Понятие о режиме бурения и способах его проектирования

Режим бурения это сочетание факторов, определяющих скорость и стоимость проходки конкретного интервала горных пород, выделенного как режимная пачка. Режимная пачка это непрерывный интервал горных пород, в котором геолого-технологические условия можно принять постоянными, независящими от глубины залегания пород в пределах пачки. Такие интервалы имеют и другое название - пачки одинаковой буримости горных пород.

Основными факторами, определяющими режим вращательного бурения, являются:

1) тип и класс породоразрушающего инструмента;

2) режим работы породоразрушающего инструмента (см. подраздел 3.3); 3) способ вращения породоразрушающего инструмента.

Режим бурения, обеспечивающий получение наилучших тех­нико-экономических показателей, называется оптимальным. Иногда в процессе бурения прохо­дится решать и специальные задачи — проводку скважины че­рез поглощающие пласты, обеспечение минимального искрив­ления скважины, максимального выхода керна, качественного вскрытия продуктивных пластов. Режимы бурения, при кото­рых решаются такие задачи, называются специальными.

Каждый параметр режима бурения влияет на эффектив­ность разрушения горных пород, причем влияние одного пара­метра зависит от уровня другого,

т. е. наблюдается взаимо­влияние факторов.

Технологические задачи выбора и реализации режима бурения делятся на две группы:

1) проектирование и оптимизация режимов бурения;

2) оперативное управление работой породоразрушающих инструментов в скважине (рациональная отработка инструментов).

Основные трудности при решении этих задач обусловлены недостаточной информацией о геологических условиях бурения и механических свойствах горных пород, высокой изменчивостью этих факторов по мере проходки скважины, а также ограниченностью возможностей управления работой породоразрушающих инструментов. Поэтому при проектировании режима бурения для нового месторождения не ставится вопрос об оптимальных типах породоразрушающих инструментов и фиксированных параметрах режима их работы, а проводится выбор перспективных типов и оценивается диапазон параметров режима их работы. По мере накопления названной выше информации проводится оптимизация режима бурения. Порядок решения на примере долота проиллюстрирован схемой, приведенной на рис. 6.1.

 

Рис. 6.1. Этапы оптимизации режима бурения

 

Из схемы видно, решение технологических задач ведется поэтапно разными методами: аналогий, расчетным и статистическим.

На первом этапе в основе проектирования лежит литолого-петрографическое описание разреза, по которому подбирают аналогичные месторождения, разбуренные или находящиеся в стадии эксплуатационного бурения. Режим бурения ближайшего аналога принимается в качестве предварительного проектного.

На втором этапе в основу совершенствования режима принимаются результаты изучения разреза месторождения в процессе бурения первых скважин. На этом этапе выполняются расчеты по выявлению перспективных типов долот и режимов их работы и отсеиванию неперспективных.

На третьем этапе проводится дальнейшее уточнение характеристик разреза и проверка перспективных вариантов, а по мере накопления статистической информации об их применении решается задача по выбору оптимальных вариантов по критериям (см. раздел 3.4), принятым на разбуриваемом месторождении.