Выбор плотности бурового раствора в связи с изменениями в “Правилах безопасности в нефтяной и газовой промышленности”

1. Критический подход к выбору плотности бурового раствора в связи с изменениями в “Правилах безопасности в нефтяной и газовой промышленнос

Критический подход к выбору плотности
бурового раствора в связи с изменениями в
“Правилах безопасности в нефтяной и
газовой промышленности”
УГТУ, Кафедра Бурения
Логачев Ю.Л.

2. Итак, напомним требования “Правил…” по расчету плотности:

Условие превышения гидростатического Условие по ограничению репрессии
давления над пластовым Ргст > Рпл
на пласты Ргст – Рпл [ P]
Старая редакция «Правил…»:
При глубине L 1200 м
[ P] = 1,5 МПа
1,10 Кб 1,15
1200 < L 2500
[ P] = 2,5 МПа
1,05 Кб 1,10
L > 2500
[ P] = 3,5 МПа
1,04 Кб 1,07
Новая редакция «Правил…»:
При глубине L 1200 м
[ P] = 1,5 МПа
Кб = 1,10
L > 1200
[ P] = 2,5 3,0 МПа
Кб = 1,05
Алгоритм расчета плотности:
Исходя из 1-го условия
Исходя из 2-го условия
К б Рпл
g Lпл
пр
Рпл [ Р ]
g Lпл
пр
Окончательно принимается плотность не превышающая

3. Расчет давлений и эквивалентов градиентов давлений

L, м
GradРпл
,
m
Рпл
Ргор
Ргр
Кпл
Кгр
0
1200
1200
1200,1
1200,1
2450
2450
2500
2500
2500,1
2500,1
2820
2820
3500
9,81
9,81
9,81
9,81
9,81
9,81
10,00
10,00
10,00
10,00
10,00
10,00
12,00
12,00
2300
2300
2300
2300
2300
2300
2400
2400
2400
2400
2400
2400
2450
2450
0,32
0,32
0,32
0,32
0,32
0,32
0,37
0,37
0,37
0,37
0,37
0,37
0,37
0,37
0,0
117,7
117,7
117,7
117,7
240,3
245,0
250,0
250,0
250,0
250,0
282,0
338,4
420,0
0,0
270,8
270,8
270,8
270,8
552,8
552,8
564,6
564,6
564,6
564,6
639,9
639,9
803,3
0,0
189,7
189,7
189,8
189,8
387,4
425,8
434,7
434,7
434,8
434,8
492,2
515,5
645,1
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,02
1,02
1,02
1,02
1,02
1,02
1,22
1,22
1,61
1,61
1,61
1,61
1,61
1,61
1,77
1,77
1,77
1,77
1,77
1,78
1,86
1,88
Исходные данные
Результаты расчета

4. Расчет плотности по интервалам

L, м
0
1200
1200
1200,1
1200,1
2450
2450
2500
2500
2500,1
2500,1
2820
2820
3500
Плотность min Плотность max
1,10
1,10
1,10
1,05
1,05
1,05
1,07
1,07
1,07
1,06
1,06
1,06
1,27
1,27
Допустимая
плотность
1,15
1,15
1,15
1,10
1,10
1,10
1,10
1,12
1,12
1,12
1,09
1,09
1,06-1,09
1,09
1,31
1,27-1,31
1,31
Старые "Правила..
Плотность
min
1,10
1,10
1,10
1,05
1,05
1,05
1,07
1,07
1,07
1,07
1,07
1,07
1,28
1,28
Плотность
max(2,5)
Плотность
max(3)
1,13
1,13
1,13
1,13
1,13
1,13
1,21
1,25
1,21
1,25
1,10
1,12
1,12
1,14
1,12
1,14
1,12
1,14
1,12
1,14
1,12
1,14
1,11
1,13
1,31
1,33
1,30
1,31
Новые "Правила..
Допустимая
плотность
1,10
1,10
1,10
1,05
1,05
1,05
1,07
1,07
1,07
1,07
1,07
1,07
1,28
1,28

5.

Литология
2
3
0
110
300
0
50
0,9
1,0
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,7
1,8
1,9
7
20
Q
Рпл
200
Ргр
400
D3f1 (кровля)
600
1100
T1
400
1,6
0
200
250
530 426 324 245 146
Характеристика давлений пластового (порового) и
гидроразрыва пород.
Эквиваленты градиентов пластового давления (Кпл)
и давления гидроразрыва (Кгр)
100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700
0
Плотность
бурового раствора,
3
г/см
Индекс
стратиграфического
подразделения
1
Давление пластовое, Pпл
Давление гидроразрыва, Pгр
в кгс/см2
Глубина спуска
колонны, м
Глубина, м
График совмещенных давлений
240
250
315
600
600
900
800
D3f1 (подошва)
800
1000
1000
750
1200
995
1500
1065
1095
1140
1210
1800
1245
1470
P2
P1 k
P1ar
P1s+a
C1v
C1v
D3fm3
1200
1200
1400
1400
1600
1600
1800
1800
2000
2000
2200
2200
2400
2400
2700
2600
2600
2800
2800
3000
3000
3000
2315
3300
2370
2405
2435
3500
2455
2485
2500
D3fm2+1
D3f3
D3dm
3200
3200
D3sr
D3tm
D3dzr
D3jr
3400
3400
Кпл
Кгр
Плотность min
2100
2400
1100
Плотность max
2500
1060
2820
1270
3500

6. Выводы

1.
2.
3.
4.
5.
По нашему мнению, для выхода из сложившейся ситуации при обосновании
конструкции скважины необходимо применять старую обкатанную и
надежную методику по расчету плотности.
При определении интервалов совместимых условий бурения
предпочтительнее в качестве критерия использовать результаты
поинтервального расчета плотности бурового раствора.
Новая редакция «Правил…» не обеспечивает эффективного и
технологичного выбора плотности бурового раствора в силу заложенных в
нее противоречий и неопределенностей.
При переходе на новую редакцию конструкция скважины излишне
утяжеляется из-за большого числа обсадных колонн. Для сложных разрезов
и сверхглубоких скважин вообще невозможно обосновать конструкцию, не
нарушая требований «Правил безопасности…».
Рекомендовать пересмотреть существующий подход к определению
плотности бурового раствора Госгортехнадзору РФ.