Определение физико-механических свойств порол
Так как прибором ИРД регистрируется вероятностно-усредненная частота взаимодействия зубьев долота с забоем [40], становится возможным определение скорости вращения долота я, а через нее и время бурения интервала проходки (Т) определяется проходка на один оборот долота:
мм об |
(6.1) |
. 1000 п ■ Т
Этот производный технологический параметр, интересный сам по себе (см. рис. 6.2), входит в структуру целого ряда выражений для определения других производных параметров.
|
.1. /РехомекЗа. (мии на отбар ■? |
Усмоёмые обозначения ] — исследоёания $ процессе бурения-, С ■ч_ результату оперативной интерн — < ‘ ‘ретации на схеажиме; |
Рис. 6.2. Технология комплексных скважинных исследований (161] |
/реммеи&шм о£ интервале и ремил/е ‘Спитания |
(Ежёсутх, . ные cSaSxu |
ь |
(ранние о ‘коллектсрехи* с£еистйаг и ‘ насыщении |
заказчик ■. ВУР°^ мастер, (УБР) геологическая, и технологи |
ческая У5Р I |
гДаннь/е о на — ’снижении и ‘оллех/порсхих сёойст£ах |
(Рекомендации но И ПТ |
/РекслгеиЯа ■ {ции на по£то- ение И ПТ |
(Даннь/е о насыщении пласта |
) _ исс/едоёания при прекрои&нии Яуоехия; — с$оаш и рекомендации. |
Через 60 и нагрузку на долото можно определить жесткость
разрушения [40] ар, равную
-ю[4] |
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
глубина зоны разрушения, мм.
Так как в большинстве случаев твердость горных пород намного меньше твердости зуба долота, параметр ар, характеризующий жесткость пары «зуб долота — порода» [40], будет определяться жесткостью породы.
Параметр ар корреляционно связан с твердостью породы (Рш) уравнением [40]
а, |
Р |
|
|
||
из которого следует, что
0,315 • 60 — К„ -0,315 |
Р„. = |
|
|
|
|
|
|
где |
Рш — твердость породы, кг/мм2;
]( _ |
Кп — коэффициент износа долота, определяемый по выражению
(6.5)
где — просуммированное значение относительного ко
эффициента буримости за определенный интервал проходки;
— просуммированное значение проходки за оборот за тот же интервал проходки.
Энергоемкость разрушения горных пород, характеризующая эффективность реализации подводимой к забою скважины энергии, определяется выражением [144]
(6.6) |
А, =
яЯ2 ■ 6„
где А„ — работа долота за один оборот;
/?,, — радиус долота;
60 — проходка за один оборот долота (интенсивность
разрушения горной породы).
А0 = (л, • 60 + 2лМ, (6.7)
где М — вращающий момент на долоте.
М = Мх + Мул • (7Л, (6.8)
где Мх — момент при холостом ходе, составляющий 3-5% от Л/[144];
Щя — удельный момент на долоте, зависящий от типа долота и свойств горных пород.
Отношение удельных моментов в зависимости от типа долот определяется рядом:
М: С: Т К = 1 : 0,8 : 0,6 : 0,5 [142].
Для долот типа М, С М,,л изменяется от 6 кгс м/1 тс (песчаник) до 8—15 кгс м/1 тс (пластичные породы — аргиллиты, глины) [144].
Можно показать, что для долот диаметром 215,9 мм тер- ригенных пород, характерных для Западной Сибири, с учетом применяемых типов турбобуров уравнение (6.6) приводится к виду:
Ау = 0,268СД + +
бо
(6.9) |
Дж М Дж |
1683МУД • (7Д
см м
Удобнее изменить размерность, например, на кДж/см3. Тогда
кДж
А,, 0,000268(7,
см
Учитывая малый вклад первых двух членов, выражение упрощается до
кДж см3 |
1,683 Муд ■ (7Д
(6.10) |
А,. —
Учитывая, что для терригенных пород Муа = 0,5 (?,, выражение (6.10) упрощается до
0,8 • (7Л2
°0 Ли
что позволяет определять Л при турбинном бурении наклонно- направленных скважин, когда непосредственное измерение момента невозможно.
При роторном бурении необходимо использовать данные моментомера и уравнение
• 5П + 2кМ„
(6.12)
‘д и0
где Мр = Мь — Мх — разница значений момента при бурении и момента при холостом вращении с той же частотой при отрыве долота от забоя.
В ряде случаев удобнее использовать параметр скорости, нормированный по забойной мощности [81]
(6.13) |
1000 А
В работе [81] приводится классификация горных пород по удельной энергоемкости, пользуясь которой можно определить класс горных пород и оперативно выделять перспективные объекты.