Удосконалення технології буріння похило-скерованих та горизонтальних свердловин в нестійких породах (на прикладі родовищ Дніпрово-Донецької западини) - Автореферат

ІВАНО-ФРАНКІВСЬКИЙ національний ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ НАФТИ І ГАЗУ Робота виконана в Івано-Франківському національному технічному університеті нафти і газу Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України. Чернов Борис Олександрович, Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, професор кафедри загальної та прикладної фізики Векерик Василь Іванович, Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, завідувач кафедри теоретичної механіки кандидат технічних наук З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу за адресою: 76019, м.Буріння похило-скерованих і горизонтальних свердловин охоплює надзвичайно широке коло питань, всебічно вирішити які з урахуванням специфіки кожного геологічного регіону практично неможливо. Вивченню проблем при бурінні таких свердловин та їх вирішенню присвячено багато робіт вітчизняних та зарубіжних вчених, зокрема Алієва М.А., Аскерова В.Б., Агаєва Г.Х., Балденка Д.Ф., Бітто Р., Безухова Н.І., Булатова А.І., Васька І.А., Глушича В.Г., Григоряна А.М., Іоанесяна Р.А., Калініна А.Г. На основі наукових досліджень ними розроблено новітні технології та технічні засоби для ефективного будівництва похило-скерованих і горизонтальних свердловин, проте, як свідчить практика, дані технології не відповідають вимогам успішного буріння таких свердловин на родовищах ДДЗ та шельфі Чорного моря, де наявні горизонти нестійких порід, схильні до осипання і раптового обвалювання. Предмет дослідження: Напружено-деформований стан стінок свердловини і компоновок низу бурильної колони при розкритті нестійких порід похило-скерованими та горизонтальними стовбурами. Удосконалено методику проектування траєкторії похило-скерованих і горизонтальних свердловин, яка базується на врахуванні наявності критичних значень зенітного кута () з умов стійкості стінок їх стовбурів та критичних значень інтенсивності викривлення, в межах яких існує найбільша ймовірність ускладнень під час буріння в нестійких породах таких свердловин на родовищах ДДЗ та шельфі Чорного моря.Показано, що однією з важливих проблем під час буріння похило-скерованих і горизонтальних свердловин на родовищах ДДЗ та шельфі Чорного моря є осипання і обвалювання стінок свердловини, утворених нестійкими породами за великих значеннь зенітних кутів (більше 500), інтенсивного набору кривизни, недосконалості конструкцій КНБК та низької механічної швидкості буріння. Оскільки ускладнення, повязані з втратою стійкості стінок свердловини, є одними із найбільш складних з точки зору їх попередження, було досліджено вплив інтенсивності викривлення на стійкість стінок стовбурів похило-скерованих свердловин із застосуванням графо-аналітичного способу визначення напружень в породі. На основі проведених досліджень визначено величини радіальних, колових і тангенціальних напружень в породі на стінках вертикального і похилого стовбура свердловини. Досліджено пружно-деформований стан похилої ділянки стовбура, встановлено екстремальні умови щодо стійкості стінок свердловин з урахуванням фізико-механічних характеристик гірських порід та одержано аналітичні залежності з визначення величини напружень, що виникають в породі при зміні значень зенітного кута ?. Таким чином, наявність максимальних значень дотичних напружень на стінках інтенсивно викривлених стовбурів свердловин, створює реальну загрозу втрати стійкості стінок свердловини, що необхідно враховувати при проектуванні траєкторії свердловини.У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукового завдання, що полягає у підвищенні ефективності спорудження похило-скерованих і горизонтальних свердловин, шляхом забезпечення стійкості стінок похилих і горизонтальних стовбурів у процесі буріння нестійких гірських порід, удосконалення технології буріння таких свердловин та розробки нових конструкцій протиприхоплюючих технічних пристроїв і удосконалених конструкцій компоновок низу бурильної колони. За результатами аналітичних, експериментальних і промислових досліджень зміни пружно-деформованого стану гірських порід у присвердловинній зоні похило-скерованих і горизонтальних свердловин визначено значення кута входження свердловини в пласт, при якому існує найвища ймовірність втрати стійкості стінок свердловини, складених нестійкими породами. Запропоновано та впроваджено нові компоновки низу бурильної колони для буріння похило-скерованих і горизонтальних свердловин, до складу яких входять опорно-центруючі елементи ексцентричної форми (патенти на винахід України та Російської Федерації). встановлені над вибійним двигуном та між різьбовими зєднаннями бурильних труб в інтервалі викривлення стовбура свердловини.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ