Визначення оптимального режиму буріння на основі ресурсу відпрацювання долота

1
Національний університет «Львівська політехніка»
2
Національний університет «Львівська політехніка»
3
Національний університет «Львівська політехніка»

Пропонується один з способів встановлення оптимального режиму буріння нафтових та газових свердловин. Проаналізовано існуючі способи контролю за темпом буріння та станом долота. Показано, що в силу неповної та часто спотвореної інформації, важко здійснювати контроль та керування процесом буріння на основі математичної моделі заглиблення долота, розв’язком якої є часові залежності механічної швидкості буріння.

Оскільки під час будівництва свердловини чистий час буріння займає менше половини всього затраченого часу, а решту часу йде на допоміжні операції, для визначення оптимальних параметрів режиму буріння використано рейсову швидкість. У результаті аналізу переваг та недоліків методів ідентифікації стану бурового інструменту прийнято рішення використовувати такий параметр, як відносний ресурс відпрацювання долота, який інваріантний відносно фізико- механічних властивостей гірських порід. Виведено залежність рейсової швидкості від відносного значення ресурсу відпрацювання долота та інших параметрів процесу буріння. Показано, що такий перехід дає змогу уніфікувати алгоритм знаходження оптимальної рейсової швидкості, оскільки він не залежить від типу породи та інших чинників. Наведено приклад розрахунку максимального значення рейсової швидкості, за якої забезпечується оптимальне значення ресурсу спрацювання долота для вибраного режиму буріння.

  1. Vyrvinskyi P. P., Kuzin Yu. L., Khomenko V. L. Drilling technology. D.: NHU, 2014. 280 p. (Ukr)
  2. Ma, T., Chen, P. & Zhao, J. Overview on vertical and directional drilling technologies for the exploration and exploitation of deep petroleum resources // Geomech. Geophys. Geo-energ. Geo-resour. 2016. No. 2. pp. 365–395.
  3. Denys B. D., Boychuk B. H., Kaluzhnyi B. S. Electrical equipment and automation of oil production: Textbook. Lviv: Lviv Polytechnic National University, 2007. 171 p. (Ukr)
  4. Gandzhumyan R. А., Kalinin А. G., Serdyuk N. I. Drilling calculations. Textbook / Under. ed. А.G. Kalinin. М.:RGGU, 2007. 668 p. (Rus)
  5. Maistrenko, A. L., Bondarenko, M. O., Gargin, V. G. et al. Methods of improving efficiency of drilling operations for increasing oil and gas production in Ukraine // Jornal of Superhard Materials. 2007. No. 29. pp. 307–315.
  6. Vityaz О. Yu., Hrabovskyi R. S., Тyrlych V. V. Influence of service life on the results of assessment of conditions of destruction of drill string pipes during tripping processes // Naftohazova enerhetyka. 2017, No. 1. pp. 7–14. (Ukr)
  7. Horbiychuk М. І., Kropyvnytska V. B. Modeling and identification of the borehole deepening  // Burinnya naftovykh ta hazovykh sverdlovyn. 2004. No. 1(3). pp. 9–12. (Ukr)
  8. Sementsov H. N., Hutak О. V. Modeling and identification of the drilling process for control tasks optimization: monograph. Odesa: Kupriyenko SV, 2014. 295 p. (Ukr)
  9. Decision-making in choosing drill bits and drilling operational parameters based on initial data / G. М. Efendiev et al. // Geoinformatika. 2016, No. 3 (59). pp. 30–39. (Rus)
  10. Makarova I. G., Sitnikov N. B. Borehole penetration rate // Izvestiya UHHU. 2005. No. 20. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/mehanicheskaya-skorost-bureniya-skvazhin.(Rus)
  11. Badalov R.А. Rate of penetration curve and its analytical expression // Neft I gaz. 1958, No. 1. pp. 51–55. (Rus)
  12. AL-Mahasneh M. Optimization drilling parameters performance during drilling in gas wells // International Journal of Oil, Gas and Coal Engineering. 2017. No. 5(2). pp. 19–26.
  13. Invention certificate No. 872736 USSR.Е21 В 47/00. Device for determining bit wear during drilling /D. Denys, R. V. Dzyadyk, Е.А. Ivanitskyi, B. S. Kaluzhnyi, А. D. Мartynchuk, S. F. Мolchanova, applicants Lvovvskyi ordena Lenina politekhnicheskiy institut and Borislavskoye upravleniye burovykh rabot, petition. 18.12.1979, publ. 15.10.1981. Bulletin No. 38.