3 Механизм искривления скважин Основная причина искривления скважин

3. Механизм искривления скважин Основная причина искривления скважин неравномерное разрушение горной породы на забое, что происходит в результате действия различных сил и опрокидывающих моментов, действующих на породоразрушающий инструмент. Все эти силы и моменты можно привести к одной равнодействующей силе и главному моменту. Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 23

3. Механизм искривления скважин Искривления ствола за счет фрезерования стенки скважины Равнодействующая сила не совпадает с осью скважины и инструмента, в результате происходит фрезерование стенки. Интенсивность искривления при этом зависит от физико-механических свойств пород, фрезерующей способности долота. При искривлении появляются резкие перегибы ствола. Уменьшается ресурс работы долота. Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 24

3. Механизм искривления скважин Искривление за счет асимметричного разрушения породы на забое скважины Равнодействующая всех сил совпадает с осью инструмента, а под действием опрокидывающего момента между осью инструмента и осью скважины появляется некоторый угол перекоса . В результате происходит искривление ствола. Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 25

3. Механизм искривления скважин Искривление скважин за счет одновременного фрезерования стенки и асимметричного разрушения забоя Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 26

4. Причины естественного искривления скважин Причины искривления Технологические Геологические Технические Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 27

4. Причины естественного искривления скважин Геологические причины Анизотропия горных пород Слоистость Трещиноватость Сланцеватость Пористость Перемежаемость слоев по твердости Наличие включений Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 28

4. Геологические причины искривления скважин Анизотропия горных пород Анизотропия - различие физико-механических свойств горных пород в разных направлениях. - коэффициент буровой анизотропии к = 0, 4… 1. Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 29

4. Геологические причины искривления скважин Характер разрушения породы при вдавливании индентора Изотропные породы Анизотропные породы Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 30

4. Геологические причины искривления скважин Характер искривления скважин в слоистых породах Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 31

4. Геологические причины искривления скважин Искривления скважины при бурении перемежающихся по твердости горных пород Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 32

4. Причины естественного искривления скважин Технологические причины Осевая нагрузка Частота вращения инструмента Качество бурового раствора Вид бурового раствора Расход бурового раствора Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 33

4. Технологические причины искривления скважин Влияние осевой нагрузки на искривление скважины Увеличение осевой нагрузки на долото приводит к увеличению интенсивности искривления ствола, так как • увеличивается прогиб всех элементов КНБК; • возрастает отклоняющая сила на породоразрушающем инструменте; • первая точка касания КНБК со стенкой скважины приближается к забою, следовательно увеличивается перекос инструмента; • увеличивается разработка ствола скважины. Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 34

4. Технологические причины искривления скважин Влияние частоты вращения инструмента на искривление скважины Кинематика перемещения бурового инструмента в скважине Малая Средняя Большая Частота вращения инструмента Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 35

4. Технологические причины искривления скважин Влияние расхода и качества бурового раствора на интенсивность искривления Увеличение расхода бурового раствора в мягких породах приводит к размыву стенок скважины, в результате увеличивается угол перекоса инструмента, а следовательно, и интенсивность искривления. Введение в буровой раствор смазывающих добавок меняет кинематику перемещения инструмента в скважине, что приводит к изменению интенсивности искривления. Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 36

4. Причины естественного искривления скважин Технические причины Состав КНБК диаметр отдельных элементов Особенности породоразрушающего инструмента толщина стенки труб форма торца длина отдельных элементов места и количество установленных центраторов фрезерующая способность тип вооружения количество и места установки калибраторов Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 37

4. Технические причины искривления скважин Влияние диаметра долота на искривление скважины 1 - долото диаметром 393, 7 мм 2 - долото диаметром 295, 3 мм Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 38

4. Технические причины искривления скважин Влияние типа долота и зенитного угла на искривление скважины Зависимость интенсивности искривления от величины зенитного угла при бурении долотами 215, 9 мм и турбобуром ЗТСШ-195 ТЛ 1 - долото МЗ-ГВ 2 - долото С-ГН Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 39

4. Технические причины искривления скважин Влияние диаметра и длины забойного двигателя на искривление скважины Уменьшение диаметра забойного двигателя и его длины приводит к увеличению угла между осью забойного двигателя и осью скважины, а следовательно, и интенсивности искривления. Ориентировочно радиус кривизны R скважины может быть определен по формуле Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 40

4. Технические причины искривления скважин Влияние жесткости инструмента на искривление Уменьшение жесткости инструмента приводит к увеличению его продольного изгиба при одинаковой осевой нагрузке. В результате первая точка касания инструмента стенки скважины приближается к забою и интенсивность искривления увеличивается. Критическая осевая нагрузка, при которой происходит продольный изгиб стального инструмента длиной l (в мм), определяется по формуле где D и d - соответственно наружный и внутренний диаметр инструмента, мм Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 41

4. Технические причины искривления скважин Влияние формы торца породоразрушающего инструмента на искривление скважины Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 42