Повышение эффективности промывки скважин за счет использования пульсирующего потока тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.14, кандидат технических наук Тунгусов, Сергей Александрович

• Тунгусов, Сергей Александрович
• кандидат технических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат технических наук Тунгусов, Сергей Александрович

Введение.

Глава 1 Обзор современных методов и способов промывки скважин, цели и задачи исследований.

1.1 Общие сведения об исследуемом процессе.

1.2 Определение оптимального расхода очистного агента.

1.2.1 Определение оптимального расхода очистного агента, исходя из условия очистки забоя.

1.2.2 Определение оптимального расхода очистного агента с учетом транспортирования шлама по стволу скважины.

1.3 Основные схемы циркуляции очистного агента.

1.4 Классификация схем циркуляции очистного агента.

1.5 Способы реализации призабойной пульсирующей. циркуляции очистного агента.

1.6 Использование гидроударных машин.

1.7 Цели и задачи исследований.

Глава 2 Исследование характера движения частиц шлама и потока промывочной жидкости в местах локального искривления ствола скважины

Глава 3 Математическая модель поведения частиц шлама и промывочной жидкости в местах локального искривления ствола скважины.

3.1 Физическая постановка задачи.

3.1.1 Уравнения движения жидкости.

3.1.2 Уравнения движения частиц.

3.1.3 Уравнения взаимодействия частиц с жидкостью.

3.2 Метод расщепления.

3.3 Разностная схема.

3.4 Реализация.

3.5 Выполнение расчетов.

Глава 4 Исследование призабойных процессов при применении пульсирующей промывки.

Глава 5 Обоснование рациональной частоты пульсационных колебаний.

Глава 6 Методика проведения экспериментов и обработки результатов.

6.1 Лабораторные исследования процесса удаления шлама.

6.2 Исследования призабойных процессов на экспериментальном стенде Сергиево-Посадского полигона.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности промывки скважин за счет использования пульсирующего потока»

В настоящее время бурение наклонно направленных разведочных скважин успешно применяется в большинстве стран, таких как Канада, Австралия, ЮАР, США, Германия, Франция и др. В России на сегодняшний день пробурено достаточное количество таких скважин, что обусловлено необходимостью получения более достоверной геологической информации, особенно на месторождениях со сложной геологической структурой залегания полезного ископаемого.

Однако при бурении скважин такого профиля часто возникают проблемы, связанные с выносом шлама по горизонтальному и наклонным участкам [1]. При этом нежелательно увеличивать расход очистного агента, т.к. это иногда приводит к ухудшению качества кернового материала, увеличению затрат энергии и износу бурового оборудования. До настоящего времени нет должного теоретического обоснования расхода промывочной жидкости при промывке наклонно направленных скважин. Рекомендуемые в литературе расходы промывочной жидкости на наш взгляд являются необоснованно завышенными.

Исходя из вышесказанного, исследование процесса промывки горизонтальных и наклонно направленных скважин является актуальной задачей, решение которой позволит увеличить эффективность бурения разведочных скважин за счет уменьшения аварийности из-за скопления шлама на горизонтальных участках и в местах локального искривления ствола скважины, получения более достоверной геологической информации благодаря лучшей сохранности керна, сокращения расхода очистного агента при использовании пульсирующей промывки, под которой понимается целенаправленное создание неравномерного движения потока промывочной жидкости (пульсации) по стволу скважины за счет использования забойного пульсатора.

Использование пульсирующей промывки позволит уменьшить расход промывочной жидкости и увеличить эффективность очистки забоя и выноса шлама.

Автор выражает благодарность коллективу кафедры разведочного бурения имени Б.И. Воздвиженского РГТРУ и лично научному руководителю к.т.н., доц. В.В. Куликову за консультации и поддержку в процессе подготовки и выполнения диссертационной работы. Автор признателен за консультации сотрудникам кафедры компьютерных методов физики физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова к.т.н. Е.А. Грачеву и A.A. Сумину.

Заключение диссертации по теме «Технология и техника геологоразведочных работ», Тунгусов, Сергей Александрович

Заключение

Пульсирующая промывка более эффективно удаляет шлам в местах локальных искривлений скважин, а расход промывочной жидкости зачастую может быть снижен.

Использование пульсирующей промывки особенно эффективно на участке ствола скважины с углом наклона от 0° до 30°.

Пульсирующая промывка увеличивает динамическое воздействие на породу, позволяет улучшить вынос шлама из-под торца коронки и, как следствие, приводит к росту механической скорости бурения.

Определены рациональные частоты пульсаций, которые могут выбираться в зависимости от необходимости удаления шлама по стволу скважины или из-под торца коронки.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Тунгусов, Сергей Александрович, 2009 год

1. Иванников В.И., Иванников И.В., Вопросы промывки горизонтальных скважин при бурении. //Инженер-нефтяник. — 2009, №1. С.8-ИЗ.

2. Копылов Е.В. Бурение?. Интересно М., Недра, 1981

3. Рожков В.П. История и закономерности развития техники и технологии бурения скважин. Красноярск, ГУЦМиЗ, 2004.,

4. Некоторые вопросы технологии алмазного бурения (по данным зарубежной печати) Под редакцией Волосюка Г.К. ОНТИ ВИ'ГР. 1965.

5. Будюков Ю.Е., Власюк В .И., Спирин В.И., Алмазный породоразрушающий инструмент. ИПП "Граф и К", Тула, 2005

6. Волков С.А., Макушкин Д.О., Овчар ИЛ. Влияние количества промывочной жидкости на эффективность мелкоалмазного бурения. "Бюл.Н.Т.И. Мин.Геологии и ОН СССР", № 9, 1962.

7. Макушкин Д.О. Исследования по усовершенствованию: технологии мелкоалмазного бурения разведочных скважит Автореферат диссертации. 1963.

8. Большаков И.Ф. Исследования и усовершенствования технологии алмазного бурения горизонтальных скважин в; трещиноватых: и неоднородных породах по крепости: породах. Автореферат диссертации. 1964.

9. Сергиенко И.А. Исследование и оценка буримости горных пород алмазными коронками в условиях Целинного Горно-Химического комбината. Автореферат диссертации, МГРИ, 1970.

10. Андреянов Н.И., Бубнов Е.С. и др. Алмазное бурение. 1961.

11. Волков С.А., Волков A.C. Справочник по разведочному бурению. 1963.

12. Технология и техника разведочного бурения. Учебник для вузов/ Шамшев Ф.А., Тараканов С.Н., Кудряшов Б.Б. и др., М., Недра, 1983.

13. Васильев В.И., Блинов Г.А., Пономарев П.П, и др., Инструктивные указания по алмазному бурению геологоразведочных скважин на твердые полезные ископаемые. JL: ВИТР, 1983

14. Васильев В.И., Блинов Г.А., Пономарев П.П, и др., Инструктивные указания по алмазному бурению геологоразведочных скважин на твердые полезные ископаемые. Л.: ВИТР, 1987

15. Васильев В.И., Пономарев П.П., Блинов Г.А., и др., Отраслевая методика по разработке технологии бурения на твердые полезные ископаемые. Л.: ВИТР, 1980

16. Корнилов Н.И., Блинов Г.А., Курочкин П.Н. Технология бурения скважин алмазным инструментом при высоких скоростях вращения. М., Недра, 1978

17. Михайлова Н.Д. Техническое проектирование разведочного бурения. М., Недра, 1975

18. Сулакшин С.С. Способы, средства и технология получения представительных образцов пород и полезных ископаемых при бурении геологоразведочных скважин. ТПУ, Томск. 2000.

19. Соловьев Н.В., Чихоткин В.Ф., Богданов Р.К. Закора А.П. Ресурсосберегающая технология алмазного бурения в сложных геологических условиях. М:. ОАО "ВНИИОЭНГ", 1997

20. Куличихин Н.И., Воздвиженский Б.И., Разведочное бурение М., Недра, 1966

21. Временная инструкция по алмазному бурению. JL, Недра 1969.

22. Пальянов П.Ф., Штейнберг А.М. Бурение скважин. 1964.

23. Солтыш В.М., Меерсон Е.Г., Бубнов Е.С. Руководство по алмазному бурению геологоразведочных скважин. 1963.

24. Камминг Дж.Д. Руководство по алмазному бурению. 1960

25. Шумилов Л.П. О транспорте шлама по стволу скважины. "Нефтяное хозяйство", № 7, 1966.

26. Шумилов Л.П. Некоторые результаты экспериментального исследования транспортирования шлама по стволу скважины. Труды ВНИИБТ,Вып. 15. 1965.

27. Марамзин A.B., Блинов Г.А. Алмазное бурение на твердые полезные ископаемые. М., Недра, 1977, с.224-225.

28. Базанов Л. Д. Исследование гидравлических сопротивлений при промывке геологоразведочных скважин малого диаметра. Автореферат диссертации. 1970.

29. Ивачев Л.М. Промывочные жидкости в разведочном бурении. М., Недра. 1975.

30. Тян П.М. Предупреждение и ликвидация поглощений при геологоразведочном бурении. М., Недра. 1980.

31. Волков С.А., Боголюбский К.А. Безнасосное бурение. / Труды МГРИ. Т. XXX. -М.: Госгеолтехиздат, 1956.

32. Егоров Н. Г. Бурение скважин в сложных геологических условиях. Тула ИПП "Гриф и К", 2006

33. Большаков В.В. а.с. 126826

34. Муравьев А.Ф., Соловьев В.П. а.с. 802512

35. Филимоненко Н.Т., Пилипец В.И. Некоторые результаты производственных испытаний технологии бурения скважин с применением погружного пневмонасоса. -Донецк, ДНИ, 1984. -10с. -Деп. В УкрНИИНТИ 12.10.1984 N1734 Ук.84.

36. Филимоненко Н.Т., Ивачев JI.M., Чистяков В.К. Расчет необходимой скорости восходящего потока промывочной жидкости при промывке скважины пульсационным пневмонасосом. -Донецк, ДНИ, 1985. -7с. -Деп. в УкрНИИНТИ 14.03.85 N1737 Ук.85.

37. Граф Л.Э., Киселев А.Т., Коган Д.И. Техника и технология гидроударного бурения. М., Недра. 1975.

38. Лиманов Е.Л., Страбыкин И.Н., Елизаров М.И., Направленное бурение разведочных скважин М., Недра 1978.

39. Гейер В.Г., Дулин B.C., Заря А.Н., Гидравлика и гидропривод, М., Недра 1991.

40. Лабораторный курс гидравлики, насосов и гидропередач. Бутаев Д.А., Калмыкова З.А., Куколевский И.И., Подвидз Л.Г., и др., М., Машиностроение 1974.

41. Маковей Н., Гидравлика бурения, М., Недра 1986.

42. Альтшуль А.Д., Гидравлические сопротивления М., Недра 1982.

43. Ландау Л.Д., Лившиц Е.М., Теоретическая физика, т. 6, М., Наука 1988.

44. Родионов В.П., Лось В.М. Энергосберегающие технологии очистки, М., 2003.

45. Емцев Б.Т., Техническая гидромеханика. М., Машиностроение 1974.

46. Adam Т. Bourgoyne Jr., Keith К. Millheim, Martin E. Chenevert, F.S. Yaung Jr. Applied Drilling Engineering, Society of Petroleum Engineers, Richardson, TX, 1991.

47. Ландау Л.Д., Лифшиц E.M. Теоретическая физика. T. VI. Гидродинамика.— M.: Физматлит, 1986.

48. Алешкевич В.А., Деденко В.А., Караваев В.А. Механика сплошных сред. Лекции. Издательство Физического факультета МГУ, 1998.

49. Белоцерковский О.М. Численное моделирование в механике сплошных сред.-М.: Физматлит, 1984.

50. Иевлев В.М. Численное моделирование турбулентных течений. М.: Наука, 1990.

51. Фабер Т. Е. Гидроаэродинамика / Пер. с англ. В. В. Коляды, под ред. А. А. Павельева. -М.: Постмаркет, 2001.

52. Белоцерковский О.М., Гущин В.А., Щенников В.В. • Метод расщепления в применении к решению задач динамики вязкой несжимаемой жидкости. // ЖВМ и МФ 1975. - Т. 15, №1.

53. Самарский А.А. Введение в теорию разностных схем. М.: Наука, 1971.

54. Сивухин Д.В. Общий курс физики. T. I. Механика. М.: Физматлит, 2002.

55. Козлов В.В. Физические процессы в потоках. // Соросовский образовательный журнал 1997. - №4.

56. Кляцкин В.И. Диффузия и кластеризация пассивной примеси в случайных гидродинамических потоках. М.: Физматлит, 2005.

57. Волков А.С., Ермакова В.И. Буровые геологоразведочные насосы. М., Недра 1978.63.