Модели бурения in situ

Полный текст:


Аннотация

Статья посвящена вопросу выбора физической модели бурения, получаемой в процессе бурения, т. е. модели in situ - менее затратной, информативной, удобной в эксплуатации и режиме реального времени. Рассматриваются существующие методы физического и математического моделирования, включая аналитические и статистические. Целью настоящей работы является перевод в категорию in situ ранее разработанной физической модели, получаемой в процессе бурения. Рассматривается развитие математических (аналитических и статистических), физических (механическая удельная энергия, гидромеханическая удельная энергия) и других моделей бурения. Анализируется формирование и развитие модели бурения in situ, в том числе в противопоставлении тесту drill-off как конкурирующей физической модели, применяемой для оптимизации параметров бурения. Приводится история развития и совершенствования зависимости скорости бурения от нагрузки на долото и обосновывается линейность зависимости скорости от частоты вращения. Обе зависимости входят в модель бурения для оптимизации процесса, а в ситуации возможности формирования их на буровой площадке - в модель бурения in situ. Как пример приводятся 2D- и 3D-модели бурения in situ, построенные на реальных скважинах. Последний раздел посвящен реализации моделей бурения in situ при выборе параметров бурения и наилучших долот. В частности, выбраны параметры нагрузки до ограничения критической зоны, частота в полном объеме имеющихся частот, одно долото, лучшее по проходке, и три - лучшие по скорости бурения с превосходством над серийными от 60 до 300 %. По результатам анализа делается вывод, что модель бурения in situ - весьма доступная физическая модель экспериментального направления, вполне пригодная для визуальной оптимизации непосредственно на буровой и в режиме реального времени - в поддерживающем офисе.

Об авторе

С. В. Синев
МНПП «Дриллексп»
Россия


Список литературы

1. Speer J.W. A Method for Determining Optimum Drilling Techniques. Presented at the Spring Meeting of the Southern District, Division of Production, Houston, Texas, February, 1958.

2. Mammadov F. Developing drilling optimization program for Galle and Woods method. Istanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2010, 107 р.

3. Galle E.M., Woods H.B. Variable Weight And Rotary Speed For Lowest Drilling Cost. Proceeding of the AAODC Annual Meeting, New Orleans, 1960.

4. Galle E.M., Woods H.B. Best Constant Weight and Rotary Speed for Rotary Rock Bits. AIME Drilling and Production Practice, 1963, pp. 48-55.

5. Boryczko P. Drill Bit Selection And Optimization In Exploration Well 6507/6-4A in the Nordland Ridge Area. Faculty of Science and Technology, M.Sc, Petroleum Engineering/Drilling, 2012, 72 р.

6. Warren T.M. Penetration - Rate Performance of Roller - Cone Bits. SPE, Amoco Production Co, 1987.

7. Bourgoyne Jr., A.T., Young Jr., F.S. A Multiple Regression Approach to Optimal Drilling and Abnormal Pressure Detection, SPE Journal, 1974, Vol. 14(4): 371-384.

8. Eren T. Real-Time-Optimization Of Drilling Parameters During Drilling Operations. Petroleum and natural gas engineering, Dissertation of Doctor of philosophy, February, 2010, 145 p.

9. Miyora Thomas Ong'au. Modelling And Optimization Of Drilling Parameters - A Case Study Of Well MW-17 In Menengai Kenya. University of Iceland, 2014, 102 p.

10. Nascimento A., Kutas D.T., Elmgerbi A., Thonhauser G. and Mathias M.H. Mathematical Modeling Applied to Drilling Engineering: An Application of Bourgoyne and Young ROP Model to a Presalt Case Study. Mathematical Problems in Engineering, 2015, Vol. 2015, Article ID 631290, 9 p.

11. Simmons E.L. A Technique for Accurate Bit Programming and Drilling Performance Optimization. IADC/SPE 14784, Drilling Conference, Dallas, TX, February 1986.

12. Kaiser M.J. A Survey of Drilling Cost and Complexity Estimation Models. International Journal of Petroleum Science and Technology, 2007, Vol. 1, No. 1, pp. 1-22.

13. Teale R. The Concept of Specific Energy in Rock Drilling. Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 1965, 2, pp. 57-73.

14. Hamrick T.R. Optimization of Operating Parameters for Minimum Mechanical Specific Energy in Drilling, Morgantown, West Virginia, Dissertation of Doctor of Philosophy, 2011, 147 р.

15. Kshitij M., Faraaz A., and Robello S., Comprehensive Hydromechanical. Specific Energy Calculation for Drilling Efficiency. Houston, TX J. Energy Resour. Technol 137(1), 012904, Sep 03, 2014, 8 p.

16. Robello S. Modeling and Analysis of Drillstring Vibration in Riserless Environment. ASME J. Energy Res. Technol., 135(1), p. 013101, Nov 15, 2012, 11 p.

17. Kshitij M., Faraaz A., Robello S. Tracking Drilling Efficiency Using Hydro-Mechanical Specific Energy. Society of Petroleum Engineers, 2009, 12 p.

18. Щелчкова И.Н., Синев С.В. Особенности физического моделирования бурения микродолотами // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2011. № 6. С. 12-18.

19. Щелчкова И.Н., Синев С.В. Стенд бурения микродолотами и некоторые аспекты методики получения результатов // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2011. № 7. С. 15-23.

20. Потапов Ю.Ф., Махонько В.Д., Шевалдин П.Е. Исследование зависимостей показателей работы долот от параметров режима бурения: Научно-технические обзоры. М.: ВНИИОЭНГ, 1971.

21. Drilling Engineering Workbook A Distributed Learning Course. 80270H Rev. B, Dec 1995, Baker Hughes, pp. 359-363.

22. Шрейнер Л.А. и др. Механические и абразивные свойства горных пород. М.: Гостоптехиздат, 1958. 202 с.

23. Жлобинский Б.А. Динамическое разрушение горных пород при вдавливании. М.: Недра, 1970. 152 с.

24. Федоров В.С. Проектирование режимов бурения. М.: Гостоптехиздат, 1958. 215 с.

25. Шрейнер Л.А. и др. Деформационные свойства горных пород при высоких давлениях и температурах. М.: Недра, 1968. 358 с.

26. Синев С.В. Использование моделей процесса бурения в оперативной коррекции его режимов // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2010. № 2. С. 17-23.

27. Синев С.В. Модели процесса бурения глубоких скважин // Газовая промышленность. 2010. № 3. С. 62-65.

28. Юнин Е.К. Введение в динамику глубокого бурения. М.: Книжный дом «Либроком», 2012. 264 с.

29. Гельфгат Я.А., Орлов А.В., Финкельштейн Г.Э. К вопросу установления некоторых эмпирических зависимостей показателей работы долот от параметров режимов бурения в промысловых условиях // Бурение глубоких скважин. М.: Гостоптехиздат, 1963. (Труды ВНИИБТ. Вып. IX). С. 13-23.

30. Wilson D.C., and Bentsen R.G. Optimization Techniques for Minimizing Drilling Costs, SPE 3983, 47th SPE Annual Fall Meeting, San Antonio, October 1972.

31. Пат. 2507363 РФ. Шарошечное долото / С.В. Синев. 2014. Бюл. № 5.

32. Пат. 2515795 РФ. Буровое шарошечное долото / С.В. Синев. 2014. Бюл. № 14.

33. Пат. на полезную модель 138137 РФ. Буровой шарошечный инструмент для строительства горизонтальных скважин / С.В. Синев. 2014. Бюл. № 6.

34. Пат. 2513650 РФ. Многоступенчатый шарошечный буровой инструмент / С.В. Синев. 2014. Бюл. № 11.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Синев С.В. Модели бурения in situ. Территория «НЕФТЕГАЗ». 2016;(11):41-49.

For citation: Sinev S.V. Drilling in situ Models. Territorija “NEFTEGAS” [Oil and Gas Territory]. 2016;(11):41-49. (In Russ.)

Просмотров: 6

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2072-2745 (Print)
ISSN 2072-2761 (Online)