«Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море»

Исследование искривления скважин при бурении алмазными коронками с различной зернистостью алмазов

УДК: 622.24.065
DOI: -

Авторы:

¹ Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия

Ключевые слова: анизотропия горной породы, естественное искривление скважин, алмазный буровой инструмент, зернистость, осевое усилие, опрокидывающий момент

Аннотация:

Бурение скважин в анизотропных горных породах вызывает значительные искривления скважин, существенно затрудняющие процесс бурения и требующие значительных затрат на перебуривание в случае невыполнения геологического задания. При этом алмазное бурение комплексами со съемным керноприемником исключает резкие перегибы стволов скважин, которые могут возникать при реализации корректировок стволов отклонителями. В связи с этим актуально исследование условий и силовых факторов, вызывающих естественное искривления стволов скважин. Цель работы – исследовать влияние такого параметра конструкции буровых алмазных коронок, как зернистость, на величину опрокидывающего момента, возникающего при деформации и разрушении анизотропной горной породы. В ходе анализа установлено, что при использовании мелкорезцовых, а также импрегнированных алмазных коронок наблюдается снижение величины опрокидывающего момента, оказывающего дестабилизирующее действие на работу бурового инструмента. Наибольший эффект по снижению искривления возможен при использовании импрегнированных алмазных коронок с более мелкими алмазными резцами при снижении осевого усилия до уровня, который обеспечивает эффективное разрушение горной породы.

Список литературы:

1. Будюков Ю.Е., Власюк В.И., Спирин В.И. Алмазный породоразрушающий инструмент. – Тула: Гриф и К, 2005. – 288 с.
2. Нескоромных В.В. Механика разрушения анизотропных горных пород при бурении скважин заданного направления. – М.: Геоинформмарк, 1997. – 57 с.
3. Нескоромных В.В. Направленное бурение и основы кернометрии. – 3-е изд., перераб. и доп. – Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2022. – 448 с.
4. Нескоромных В.В. Разрушение горных пород при проведении геологоразведочных работ: учебное пособие. – Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2015. – 396 с.
5. Нескоромных В.В. Искривление скважин в анизотропных горных породах: монография. – Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2017. – 204 с.
6. Петенёв П.Г., Нескоромных В.В., Попова М.С. Опыт и результаты внедрения динамически стабилизирующего инструмента при бурении геологоразведочных скважин комплексами ССК // Разведка и охрана недр. – 2022. – № 3. – С. 57–64.
7. Karakus M., Perez S. Acoustic emission analysis for rock-bit interactions in impregnated diamond core drilling // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. – 2014. – Vol. 68. – P. 36–43. – DOI: 10.1016/j.ijrmms.2014.02.009
8. А new method of combined rock drilling / Tang Jiren, Lu Yiyu, Ge Zhaolong [et al.] // International Journal of Mining Science and Technology. – 2014. – Vol. 24, Issue 1. – P. 1–6. – DOI: 10.1016/j.ijmst.2013.12.001
9. Бабаян Э.В., Черненко А.В. Инженерные расчеты при бурении. – М.: Инфра-Инженерия, 2016. – 440 с.
10. Ресурсосберегающая технология алмазного бурения в сложных геологических условиях / Н.В. Соловьев, В.Ф. Чихоткин, Р.К. Богданов, А.П. Закора. – М.: ВНИИОЭНГ, 1997. – 332 с.
11. Разработка и экспериментальные исследования особенностей работы алмазной коронки для бурения в твердых анизотропных горных породах / В.В. Нескоромных, П.Г. Петенёв, А.Л. Неверов [и др.] // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2015. – Т. 326, № 4. – С. 30–40.
12. Huang Wen-Jun, Gao De-Li. Analysis of drilling difficulty of extended-reach wells based on drilling limit theory // Petroleum Science. – 2022. – Vol. 19, Issue 3. – P. 1099–1109. – DOI: 10.1016/j.petsci.2021.12.030
13. Harrypersad-Daniel A.M., Blake O.O., Ramsook R. Compressive and Tensile Strength Anisotropy of Friable Sandstone and Thin-Bed Shale of the Pleistocene Erin Formation: Insights for Safe Operating Mud Weight Windows for Vertical and Horizontal Wells // Pure and Applied Geophysics. – 2023. – Vol. 180. – P. 4191–4218. – DOI: 10.1007/s00024-023-03384-x
14. Yang Quan-Zhi. Engineering Solution for Variable Curvature Trajectory Design of Extended Reach Well // Proceedings of the 2022 International Petroleum and Petrochemical Technology Conference. – Singapore: Springer, 2023. – P. 357–365. – DOI: 10.1007/978-981-99-2649-7_33
15. Кривошеев В.В. Искривление скважин в анизотропных породах. – Томск: Издательство научно-технической литературы, 1999. – 239 с.
16. Bradley W.B. Formation characteristics have a key effect on hole direction // Oil and Gas Journal. – 1975. – Vol. 73, No. 31. – P. 77–80.
17. Devereux S. Drilling Technology in Nontechnical Language. – 2nd Edition. – PennWell Corporation, 2012. – XI, 370 p.
18. Нескоромных В.В., Попова М.С., Лиу Баочанг. Разрушение горных пород при бурении скважин алмазным буровым инструментом. – Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2020. – 268 с.
19. Нескоромных В.В., Кириков Д.В., Петенёв П.Г. Разработка положений методики определения параметров буровых алмазных инструментов с эксцентриситетом вооружения торцевой части для бурения анизотропных горных пород // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2025. – № 6(390). – С. 35–39.