Книга Бурение горизонтальных скважин
Оглавление учебника по бурению горизонтальных скважинПрименение
Работа
Измерительное оборудование подготавливается к работе до установки трубы для отбора керна на элеватор (рис. 1.7). Измерительное оборудование устанавливается во внутреннюю трубу перед спуском в ствол. Опорное направление измерительного оборудования выставляется по основному ножу - маркеру.
Процесс ориентации выполняется на собранной наружной трубе, висящей ниже роторного стола. Внутренние трубы собираются, подсоединяются к безопасному замку и подвешиваются к элеватору, но не подсоединяются к наружной трубе. Опорное направление измерительного оборудования переносится на наружную сторону внутренней трубы и помечается Точка на устройстве, которое делает риску, совмещается с опорным ножом.
Устанавливается зажим на узел шарнира для предотвращения вращения внутренней трубы и стопорятся блоки. Внутренняя труба опускается в наружную до тех пор, пока метка опорного направления не сравняется с уровнем устройства для нанесения риски.
Устанавливается внутренняя труба, и оборудование для отбора керна спускается в ствол. Перед началом операции отбора керна, внутренняя труба промывается буровым раствором. Шар сбрасывается на уплотнение внутренней трубы и начинается процесс отбора керна. Керн вырезается при параметрах, характерных именно для этих условий.
Когда процесс отбора керна завершается и труба с оборудованием - на поверхности, оборудование извлекается из трубы и параметры ориентации извлекаются и обрабатываются. Керн извлекается и отправляется в лабораторию для анализа.
Труба для оборудования отбора керна осматривается и ремонтируется в промежутках между отборами керна, если требуется многократное повторение операции по отбору керна. После выполнения всей программы отбора кернов, труба убирается и готовится к отправке на ремонтную базу.
При поступлении трубы на ремонтную базу, она моется, осматривается, ремонтируется и подготавливается к повторному использованию.
Лабораторный анализ керна выполняется с помощью гониометра (угломера). Сначала гониометры были механическими и точность измерений была не высокой. Современные компьютеризованные гониометры существенно позволили повысить точность исследования, как по плоскостям так и по направлениям керна. Гониометрическое оборудование позволяет расположить керн на поверхности так, как он находился внутри ствола до начала операции отбора керна.
Буровой раствор
При ориентированном кернении может применяться любой буровой раствор.
Буровой раствор должен выполнять те же самые функции при отборе керна, как и при обычном процессе бурения. К ним относятся:
Контроль давления в породе
Удаление осколков бурения
Смазка и охлаждение долота
Контроль стабильности ствола
Предотвращение коррозии
Суспензирование осколков при остановке циркуляции
Максимизация скорости.
Максимизация получения данных о породе.
В дополнение к этим основным функциям, свойства раствора при отборе керна должны быть такими, чтобы не изменяли характеристики породы и ее внутренних жидкостей. В идеале, свойства раствора должны быть такими, чтобы свести к минимуму:
Вымывание керна
Фильтрацию раствора в породу
Закупоривание свободного пространство в керне частицами, особенно нерастворимыми и сжимаемыми.
Изменения насыщенности жидкостью
Набухание глины в породе керна
Засорение пор породы мелкими частицами
Действие дифференциального давления на керн.
Буровой раствор сильно влияет на производительность алмазных и РОС-долот для отбора керна точно так же, как и на производительность алмазных и РОС-долот для обычного бурения.
Порода
Ориентированный отбор керна может применяться в большинстве случаев, когда необходимо выполнить отбор керна (Рис. 1.8). Однако в мягких породах, риски могут получаться размытыми и не видимыми. В твердых породах, ножи могут оказаться неспособными прочертить риски на керне. Горизонтально, или почти горизонтально фракционированные породы могут не позволить прочертить риски по всей длине керна
Размер ствола
Ориентированный отбор керна можно выполнять в стволах (Рис 1.10), размером от 8" до 12 1/4" с использованием б 3/4" х 4" и 8" х 5 1/4" и в скважинах с диаметром более 12 1/4" если бурить в ней при кернении скважину меньшего диаметра.
Температура в стволе
Операцию по ориентированному отбору керна можно выполнять при любой обычно встречающейся температуре в стволе (Рис 1.10). Предел по температуре для измерительного оборудования - 257~F (125~C) без использования тепловой защиты.
Профиль ствола
Ориентированный отбор керна можно выполнять с использованием стандартной трубы-корпуса оборудования кернения ОВ8 при наклоне ствола от 0 до, приблизительно, 75 (Рис. 2.10). Отбор керна при наклонах, превышающих 75 град., должен выполняться с применением специальной трубы-корпуса ОВ8, предназначенной для горизонтальных участков. Стандартная ОВ8 может применяться в стволах с кривизной до:
15~ 100' с помощью 4 3/4" х 2 5/8" НОТ трубы
10,5~100' с помощью 6 3/4" х 4" НОТ трубы
8,5~ 100' с помощью8" х 5 1 /4" НОТ трубы
Рис. 1.10 Размер ствола, профиль ствола, температура в стволе.
КНБК
При выполнении направленного кернения, КНБК должна соответствовать требованиям направленности ствола при бурении в максимально возможной степени и должна быть скомпонована таким образом, чтобы выдерживать заданный наклон и азимут при отборе керна. Стандартная конфигурация стабилизаторов для корпуса-трубы оборудования кернения обычно выдерживает угол ствола. Корпус-труба оборудования отбора керна гораздо лучше стабилизирована по сравнению с КНБК, используемыми при бурении. Однако, гибкость наружных труб оборудования отбора керна и стремление сделать профиль ствола при бурении как можно более пологим, позволяют спускать оборудование для отбора керна в забой без всякого зависания. Иногда бывает необходимым расширение ствола.
Метод бурения
Ориентированный отбор керна можно делать с любой роторной системой привода (Рис 1.11). Использованию верхнего привода следует отдать предпочтение по сравнению с роторным столом. Эти системы позволяют производить отбор керна длиной до 90 футов без выполнения соединения. Поскольку после соединения часто наблюдается защемление (заклинивание), применение верхнего и бокового приводов уменьшает вероятность этого.
Отбор также можно делать с помощью забойного двигателя. Наиболее эффективными для этого являются многогребневый двигатель. Комбинация низкой скорости вращения и большого крутящего момента позволяет отбирать керн наиболее эффективным образом.
При использовании забойного двигателя слегка ухудшаются условия слежения за процессом отбора керна, поскольку характеристики двигателя влияют на давление на стояке и показания крутящего момента. Давление на стояке и показания величины крутящего момента являются основными показателями, которыми пользуются специалисты по отбору керна при слежении за процессом кернения.
Другие применения отбора керна
Ориентированный отбор керна может применяться в комбинации со следующими приложениями отбора керна (Рис 1.12):
Стекловолоконные внутренние трубы
Алюминиевые внутренние трубы
Отбор керна длинного образца
Отбор керна неуплотненных пород
Отбор керна в стволе с высоким давлением
Чистый отбор керна
Отбор керна для быстрого (визуального) осмотра.
Рис. 1.11 Роторный стол, верхний привод, винтовой забойный двигатель.
Рис. 1.12