Алматы 2017 январь
Рис. 5. Распределение пожаров по причинам возникновения
жүктеу/скачать 28,19 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Analysis of fires on the territory of the Republic of Kazakhstan Summary.
- Key words
- О МОДЕЛИ БУРИМОСТИ НЕФТЕГАЗОВЫХ СКВАЖИН ДОЛОТАМИ РDС НА МЕСТОРОЖДЕНИИ УЗЕНЬ Аннотация.
- Рис. 1.
- Показатели статистической обработки скорости бурения долотами РDС по группам скважин
- Түйін сөздер
Рис. 5. Распределение пожаров по причинам возникновения ● Технические науки
84 №1 2017 Вестник КазНИТУ
Вместе с тем, рост количества пожаров зарегистрирован по причинам нарушения правил по- жарной безопасности при устройстве и эксплуатации бытовых электроприборов рост на 41%, шало- сти детей с огнем на 5%.
ЛИТЕРАТУРА [1] Повзик Я.С., Пожарная тактика. – М.: "ЗАО Спецтехника" 2000 г. г. [2] Повзик Я.С., Пожарная тактика в примерах. – М.: Стройиздат,1992 г. [3] Технический регламент о требованиях пожарной безопасности. [4] Технический регламент Общие требования к пожарной безопасности. Алматы 2009. [5]Технический регламент «Требование к безопасности процессов производства взрывчатых материалов. Алматы 2009. Акубаева Д.М., Исаханова А.Б., Жусупбаева Б.Е. Қазақстан Республикасы аумағында болған өрттерді талдау Түйін: Адамдардың жаппай жиналатын объектілерінде болған өрттер саласында қалыптасқан жағдайдың сараптамасы адамдардың жаппай жиналатын объектілеріне өрт профилактикасы саласындағы шараларды кү- шейтуге қарамастан, адамдардың өлімі мен жарақатының жоғары пайыздығы сақталып тұрғанын көрсетеді.
гінен өртенуі.
Akubayeva D.M., Isahanova A.B., Zhussupbayeva B.E. Analysis of fires on the territory of the Republic of Kazakhstan Summary. Analysis of the current operational situation in the field of fire occurred on a mass stay of people shows the objects, in spite of the tightening in the field of fire prevention objects with mass stay of people is still high interest deaths and injured people.
УДК 622.243.2 Б.В. Федоров, А. Шарауова, М.Т.Аубакиров (Казахский национальный исследовательский технический университет им.К.И.Сатпаева Алматы, Республика Казахстан)
сторождении Узень. Геологический разрез месторождения представлен мягкими породами, а скважины неглу- бокие (до 1300-1400м.). Составлена модель буримости, состоящая из двух зависимостей, одна из которых ил- люстрирует процесс взаимодействия нового долота с породами первой из 4-х бурящихся скважин, а вторая – взаимодействие того же долота при последовательной проходке оставшихся 3-х скважин, при общем метраже 4500м. В установленной модели буримости присутствуют 3 константы идентификации: начальная скорость, темп уменьшения скорости в процессе рейса и показатель степени, в который возводится время бурения.
Теоретической основой методики обработки первичной информации являются аналитические зависимости, описывающие работу породоразрушающего инструмента на забое скважины. Одним из главных таких зависимостей является модель буримости горной породы, которая отражает процесс взаимодействия породоразрушающего инструмента с забоем скважины во времени. Удачно установленная модель буримости, учитывающая основные влияющие факторы на упо- мянутый процесс, позволяет прогнозировать показатели работы долота, в частности, формировать скважину с наименьшими удельными эксплуатационными затратами и оптимизировать производи- тельность процесса [1]. Так как показатели работы долота зависят от продолжительности его пребывания на забое, в модель буримости должен входить фактор времени.
● Техникалық ғылымдар
ҚазҰТЗУ хабаршысы №1 2017 85
Известной моделью буримости является [2]: , (1)
где
– скорость бурения в момент времени t;
– начальная скорость бурения (формально при t=0); – постоянная, зависящая от параметров режима бурения, конструкции долота и свойств горной породы; Величину β можно назвать декрементом (затуханием) скорости бурения; Чем больше β, тем с большей интенсивностью уменьшается скорость бурения. Другой известной моделью буримости является следующее уравнение[1]:
, (2) где
– темп снижения механической скорости бурения; m – показатель степени; если m ≥1, то V (t) – уменьшается с постоянной скоростью. Существуют и другие модели буримости, например Р.А. Бадалова и Р.М. Эйгелеса [2]. Из рекомендации В.С. Федорова [2] и других авторов следует, что долото исчерпало свой ре- сурс по вооружению, если механическая скорость бурения снижается более чем вдвое в сравнении с начальной, и его следует поднять из скважины и заменить новым инструментом. Однако этот вывод относится главным образом к шарошечным долотам, широко применяемы до недавнего времени в породах любой твердости и абразивности. С появлением новых типов долот, обладающих высокой износостойкостью и большой произ- водительностью такие рекомендации о времени смены долота вызывают большие сомнения в их пра- вомерности. Это в полной мере относится к долотам с алмазно-твердосплавными пластинами (со- кращенная абревиатура-PDC или АТП). Рабочие элементы таких долот представляют твердосплав- ные пластины, которые покрыты тонким слоем (0,5-3,85 мм) поликристаллических алмазов. Двух компонентные алмазно-твердосплавные пластины изготовляются круглой или треугольной формы. Алмазно-твердосплавные пластинки выпускаются диаметром от 8мм до 50,8 мм. Прочность твердосплавной основы пластинок на изгиб на 70% выше прочности при такой же деформации поли- кристаллического алмазного слоя. Последний приближается по микротвердости к природным алма- зам (900-1000 МПа) и лишен анизотропности. В результате в пластине с послойным расположением упомянутых компонентов оптимально сочетаются твердость, износостойкость и прочность на изгиб. [3]
Пластинки крепятся к твердосплавной основе методом диффузионной сварки. В результате по- лучаются элементы вооружения в виде зубков (Рис.1) или резцов. Последние крепятся к лопастям или секторам долота.
Для предупреждения разрушения алмазно-твердосплавных резцов от растягивающих напряжений элементы вооружения имеют тупой угол резания (90+α),причем величина угла α со- ставляет не менее 20° (рис. 1.)
Рис. 1. Алмазно-твердосплавный зубок
● Технические науки
86 №1 2017 Вестник КазНИТУ
Рис. 2. Конструкция лопастного РDС-долота: 1 - калибрующая поверхность; 2 - лопасти; 3 - РDС-резцы; 4 - промывочные насадки; 5 - межлопастное про- странство; 6 - центральный промывочный канал; 7 - присоединительная резьба; 8 - упорный торец; 9 - паз с серийным номером; 10 - паз под доску отворота; 11 - калибрующие вставки РDС; 12 - калибрующие (шлифо- ванные) РDС-резцы; 13 - плечо; 14 - торцевая область; 15 - внутренний конус
Долота РDС нашли широкое применение при бурении нефтегазовых скважин. Такие показате- ли, как проходка на долото, механическая скорость и стойкость, в 3-4 раза выше в сравнении с щаро- шечными долотами, предназначенными для низкооборотного бурения. Эти данные получены при разбуривании мягких пород и пород средней твердости таких, как мел, мергель, глины, глинистые сланцы, алевролиты, малоабразивные известняки, песчаники и др. При бурении таких пород проход- ка на долото достигает 5000 м. Именно в таких горно-геологических условиях осуществляется бурение нефтяных скважин при эксплуатации месторождения Узень. Буровые работы осуществляет ТОО «Бургылау», являющееся дочерней компанией АО «Узень мунай газ». Фрагмент геолого-технического наряда на бурение нефтедобывающей скважины показан на рис.3. Как следует из описания пород, все они относятся к вышеупомянутой группе, где применение долот PDC наиболее эффективно. Конструкция скважины включает направление, кондуктор и эксколонну (рис. 3 ). Бурение под кондуктор (интервал 30-220м.) и эксплуатационную колонну (интервал 220-1340м.) осуществлялось долотами РДС диаметрами со- ответственно 295,3мм. и 220,7мм.
● Техникалық ғылымдар
ҚазҰТЗУ хабаршысы №1 2017 87
( месторождение Узень)
● Технические науки
88 №1 2017 Вестник КазНИТУ
Для вращения долота РDС 220,7мм. при бурении основного, нижнего интервала использовался винтовой забойный двигатель Д-172, что позволило значительно снизить нагрузки на бурильную ко- лонну и облегчило проведение скважины по проектной вертикальной трассе. Целью работы является установление зависимости механической скорости бурения от време- ни, т.е. от начала использования долота РDС до момента выработки его полного ресурса, когда ско- рость проходки снижается до 1,5-2 м/ч. Своеобразие задачи заключается в том, что при сравнительно небольшой глубине буримых скважин (1200-1400 м.) ресурс долота РDС позволяет пробурить 4, иногда 5 скважин до его полного износа. Другими словами, необходимо установить, как изменяется скорость при проходке первой скважины новым, неиспользованным ранее долотом, затем установить ту же зависимость при бурении второй скважины с учетом износа долота при формировании первой скважины, далее подобная зависимость устанавливается при бурении третьей скважины с учетом ра- нее произошедшего износа инструмента и т.д. до полного износа долота. Задача облегчается тем, что, судя по геологическому разрезу, породы однородные, имеют при- мерно одинаковую буримость, о чем, в частности, свидетельствуют малоизменяемые величины пара- метров технологического режима бурения пересекаемых пластов, указанные в ГТН. Предметом исследования изменения скорости бурения от времени стал интервал 220-1340м., буримый долотом РDС 220,7мм. и занимающий свыше 85% от общего метража скважины. Исходными данными для исследований послужили следующие материалы ТОО «Бургылау»: - максимальная начальная скорость бурения новым долотом РDС по породам разреза (рис.3) составляет 18м/ч; - минимальная скорость бурения долотом РDС, выработавшей свой ресурс,составляет 1,5-2м/ч; - данные о механической скорости бурения интервала / 220- (1340± 80)/м. по 108 скважинам, имеющим геологический разрез, аналогичный показанному на рис 3; - примерный ресурс долота РDС, составляющий 4500-5000м., т.е. такой ресурс достаточен для бурения указанного интервала в 4-х скважинах. Для составления модели буримости все 108 скважин, в которых интервал 220 - (1340±80)м. разбуривался долотом РDС 220,7, разделен на 4 группы. В первую группу вошли 32 скважины, в ко- торых упомянутый интервал разбуривался новыми, не использованными ранее долотами РDС, во вторую группу- 32 скважины, в которых интервал 220- 1340м. разбуривался долотами, которые ранее применяли при бурении в первой группе скважин, в третьей группе сгруппированы 30 скважин, в ко- торых упомянутый интервал разбуривался долотами, ранее применявшимися в скважинах первой и затем второй групп и, наконец, в четвертую группу вошли 17 скважин, в которых интервал 220-1340 разбуривался долотами РDС, применявшимися ранее в скважинах первой,второй и третьей групп. Величины скоростей бурения, входящих в каждую группу скважин, представляют вариацион- ный ряд. В соответствии с методикой, изложенной в работах /4,5/, вычислены основные показатели вариационного ряда данных, входящих в каждую группу скважин: средняя скорость бурения V ср ,
приведены в таблице 1.
Таблица 1. Показатели статистической обработки скорости бурения долотами РDС по группам скважин
При бурении интервала 220 -1340м. как новым долотом РDС ( 1-ая группа скважин), так и ис- пользование этих же долот последовательно в следующих группах скважин приводит к постепенному их износу с уменьшением ресурса их работы. Выполним приближенную оценку процесса износа долота РDС. При бурении пород новым до- лотом (1-ая группа скважин) механическая скорость с V max =18м/ч упала до V min =12м/ч. Главной № группы скважин
Количество скважин в группе Изменение скорости бурения, м/ч Средняя
скорость бурения
V ср , м/ч Диспер- сия D
Среднее квадрати- ческое от- клонение σ Коэффи- циент ва- риации V 1 32 18-12
14,9 0,25
0,7 0,047
2 32
12-10 11,2
0,16 0,58
0,052 3 30 10-9 9,6
0,122 0,46
0,048 4 17 9-6 7,3
0,09 0,41
0,056 ● Техникалық ғылымдар
ҚазҰТЗУ хабаршысы №1 2017 89
причиной такого процесса является износ долота, A u1 , который ориентировочно можно определить из уравнения
A u1 =(1- V
min1 / V
max1 )100% (3)
После подстановки данных из таблицы 1 в (3) получим: A u1 =(1- 12 / 18)100%=33%; во второй группе с учетом износа долота в 1-ой группе A u2 = 33+17=50%, в третьей группе с учетом предыду- щего износа A u3 = 33%+17%+10%=60% На заключительном этапе при бурении интервала 220-1340м. в 4-ой группе скважин износ до- лота достигнет величины равной A u4 = A
u1 + A
u2 + A
u3 =33+17+10+(1-6/9)100%=93% Таким образом, ресурс долота РDС после бурения четвертой скважины (интервал 220- 1340м.) почти выработан.Одним новым долотом пройдено: (1340-220)х4=4480м. скважин, что в це- лом подтверждается практикой бурения нефтегазовых скважин на месторождении Узень. Полученные данные о скорости бурения каждой группы позволяют установить модель бури- мости долотом РDС. Время бурения скважин из каждой группы под номером n:
t n =S инт /V
0pn, (4)
где S
инт - длина пробуренного интервала в каждой группе скважин S инт =1120м,
V 0pn
- cкорость бурения, соответствующая длине S инт
группы под номером n (n=1, 2, 3, 4) С учетом данных скорости бурения долот РDС и соответствующем времени воздействия, полу- чена зависимость V M (t), изображенная на рис.4. Рис.4. Зависимость механической скорости бурения от времени
Вычисления по (4) показывают, что новым долотом РDС основной интервал скважины (220- 1380м.) проходится за 75,1 часа ( 3,13суток), долотом,изношенным на 33%, тот же интервал прохо- дится за 100часов (4,17 суток), долотом изношенным на 50% - за 116,7ч. (4,86 суток), а на 60% -за 153,3ч. ( 6,4 суток ). Модель буримости, будем искать в виде уравнения (2), где в качестве констант идентификации используется начальная скорость, темп снижения механической скорости проходки ΔV и показатель степени m, в которую возводится время бурения t. Константы ΔV и m определены по методике, изложенной в работе [1] и для рассмотренных условий равны: -для 1-ой группы скважин (новое долото): ΔV = 0,0036 м/ч; m= 1,72; V 0 = 18м/ч, -для остальных скважин 2-ой, 3-ей и 4-ой групп ● Технические науки
90 №1 2017 Вестник КазНИТУ
ΔV = 0,00133м/ч; m =1,43; V 0 = 12м/ч. Таким образом, модели буримости выглядят следующим образом:
V t = 18 – 0,0036 t 1.72 , (5)
где t изменяется в интервале 0 ≤ t ≤ 75ч, V t = 12 – 0,00133 t 1.43 , (6)
где t изменяется в интервале 75≤ t ≤ 370ч. – бурение основного интервала в скважинах 2-ой, 3- ей и 4-ой групп. Из (5 и 6) следует, что темп снижения механической скорости ΔV при бурении новым доло- том интервала 220 – 1340м. в 1-ой группе скважин значительно выше, что, очевидно связано с конфи- гурацией алмазно-твердосплавных пластин, которыми армировано долото РDС.
1. Для геологического разреза месторождения Узень характерна однородность пород по бури- мости и небольшая глубина залегания продуктивных пластов ( 1200-1400м.), что позволяет использо- вать одно долото РDС для бурения под эксплуатационную колонну в 4-х – 5-ти скважинах . 2. Получена модель буримости мягких однородных пород, характерных для нефтяного место- рождения Узень, долотами РDС; полученная модель представляет две сопряженные параболические зависимости со значительным изменением скорости бурения в начальный и конечный период време- ни использования долота на забое скважины. 3. Основной причиной снижения скорости бурения долотами РDС является их абразивный износ.
ЛИТЕРАТУРА [1] Левицкий А.З. Исследование данных геолого-технического котроля для оптимизации бурения -М: ВНИИОЭНГ, 1987 -42 стр. [2] А.Н.Попов., А.И.Спивак и др. Технология бурения нефтяных и газовых скважин. М: Недра, 2007-508 стр. [3] А.Г.Калинин, А.С.Оганов и др. Строительство нефтегазовых скважин. М. РГУ им. Губкина, 2013 -580 стр. [4] Т.Т.Танатаров, М.Т.Билецкий. Основы научных исследований и оптимизации в бурении. Алма- ты.РИК, 1998-291стр. [5] 5.Ганджумян Р.А. Математическая статистика в разведочном бурении. М: недра, 2013 -210 стр.
Федоров Б.В., Шарауова А., Аубакиров М.Т. Өзен мұнай-газ кен-орнындағы ұңғымаларды ұңғылау кезінде рдс қашаумен бұрғылаудың моделі Түйіндеме. Өзен мұнай-газ кен-орнындағы ұңғымаларды ұңғылау кезінде РДС қашаумен бұрғылаудың моделі әзірленді. Кен орнының геологиялық қимасы жұмсақ тау жыныстармен ұсынылған, ұңғымалары терең емес (1300-1400м.). Екі тәуелділіктерден тұратын бұрғылаудың моделі құрастырылған,, оның бірі – 4 бұрғыла- нып жатқан ұңғымалардың бірінші тау жыныстармен жаңа қашаудың өзара әрекеттесу үрдісін суреттейді, ал екіншісі – қалған 3 ұңғымалардың кезекті ұңғылау кезінде сол қашаудың өзара әрекеттесуі, жалпы метраждауы 4500м. Белгіленген бұрғылаудың моделінде 3 тұрақтылар сәйкестендіруі бар: бұрғылау уақыты салынып жат- қан дәреже көрсеткіші және рейс үрдісінде, бастапқы жылдамдығы, қарқын жылдамдығының азайыуы. Түйін сөздер: бұрғылаудың моделі, PDC қашау, жұмсақ жыныстар, Өзен кен-орныны. Fedorov B. V., Sharauova A., Aubakirov M.T. About model of drillability of oil and gas wells by pds bit at uzen field Summary. The model of the drillability was developed by PDS bit while drilling oil and gas wells at Uzen field. Geological incision of deposit was represented by soft rocks, and wells were shallow (up to 1300-1400m.). The model of drillability was compiled, consisting of two dependencies, one of which shows a process of interaction with the new bit of the first rocks of the 4 wells being drilled, and the second one shows the interaction of the same bits in the sequential tunneling of the remaining 3 wells with a total footage of 4500m. There are 3 constants of identification in the established model drillability: the initial velocity, the rate of reduction of speed during flight, and the exponent, which is being built in the time of drilling.
жүктеу/скачать 28,19 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|