Прогнозування зон аномально високого пластового тиску методом d-експоненти в реальному часі буріння свердловин з використанням ЕОМ
The article describes the nature of d-exponent method and manner of its implementation on a computer to select the areas AHPP in real time directly to wells deepening “press in” are found out. Advantages of new construction are set.
Збережено в:
| Дата: | 2010 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
2010
|
| Назва видання: | Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/23412 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Прогнозування зон аномально високого пластового тиску методом d-експоненти в реальному часі буріння свердловин з використанням ЕОМ / М.П. Олексюк, А Р. Юрич, А.І. Різничук // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2010. — Вип. 13. — С. 142-145. — Бібліогр.: 5 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-23412 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-234122011-07-09T21:22:36Z Прогнозування зон аномально високого пластового тиску методом d-експоненти в реальному часі буріння свердловин з використанням ЕОМ Олексюк, М.П. Юрич, А.Р. Різничук, А.І. Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения The article describes the nature of d-exponent method and manner of its implementation on a computer to select the areas AHPP in real time directly to wells deepening “press in” are found out. Advantages of new construction are set. 2010 Article Прогнозування зон аномально високого пластового тиску методом d-експоненти в реальному часі буріння свердловин з використанням ЕОМ / М.П. Олексюк, А Р. Юрич, А.І. Різничук // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2010. — Вип. 13. — С. 142-145. — Бібліогр.: 5 назв. — укр. XXXX-0065 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/23412 622.243.272 uk Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения |
| spellingShingle |
Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения Олексюк, М.П. Юрич, А.Р. Різничук, А.І. Прогнозування зон аномально високого пластового тиску методом d-експоненти в реальному часі буріння свердловин з використанням ЕОМ Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
| description |
The article describes the nature of d-exponent method and manner of its implementation on
a computer to select the areas AHPP in real time directly to wells deepening “press in” are found out. Advantages of new construction are set. |
| format |
Article |
| author |
Олексюк, М.П. Юрич, А.Р. Різничук, А.І. |
| author_facet |
Олексюк, М.П. Юрич, А.Р. Різничук, А.І. |
| author_sort |
Олексюк, М.П. |
| title |
Прогнозування зон аномально високого пластового тиску методом d-експоненти в реальному часі буріння свердловин з використанням ЕОМ |
| title_short |
Прогнозування зон аномально високого пластового тиску методом d-експоненти в реальному часі буріння свердловин з використанням ЕОМ |
| title_full |
Прогнозування зон аномально високого пластового тиску методом d-експоненти в реальному часі буріння свердловин з використанням ЕОМ |
| title_fullStr |
Прогнозування зон аномально високого пластового тиску методом d-експоненти в реальному часі буріння свердловин з використанням ЕОМ |
| title_full_unstemmed |
Прогнозування зон аномально високого пластового тиску методом d-експоненти в реальному часі буріння свердловин з використанням ЕОМ |
| title_sort |
прогнозування зон аномально високого пластового тиску методом d-експоненти в реальному часі буріння свердловин з використанням еом |
| publisher |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| publishDate |
2010 |
| topic_facet |
Породоразрушающий инструмент из сверхтвердых материалов и технология его применения |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/23412 |
| citation_txt |
Прогнозування зон аномально високого пластового тиску методом d-експоненти в реальному часі буріння свердловин з використанням ЕОМ / М.П. Олексюк, А Р. Юрич, А.І. Різничук // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2010. — Вип. 13. — С. 142-145. — Бібліогр.: 5 назв. — укр. |
| series |
Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
| work_keys_str_mv |
AT oleksûkmp prognozuvannâzonanomalʹnovisokogoplastovogotiskumetodomdeksponentivrealʹnomučasíburínnâsverdlovinzvikoristannâmeom AT ûričar prognozuvannâzonanomalʹnovisokogoplastovogotiskumetodomdeksponentivrealʹnomučasíburínnâsverdlovinzvikoristannâmeom AT rízničukaí prognozuvannâzonanomalʹnovisokogoplastovogotiskumetodomdeksponentivrealʹnomučasíburínnâsverdlovinzvikoristannâmeom |
| first_indexed |
2025-07-03T01:16:31Z |
| last_indexed |
2025-07-03T01:16:31Z |
| _version_ |
1836586517781282816 |
| fulltext |
Выпуск 13. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
142
3. Иогансен К.В. Спутник буровика. – М. Недра, 1986. – 294 с.
4. Масленников И.К., Матвеев Г.И. Инструмент для бурения скважин. – М., Недра, 1981.
– 335 с.
5. Борисович В.Т., Михин В.Н. Долота различных типов // Итоги науки и техники. Тех-
ника геологоразведочных работ. ВИНИТИ. – 1981.-т. 11. с. 66-85.
6. Давиденко О.М., Ігнатов А.О., Андрусенко С.Ю. Дискове ланцюгове долото // Науко-
вий вісник НГУ. - 2009. – № 7. – С. 21-22.
7. Пат. 46041 Україна, МПК Е 21 В 10/46. Бурове долото / Ігнатов А.О., Андрусенко
С.Ю. № u200905218; Заявлено 25.05.2009; Опубл. 10.12.2009; Бюл. № 23. - 2 с.
8. Андрусенко С.Ю. Обґрунтування конструктивних параметрів дискових ланцюгових доліт//
Мат. І Міжнародної науково-практичної конференції студентів, аспірантів і молодих уче-
них ―Трансфер технологій: Від ідеї до прибутку‖. Дніпрпетровськ, НГУ. - 2010. – С. 19–21.
Надійшла 16.06.10
УДК 622.243.272
М. П. Олексюк, А. Р. Юрич, А. І. Різничук
Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, Україна
ПРОГНОЗУВАННЯ ЗОН АНОМАЛЬНО ВИСОКОГО ПЛАСТОВОГО ТИСКУ
МЕТОДОМ D-ЕКСПОНЕНТИ В РЕАЛЬНОМУ ЧАСІ БУРІННЯ СВЕРДЛОВИН
З ВИКОРИСТАННЯМ ЕОМ
The article describes the nature of d-exponent method and manner of its implementation on
a computer to select the areas AHPP in real time directly to wells deepening.
Серед можливих ускладнень у процесі буріння свердловини особливо вирізняються флюї-
допроявлення (ФП), оскільки вони можуть призвести до відкритого фонтанування, що спричинює:
великі матеріальні та технічні для ліквідації фонтанування, руйнування бурового обладнання та
інструменту, забруднення навколишнього природного середовища й навіть загибель людей; нере-
гульоване відбирання флюїду з пласта в екстремальних режимах, що може призвести до порушен-
ня стану надр і покладів, втрати цінної сировини (нафти, газу), а іноді й родовища загалом.
Надійність попередження ФП залежить насамперед від достовірності інформації про гли-
бину залягання пластів з аномально високим пластовим тиском (АВПТ). Гірничо-геологічні ха-
рактеристики гірських порід по розрізу свердловини належать до статистичних, імовірних да-
них, що характеризуються дисперсією за певного ступеня надійності. Точність цих характерис-
тик знижується з збільшенням глибини свердловини і залежить від стану вивчення площі.
Для попередження ФП потрібні такі заходи [1, 2]: вирізнення зон АВПТ і прогнозування
пластового тиску, у тому числі у процесі буріння; раннє виявлення ФП з використанням сучас-
них методів, технічних засобів і технологічних прийомів; розроблення конструкції свердловини,
що забезпечить ефективне глушіння ФП; оснащення бурової установки ефективним противики-
дним обладнанням; розроблення раціональних методик глушіння ФП, що запобігає створенню
високого тиску у свердловині; підвищення точності розрахунку вибійного тиску у свердловині
при різних технологічних операціях (механічному бурінні, СПО, простоях тощо).
У разі вжиття зазначених заходів ліквідація ФП (що виникають за певних умов) наби-
рає характеру звичайної, хоча й небажаної технологічної операції. У цьому зв'язку надзви-
чайно важливо є попереджувати ФП при бурінні свердловин.
Попередження ФП забезпечується за відомих характеристик пластів з АВПТ по розрі-
зу свердловини, а також відповідних умов їх розкриття. Достовірна або близька до достовір-
РАЗДЕЛ 1. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ ИЗ СВЕРХТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ
143
ної інформація наявна при бурінні експлуатаційних свердловин, за відомого розрізу і харак-
теристик пластів. Проте буріння з мінімальною репресією на пласт не завжди забезпечує від-
повідні умови розкриття покладу. При бурінні розвідувальних, а також пошукових свердло-
вин відповідної інформації недостатньо. При бурінні в таких умовах необхідно знати спосо-
би прогнозування наближення до пластів з АВПТ і пластовий тиск до розкриття відкладів,
тобто при розбурюванні покришок або екрануючих товщ у вигляді переважно глинистих
порід. Таке прогнозування найважливіше для газоносних пластів.
Оскільки прогнозування – це передбачення АВПТ, найціннішими є методи отримання
інформації до розкриття пластів і без запізнення її в часі.
До таких методів належить метод d-експоненти [1–3], який базується на зміні умов
руйнування гірської породи при бурінні в літологічно однорідних глинистих породах, що є
покришками газових покладів.
Метод d-експоненти передбачає використання впливу так званого диференційного тиску
і розкріплення гірської породи на механічну швидкість буріння Vм під час буріння практично
непроникних глинистих покришок газових покладів. Поровий простір цих покришок протягом
геологічного часу існування газових покладів заповнився газом з утворенням ореолу вторгнення.
Тиск газу в ореолі вторгнення дедалі більше наближатиметься до пластового, тобто значно під-
вищуватиметься. Відповідно збільшуватиметься коефіцієнт пластового (порового) тиску, а отже,
змінюватимуться (поліпшуватимуться) умови руйнування гірської породи на вибої свердловини.
У 1966 р зарубіжні дослідники [3] запропонували для прогнозування зон АВПТ метод
d-експоненти, що базується на використанні рівняння M. G. Bingham.
d
D
G
a
n
V
д
дм , (1)
де Vм – механічна швидкість проходки, м/год; n – частота обертання долота, об/хв; a, d – ем-
піричні коефіцієнти, що характеризують умови руйнування гірської породи на вибої сверд-
ловини; Gд – осьове навантаження на долото, кН; Dд – діаметр долота, м.
Отже розв’язавши рівняння M. G. Bingham з урахуванням масштабування ми можна
визначити один з емпіричних коефіцієнтів, що відображатиме зміни умов руйнування гірсь-
кої породи на вибої свердловини [3]:
д
д
м
D
G
n
V
d
6
10498,1
ln
8,196
ln , (2)
Як засвідчує досвід показав, характер зміни d-експоненти під час буріння у глинистих
породах (покришках пласта) за якісного очищення вибою від шламу вибуреної породи дає змогу
надійно вирізняти зони АВПТ і прогнозувати поровий тиск. З урахуванням прийнятих припу-
щень і масштабних коефіцієнтів d-експонента зменшується за підвищення механічної швидкості
буріння. При розбурюванні зон з нормальними пластовими тисками при K = const d-експонента
збільшується, а при вході в зону з підвищеним поровим тиском – зменшується. На цій особливо-
сті зміни механічної швидкості та d-експоненти й базується розглядуваний метод. У разі викори-
стання цього методу механічну швидкість слід вимірювати через кожні 1 – 5 м проходки.
З метою своєчасного вирізнення зон АВПТ з використанням ЕОМ створено програм-
ний продукт який дає змогу працювати в режимі реального часу при поглибленні свердлови-
ни. При алгоритмізації здійснено декомпозицію інформаційного потоку, що характеризує
цей процес: констант, змінних у реальному часі та постійних параметрів [4, 5]. Структурну
схему алгоритму цього процесу зображено на рис. 1.
Выпуск 13. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
144
Рис. 1. Структурна схема алгоритму вирізнення зон АВПТ
Під константами в досліджуваному процесі ми розумітимемо коефіцієнти масштабу-
вання, які входять у вираз, згідно з яким визначають d-експоненту. Постійними є режимні
параметри буріння – діаметр долота, навантаження на нього та частота обертання, змінними
– тривалість механічного буріння та проходка.
Такий підхід спрощує і полегшує реалізацію методу d-експоненти для виділення зон
АВПТ без запізнення інформації в часі. Створення програмного продукту охоплює три етапи:
створення форми для заповнення вхідними параметрами;
створення форми для обчислень згідно з математичної моделі розрахунку;
створення форми графічної візуалізації d-експоненти.
Перед початком розрахунку за допомогою програми заповнюють електронну форму
вхідних даних, до яких належать назва родовища, номер свердловини, режимні параметри
буріння (діаметр долота, навантаження на нього та частота обертання). Наприклад: Назва
площі: Пн-Долина. Номер свердловини: 25. Режимні параметри буріння: діаметр долота, м:
0,1905; навантаження на долото, кн.: 150; частота обертання долота, об / хв.: 60. У процесі
механічного буріння форму доповнюють значеннями проходки та тривалості механічного
буріння, які наведені у таблиці.
Результати механічного буріння
№ п.п. Інтервал буріння, м
Тривалість
буріння, хв
1 4000 4002 18
2 4002 4005 29
3 4005 4006 10
4 4006 4008 21
5 4008 4010 22
6 4010 4013 38
7 4013 4016 42
8 4016 4018 30
9 4018 4020 32
10 4020 4023 52
11 4023 4026 36
12 4026 4028 18
13 4028
14 0
У результаті роботи програми, в міру заповнення форми вхідних даних отримують
значення d-експоненти в реальному часі. Отримані значення відтворюються на моніторі у
вигляді функції d-експоненти від глибини d(H) (рис. 2).
РАЗДЕЛ 1. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ ИЗ СВЕРХТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ
145
Рис. 2. Графічна візуалізація зміни d-експоненти
Як бачимо з наведеної інтерпретації, починаючи з глибини 4023 м різко підвищується
механічна швидкість буріння і зменшується значення d-експоненти. Це явна ознака набли-
ження до зони АВПТ. З огляду на це вжити комплекс техніко-технологічних заходів з підго-
товки свердловини до розкриття цієї зони і попередження ФП.
Розроблений підхід до реалізації цього методу вирізнення зон АВПТ дає змогу приш-
видшити прийняття рішень, графічно візуалізувати залежність d(H), полегшити статистичний
аналіз ідентифікації зон АВПТ як для окремо взятої свердловини, так і родовища загалом.
З огляду на пришвидшення інформатизації суспільства та використання ЕОМ пропо-
нований підхід до вирізнення зон АВПТ дасть можливість створення бази даних про параме-
три, що описують цей процес. Подальші дослідження спрямовуватимуться на створення ін-
формаційної системи підтримки прийняття рішень при вирізненні зон АВПТ, що включає
використання систем реального часу, новітніх підходів до автоматичного контролю парамет-
рів буріння, теорій алгоритмів та прийняття рішень, відомих методів та підходів щодо про-
блеми прогнозування та попередження ФП.
Пропонований підхід до використання методів прогнозування можна застосувати на
бурових підприємствах України як один з елементів техніко-технологічного комплексу захо-
дів з прогнозування та попередження ФП при спорудженні свердловин.
Література
1. Ясов В. Г., Мислюк М. А. Осложнение в бурении – М.: Недра, 1991. – 334 с.
2. Шевцов В. Д. Предупреждение газопроявлений и выбросов при бурении глубоких
скважин. – М.: Недра, 1988. – 116 с.
3. Мислюк М. А., Рибчин І. Й., Яремійчук Р. С. Буріння свердловин: Довідник: У 5 т. –
К.: Інтерпрес ЛТД, 2004 – Т. 5. –2004. – 374 с.
4. Солдатов В. Н., Чудинов И. Л., Ямпольский В. З. Банки данных в нефтяной промыш-
лености. – Новосибирск: Наука, 1988. – 126 с.
5. Расел С., Норвинг П. Искуственный интеллект: Современный поход. Перевод с англ.
– 2-е изд. – М.: издат. дом «Виасян», 2006. –1908 с.
Надійшла 31.05.10
|