струи довольно резко уменьшается по мере удаления от насадки за счет присоединения к струе окружающей среды. Следовательно, при одной и той же скорости истечения скорость на забое будет меньше там, где меньше диаметр насадки.

В настоящее время поиск оптимального варианта промывки скважины при бурении гидромониторными долотами осуществляется только по максимумам гидравлической мощности струй N_о.заб или силы их удара W_заб.

Логично предположить (в виде рабочей гипотезы), что положительный эффект от применения высокоскоростных гидромониторных струй пропорционален (или почти пропорционален) их суммарной мощности. Следовательно, можно утверждать, что из всех возможных вариантов промывки, отличающихся сочетанием Q, z_н и d_о, нужно выбрать такой, у которого мощность струй N_д=p_дQ максимальна.

Часть гидравлической мощности насосов N_н теряется на гидравлические потери N_пот=Р_потQ.

Очевидно, что мощность, расходуемая на долоте N_д:

N_д=N_н-N_пот (18.4)

Давление на насосах ограничено часто прочностью обвязки насосов p_доп= p_обв.

Следовательно, гидравлическая мощность насосов равна:

N_н=р_допQ. (18.5)

Условимся, что во всех элементах циркуляционной системы имеет место квадратичный закон сопротивления:

Р_пот=А_потrQ². (18.6)

В результате имеем:

N_д=р_допQ-А_потrQ³. (18.7)

Принимая р_доп и А_пот постоянными, исследуем это уравнение на максимум N_д от Q, приравняв нулю первую производную по Q:

р_доп-3А_потrQ²= 0;

Р_доп=3А_потrQ²=3Р_пот;

. (18.8)

Последнее равнозначно утверждению, что

. (18.9)

Итак, гидромониторные струи обретут максимальную мощность, если перепад давления на долоте составит 2/3 от предельного давления на насосе, а оставшаяся 1/3 будет равна потерям давления.

Возникает вопрос: а как найти этот режим промывки? Ответ: только расчётным методом (лучше – с применением ЭВМ).

Методика проста. Сначала задаются расходом Q₁, который допустим или необходим технологической точки зрения. Определяют расчетным путем р_д1 и d_о. Затем вычисляют N_д₁=p_д₁Q. Увеличивают теперь Q по схеме Q₂=Q₁+DQ. Повторяют весь расчёт по вычислению р_д₂ и N_д₂. Сравнивают N_д₁ и N_д₂. Если N_д₁> N_д₂, то продолжают увеличивать Q до тех пор, пока не будет найден N_д._max. Если окажется, что N_д₂<N_д₁, то уменьшают Q, поэтому что экстремум N_д будет с "другой стороны".

Строго говоря, соотношение (18.9) справедливо для квадратичной области сопротивления в трубах и в заколонном пространстве. В реальной практике это далеко не всегда соблюдается. В случаях, когда доля "ламинарного" сопротивления в величине р_пот значительна, максимум N_д может не соответствовать условию (18.9).

Много сторонников имеет ещё одна гипотеза, согласно которой максимум эффективности от применения струй (выраженной в повышении показателей работы гидромониторных долот) приходится на максимум "силы удара струй"

W_д=rQv_o ,

где v_o – скорость истечения струй насадок.

При ограниченном давлении на насосах

. (18.10)

Тогда

Чтобы найти максимум W_д, нужно приравнять к нулю dW_д/dQ:

Произведение равно нулю только в том случае, когда выражение в квадратных скобках равно нулю:

Левая часть уравнения – это р_пот, а правая – р_д.

Следовательно, W_д достигнет максимума, тогда р_д=р_пот или, что то же самое:

р_д=р_н/2. (18.11)

В случае ламинарного (структурного) течения в затрубном пространстве следует, как и в предыдущем случае, максимум W_д находят методом последовательного приближения.

Итак, максимум N_д достигается при р_д=2р_н/3,
а максимум W_д – при р_д=р_н/2.

Казалось бы всё просто: добивайся нужного соотношения р_д и р_пот – и цель будет достигнута. Но всё дело в том, что для описанных методик оптимизации не имеет никакого значения, каким образом создаётся и используется р_д. Один и тот же перепад давления можно создавать "бесчисленным" числом вариантов сочетаний насадок по диаметру, лишь бы совпали при этом суммарные площади сечения отверстий насадок. Однако из опыта бурения гидромониторными долотами хорошо известно, что варианты далеко не равноценны. Результаты бурения сильно зависят, например, от числа применяемых насадок. Описанные методики не дают на этот счёт никаких рекомендаций. И это вполне логично, поскольку эти методы оптимизации помогают решить очень общую задачу: наилучшим образом доставить мощность или количество движения к долоту, но не предусматривают решение задачи о рациональном (эффективном) использовании этих энергетических показателей на забое.

Осевое давление струи р_ос_, как критерий гидромониторной промывки, более технологичен. Оно количественно описывает воздействие струи на забой. Величиной осевого давления струи можно управлять, так как она зависит от расхода жидкости, диаметра насадок, длины струи, плотности жидкости и других факторов. Но как и другие критерии р_ос, прежде всего по природе энергетический критерий. О других свойствах р_ос будет сквазано чуть позже.

Критерии N_д
и W_д, как выше отмечалось, не предъявляют никаких требований к размещению промывочных устройств в долоте, к расстоянию от насадок до забоя и к варианту сочетания числа насадок и диаметров их выходных сечений (лишь бы при этом суммарная площадь сечений отверстий была близка к расчетной). Единственное “преимущество” их перед другими, например, критерием “осевое давление струи” p_ос, заключается в возможности находить решение по косвенным признакам: максимуму N_д или W_д соответствуют заранее известные соотношения между перепадом давления на долоте p_д и давлением на насосах p_н. Однако неопределенность в выборе конкретного варианта реализации решения сделала указанные критерии малопривлекательными. В отечественной практике они практически не используются.

Физически более обоснованным является предложенный П.Ф. Осиповым и Ю.Л. Логачевым критерий p_эф, названный “эффективным давлением струи”. Величина p_эф вычисляется по формуле:

p_эф = p_ос - p_диф , (18.12)

где p_ос - осевое давление струи на забой, определяемое по известным методикам,

p_диф - динамическое дифференциальное давление, определяемое по формулам:

p_диф = rgl_скв+ p_кп - p_пл (18.13)

или

p_диф = (rgl_скв - p_пл ) + p_кп = p_ст + p_кп , (18.14)

где p_кп - потери давления в заколонном пространстве,

p_пл - пластовое давление,

p_ст - статическое дифференциальное давление (статическая репрессия),

r - плотность бурового раствора,

l_скв - глубина скважины.

Впервые был предложен критерий промывки, в определении которого участвует параметр (пластовое давление), описывающий геологические условия бурения.

Критерий p_эф является сложной функцией расхода Q и имеет максимум, поиск которого выполняется следующим образом. Вначале выбирается вариант схемы промывки, например, промывка через три насадки равного диаметра d_н. Изменяя ступенчато Q от Q_мin до Q_max и определяя для каждого расхода допустимое давление на насосах p_доп (с учетом гидравлических характеристик циркуляционной системы, характеристики насосов и величины общего ограничения рабочего давления на манифольд), находят реализуемый резерв давления для насадок долота p_д:

p_д= p_доп - p_пот , (18.15)

где p_пот - суммарные потери давления в циркуляционной системе, а затем вычисляют d_н и p_ос по формулам:

, (18.16)

, (18.17)

a = 0,223 + 0,01(l_c / d_н - 6), (18.18)

где Q - расход бурового раствора, м³/с;

r - плотность бурового раствора, кг/м³;

p_д- перепад давления на долоте, Па;

d_п- диаметр подводящего канала долота (равный, как правило, входному диаметру насадок), м;

l_с - расстояние от насадки до забоя (длина струи), м;

z - количество реально используемых в долоте насадок.

Расчетный цикл завершается определением p_эф по формуле (18.12).

Каждому значению Q_i соответствует свое значение p_эф. Вариант, при котором величина p_эф максимальна, выбирается в качестве оптимального, в частности, для случая бурения с использованием трех насадок (z = 3), одинаковых по диаметру отверстия.

Критерий p_эф выгодно отличается от N_д и W_д тем, что напрямую зависит от конструктивных особенностей промывочного узла долот, от количества насадок и диаметра последних, от расстояния от насадки до забоя, от дифференциального давления в момент промывки и от компонентов давления, от которых зависит последнее. Такой критерий более “технологичен” и потому дает больше шансов на получение положительного результата от применения гидромониторной промывки. Критерий p_эф может принимать как положительное, так и отрицательное значение, что очень важно при оценке общего уровня интенсивности промывки скважины.

Основным достоинством критерия p_эф является то, что онпозволил существенно продвинуться в направлении прогнозирования количественного влияния интенсивности промывки на показатели работы гидромониторных долот. Дело в том, что с его помощью удалось связать количественно (в первом приближении) величину гидравлического критерия промывки с интенсивностью фильтрационных процессов, возникающих на забое под влиянием подвижных, вращающихся вместе с долотом, гидромониторных струй.

Возникновение обратной фильтрации, ее интенсивность и продолжительность зависят прежде всего от интенсивности промывки забоя скважины, мерой которой может быть, в частности, величина критерия “эффективное давление струи” p_эф .

Несмотря на явные преимущества критерия p_эф перед другими, он не лишен недостатков. Во-первых, он является размерной величиной, а во-вторых, - не имеет характерного предельного значения, ориентируясь на которое можно судить об уровне интенсивности и качества промывки забоя.

П.Ф. Осипов [1]для оценки интенсивности промывки забоя скважины предложил использовать новый и безразмерный критерий

J = p_эф/ p_ос . (18.19)

С учетом (18.12):

J = 1 - p_диф/ p_ос. (18.20)

При бурении на “равновесии” (p_диф =0) критерий J = 1. Это как раз то характерное предельное значение, стремление к достижению которого вполне можно увязывать с повышением эффективности гидромониторных долот. В принципе J может быть и больше 1, но только при бурении в условиях, когда пластовое давление больше давления в скважине, например, при бурении с промывкой водой, когда коэффициент аномальности в пласте больше 1. Критерий J может быть равен 0, когда p_диф= p_ос (второе характерное значение), и быть меньше нуля, если p_диф> p_ос (третья область характерных значений). Он, как и p_эф, является функцией Q , имеющей максимум (экстремум), соответствующий оптимальному режиму промывки по данному критерию.

Методика определения критерия J аналогична описанному для p_эф.

18.3. Оптимизация режима промывки скважины при роторном бурении по критерию J.

Для сравнения критерия промывки J с другими проведем расчеты критериев промывки для конкретного случая.

В качестве примера выберем скважину глубиной 4000 м, обсаженную кондуктором диаметром 245 мм до глубины 500 м. Коэффициенты аномальности пластового давления примем следующими:

глубина бурения, м коэффициент аномальности

менее 1000 1,00

1000 1,05

1500 1.05

2000 1,07

2500 1,07

3000 и более 1,10

Такие условия весьма типичны для многих площадей Урало-Поволжья и Республики Коми. В соответствии с приведенными коэффициентами аномальности выбраны поинтервальные плотности бурового раствора от 1120 (вначале) до 1180 кг/м³ (в конце интервала бурения). Диаметр основного ствола - 215,9 мм. Принята “стандартная” (базовая) технология, составленная из следующих элементов:

- промывка скважины вязкопластичной жидкостью с динамическим напряжением сдвига 5 Па, структурной вязкостью 0,02 Па_*с;

- буровая колонна, составленная из УБТС-178 и бурильных труб ТБПК-127;

- давление на насосах на всех глубинах равно 15 МПа;

- долота оснащены насадками, диаметр отверстия которых равен не ближайшему стандартному, а строго расчетному, найденному из условия полного использования резерва давления.

Первая расчетная глубина равна 500 м, остальные располагаются через каждые 500 м. Для каждой глубины выполнялись гидравлические расчеты промывки скважины. Расход жидкости менялся ступенчато через 2 дм³/с от заданного минимума до максимально возможного для данного варианта исходных данных. Из набранного массива результатов гидромониторной промывки выделялись оптимальные, соответствующие максимуму того или иного критерия, в том числе критерия J .

На рис. 18.1 показаны зависимости критериев p_ос , p_эф , J от расхода жидкости при глубине скважины 1000 м. Оптимальные расходы Q_опт явно не совпадают, в том числе по двум последним критериям. Видно, что критерий J имеет в этом отношении преимущество перед другими.

Результаты аналогичного расчета для глубины 3000 м показаны на рис. 18.2. В отличие от рис. 18.1 здесь появляются области отрицательных значений как для p_эф, так и J . Более того, при использовании трех равноразмерных насадок на этой глубине указанные критерии остаются отрицательными величинами при любом расходе, но при использовании двух равноразмерных насадок ситуация меняется: в области 17< Q < 35 дм³/с они имеют положительное значение. Размерный критерий p_эф достигает значения 1 МПа при Q_опт= 26 дм³/с, а безразмерный критерий J (при том же Q_опт), хотя и имеет положительное значение, но остается существенно меньшим “идеального” значения 1. И только критерий N_д всегда положителен. Таким образом, с увеличением глубины бурения:

- имеет место уменьшение величин критериев p_эф и J , что свидетельствует об уменьшении ожидаемой эффективности применения гидромониторной промывки;

- величины Q_опт для критериев p_эф и J сближаются;

Рис. 18.1. Зависимости критериев гидромониторной промывки от расхода бурового раствора при промывке через три равноразмерные насадки и при глубине скважины 1000 м:

1 - осевое давление струи; 2 - эффективное давление струи; 3 - критерий J (безразм.);

- по величине p_эф затруднительно дать уверенную оценку уровня достаточности интенсивности промывки, однако критерий J позволяет это делать;

- величинами критериев p_эф и J можно управлять, например, уменьшением числа насадок.

Из анализа данных на рис. 18.1 и 18.2 можно сделать вывод: критерий J имеет несомненные преимущества перед всеми известными, обеспечивая более технологичные решения для любых глубин бурения и возможность объективной оценки уровня интенсивности очистки забоя при бурении гидромониторными долотами.

Рис. 18.2. Зависимости критериев гидромониторной промывки от расхода бурового раствора при глубине скважины 3000 м:

(р_эф-2 нас.) - эффективное давление струи при двух насадках (МПа); (р_эф-3 нас.) - то же при трех насадках; (J-2 нас.) - критерий J (безразм.) при двух насадках; (J-3 нас.) - то же при трех насадках; N - гидравлическая мощность струй.

Если принять, что критерий J является мерой интенсивности очистки забоя скважины, то представляет практический (и методический) интерес посмотреть, как изменяется величина его по мере углубления скважины при тех или иных условиях бурения. На рис. 18.3...18.7 показаны результаты численного эксперимента по влиянию различных факторов на J. Все кривые на указанных рисунках построены по величинам J, соответствующим оптимальному варианту промывки на данной расчетной глубине (500, 1000 м и др.). Иначе говоря, каждая из них - это зависимость максимальных (экстремальных) значений J от глубины бурения.

На рис. 18.3 показано изменение J с глубиной при использовании двух альтернативных вариантов бурильных колонн в сравнении с базовым вариантом. Как и следовало ожидать, хуже других выглядит вариант бурения с применением труб ТБВК-139,7. Если (в значительной степени пока условно) принять, что положительный результат от гидромониторных долот возможен только при положительном значении J, то предельная глубина эффективного применения последних (с тремя равновеликими насадками) будет равна 2300 м, что на 350...400 м меньше, чем при других бурильных трубах. Базовый вариант бурильных труб имеет устойчивое преимущество, но и он, вопреки ожиданиям, уступает до глубины 2700...2800 м варианту с трубами ТБПВ-114.

Рис. 18.3. Изменение критерия J с глубиной скважины при использовании трёх равноразмерных насадок

Величина J в соответствии с формулой (18.20) зависит от дифференциального давления непосредственно. Дифференциальное давление более чем от потерь давления в заколонном пространстве зависит от плотности бурового раствора. В реальной практике бурения из-за неоптимального состава бурового раствора, неудовлетворительной работы системы его очистки плотность часто существенно превышает требуемые по условиям бурения. Поэтому представляет интерес посмотреть, как плотность бурового раствора влияет на изменение J с глубиной скважины.

На рис. 18.4 приведены расчетным путем полученные зависимости J(L_скв) при трех различных уровнях плотности раствора. Отрицательное влияние p_диф на J очевидно, и оно неоспоримо доказывает справедливость того, что применению гидромониторных долот должна предшествовать работа по минимизации плотности и реологических параметров бурового раствора. Данные на рис. 18.5 подтверждают, что уменьшение реологических параметров или применение растворов, подчиняющихся степенной реологической модели (например, полимерных малоглинистых буровых растворов) являются весьма эффективными технологическими мерами увеличения показателей работы и глубины результативного применения гидромониторных долот.

Рис. 18.4. Изменение критерия J с глубиной скважины при промывке буровыми растворами различной плотности.

Геологические или иные причины иногда вынуждают осуществлять бурение с использованием несколько завышенных по плотности или реологическим параметрам буровых растворов. В этом случае необходимо использование технических решений, обеспечивающих “восстановление” потерянного уровня интенсивности промывки забоя, мерой которого является критерий J . Одним из таких решений может быть приближение насадок к забою.

На рис. 18.6 демонстрируется влияние приближения трех равноразмерных насадок к забою (с 120 до 80 мм) на критерий J при использовании базовой технологии бурения. На рис. 18.7 показано изменение J с глубиной в случае, когда плотность раствора завышена по сравнению с базовым раствором всего на 100 кг/м³ на глубинах до 3000 м и на 130 кг/м³ - после указанной глубины. Само по себе приближение насадок к забою благотворно сказывается на величине J (рис. 18.6), но оно просто необходимо, если имеет место вынужденное увеличение дифференциального давления на забой (рис. 18.7). При нормальной плотности приближение насадок на 40 мм расширило область эффективного применения гидромониторной промывки до 4000 м и более. При плотности раствора по всему стволу 1250 кг/м³ она (предельная глубина применения) стала равной 3500 м.

Изложенные выше результаты численного анализа вполне согласуются с передовым опытом исследования и применения гидромониторных долот, примером которых является опыт внедрения гидромониторной промывки в Тимано-Печорской нефтегазовой провинции и Самарской области[1].

Рис. 18.5. Влияние реологических параметров бурового раствора на изменение критерия J с глубиной скважины:

1 - динамическое напряжение сдвига - 5 Па, структурная вязкость - 0,02 Па_*с ("базовый" буровой раствор); 2 - реологические параметры раствора по сравнению с "базовым" уменьшены в 2 раза; 3 - "степенная" (псевдопластичная) жидкость.

Рис. 18.6. Влияние приближения насадок к забою на изменение величины критерия J с глубиной при нормальной плотности
бурового раствора (базовая технология).

Рис. 18.7. Влияние приближения насадок к забою на изменение критерия J с глубиной скважины при увеличенной плотности бурового раствора (1250 кг/м³ - по всему стволу).

Доказательство преимуществ критерия J будет завершено, если будет установлено, что оптимальные по данному критерию варианты гидравлических режимов промывки скважины отличаются от неоптимальных большей интенсивностью фильтрационных процессов, непосредственно осуществляющих процесс очистки забоя от выбуренной породы.

На рис. 18.8...18.11 указанных рисунках приведены графики изменения скорости фильтрации через плоскость забоя v_ф в зависимости от поворота долота (с заданной скоростью) от некоторого начального момента наблюдения.

На рис. 18.8 сравниваются три варианта промывки скважины через три равноразмерные насадки при бурении на глубине 1000 м (технология бурения - базовая), один из которых представляет собой оптимальный вариант, а другие - неоптимальные по критерию J , расположенные на графике J(Q) симметрично относительно первого по величине J .

Рис. 18.8. Сравнение оптимального (30 дм³/с) варианта промывки (по критерию J) с неоптимальными при бурении на глубине 1000 м (бурильные трубы ТБПК-127, диаметр скважины - 215,9 мм, давление на насосах - 15 МПа).

Оптимальный вариант выглядит явно предпочтительнее других. При достаточно высоком значении скорости фильтрации v_ф он обеспечивает сохранение депрессии до прихода шарошки. Вариант с Q = 18 дм³/с имеет хорошую продолжительность фильтрации, но уступает по максимуму v_ф Вариант с Q = 48 дм³/с имеет самую худшую характеристику по продолжительности фильтрации, что объясняется влиянием повышенного (за счет потерь давления в заколонном пространстве) дифференциального давления.

На рис. 18.9 приведены результаты аналогичного анализа для глубины 2500 м. Преимущество оптимального варианта выражено в большей степени, а из неоптимальных предпочтительнее выглядит вариант с меньшим расходом, который имеет существенно большую продолжительность фильтрации.

Рис. 18.9. Сравнение оптимального (28 дм³/с) варианта промывки (по критерию J) с неоптимальными при бурении на глубине 2500 м (бурильные трубы ТБПК-127, диаметр скважины 215,9 мм, давление на насосах - 15 МПа).

При глубине бурения 4000 м (рис. 18.10) преимущество оптимального варианта режима промывки выражено еще более определенно. Неоптимальный вариант с меньшим Q уступает по величине v_ф, а с большим Q - по продолжительности фильтрации.

Таким образом, на всех глубинах бурения оптимальные по критерию J режимы промывки скважины имеют явное преимущество перед другими по фильтрационным показателям, что свидетельствует о физической обоснованности критерия J. Последнее дает основание на использование его в качестве аргумента в уравнениях, отражающих влияние промывки на процессы разрушения породы, износ вооружения и опоры долота.

Рис. 18.10. Сравнение оптимального (26 дм³/с) варианта промывки (по критерию J) с неоптимальными при бурении на глубине 4000 м (бурильные трубы ТБПК-127, диаметр скважины 215,9 мм, давление на насосах - 15 МПа).

Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 1195; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 17 18 19 20 21 22 232425 26 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!