Введение к работе
Актуальность'проблемы. От качества бурового раствора зависит
эффективность технологических процессов, осуществляемых при буре
нии, креплении и заканчивании вертикальных и особенно дорогостоя
щих горизонтальньк сквакия.- При бурений в ослошеннкх условиях
стоимость растзора достигает 10-15 от стоимости 1 м проходки. Ог
ромные затраты требует утилизация отработанного раствора. Из всех
стадий управления качеством бурового растзора (проектирование
свойств и состава, подбор рецептур в лаборатории, приготовление и
первичная обработка на буровой, оперативное управлениекачестзсм
раствора) последняя представляется наименее изученной и поэтому не
формализованной. >
Оперативное управление качеством (дообработка) - это кокп-. лексное воздействие на коллоидно-дисперсную систему бурового раствора с помощью средств механической очистки.' дегазации, добавок химреагентов и материалов. Добавки вводятся в раствор, как празило. по циклу циркуляции, увеличивал активный объем растзора (наработка). По мере заполнения емкостей часть раствора сбрасывается в амбар или по современной безамбарной технологии подвергается утилизации. Ео многих случаях наработка раствора ухудшает экологическую обстановку в районах буровой активности, и уменьшение объема наработки является актуальным как с точки зрения экологии, так и перерасхода химреагентов и особенно утяжелителя. Процедура дообработхи осуществляется почти ежедневно на протяжении зсего периода бурения скважины: От ее результативности зависит стабильность параметров раствора, оптимальный расход реагентов и матерналоз. и. как будет показано ниже, объем нарабатываемого бурового раствора. Прогноз объемов наработанного раствора на стадии проектирования позволил бы выбрать более рациональные способы его утилизации.
Результата работ отечественных и зарубежных специалистов. вплотную,приблизившихся к решению этой проблемы (Азетисов А.Г.. Агабальянц Э. Г.. Ангелопуло O.K.. Баранов B.C.. Булатов А. И.. Га-бузов Г.Г.. Жуховицкий CO.. Кеворков С.А.. Кнстер Э.Г.. Кругліший Н.Н.. Липкес М. И.. Мавлютов М.Р.. Мариампольский Н.А.. Михеев В. Л., Мухин Л.К.. Пеньков А.и.. Проселков Ю.М.. Радуль Г.Г.. Рез-ннченко И.Н.. Роджерс В... Рябченко В.И.. Сухарев С.С, Пзус К.Ф.. Шахналов Д. А.. Щеголевский П. И.. Ятров СНГ и др.). создали
необходимее предпосылки для постановки и решения новых задач.
Цель работы. Для значительного сокращения объема нарабатызае-мого раствора и перерасхода реагентов и материалов, улучшения экологической обстановки изменить традиционную схему и способы оперативного управления качеством раствора и создать предпосылки для планирования и автоматизации'дообработки с использованием компьютерных программ.
Основные задачу, исследований:
-
Изучить факторы, предопределяющие выбор стратегии дообработки бурового раствора и сформулировать условия бурения, при которых изменение свойств раствора характеризуется обратимостью.
-
Внести изменения в принятую на практике схему планирования дообработки раствора и расчетно-аналитическим путем показать преимущества предложенных новшеств.
-
На основании статистической обработки данных о поинтер-зальном расходе химреагентов выявить закономерности, при которых достигается удовлетворительная стабилизация параметров раствора при бурении. . -
-
Разработать расчетно-аналитическне зависимости и компью-терные программы, позволяющие проектировать стратегию дообработки раствора и осуществлять коррекцию ее на стадии оперативного управления.
1 Научная новизна. . Выявлены и сформулированы условия проводки скважин, при которых существует корреляция между составом бурового раствора и-его технологическими свойствами, предложен и разработан метод проектирования и оперативного управления качеством.буровых растворов на стадии дообработки с использованием компьютерных программ.
Практическая ценность. .Доказано, что несмотря на кажущийся случайный выбор частоты и количества добавок при-дообработке. объективно совершается приближение изменяющегося состава раствора к исходной рецептуре. Полученные расчетно-аналитические зависимости описывают процессы обогащения раствора шламом и позволяют определять регламенты дообработки. компенсируя отсутствие на буровых.процедуры прямого замера вещественного состава раствора. Предложенный
метод "регенерации разбавлением" уменьшает объем наработки раствора, расход реагентов и утяжелителя, а тагае загрязнение буровой площадки. Это особенно ваяно в экологически уязвимых районах Севера и в условиях моря.
Реализация работы. Предложенный метод, способы решения ряла частных задач и компьютерная программа управления процессом дооб-работки освещаются в учебном процессе на кафедре бурения 'ГАНГ при подготовке студентов по новой специализации "Информационно-измерительные системы и компьютерные технологии з бурении" и на ФПК руководящих работников нефтегазовой отрасли.
Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены на научном семинаре ВНИЙКРНефть (1992). совместном заседании кафедр бурения и вычислительной и измерительной техники ГАНГ им. И. .4. Губкина (1995).
Публикации. Опубликована одна работа в "НХ", три работы.депонированы по линии РЖ "Горное дело"; в печати издательства "Нефть и газ" при FAHT находится учебно-методическое пособие для студентов специальности 09.08 и слушателей ФПК.
При подготовке диссертации автор сотрудничал со специалистами кафедры бурения и кафедры ВИТ ГАНГ, с ШИИКРКефтъ. рядом производственных организаций и выражает благодарность научному руководителю'зав. кафедрой бурения O.K. Ангелопуло. доц. Г.К. Богаткину зав. кафедрой ВИТ. которую закончил автор, доц. кафедры бурения Л. В. Борисенко.