Скорость бурения
Проходка бурения — это сооружение шахтных стволов и скважин с использованием буровых установок
При проектировании буровых работ на месторождениях нефти и природного газа в расчет принимают пять видов скоростей. К ним относятся:
- Цикловая скорость сооружения скважин.
- Техническая скорость бурения.
- Рейсовая скорость бурения.
- Механическая скорость бурения.
- Коммерческая скорость бурения.
Коммерческая скорость бурения определяется отношением числа пробуренных метров к календарному времени бурения, в состав которого входят непроизводительные промежутки времени (ликвидация аварий, организационные простои). Формула для расчета коммерческой скорости бурения выглядит следующим образом:
V = Y / T, где:
Т – календарное время бурения; Y — проходка (количество пробуренных метров).
Коммерческая скорость бурения используется для определения таких показателей, как:
- Потребность в материально-техническом обеспечении.
- Сметная стоимость бурения.
- Число буровых бригад.
- Производительность труда.
- Объем буровых работ.
Механическая скорость бурения представляет собой число пробуренных метров за один час работы породоразрушающего инструмента на забое скважины и рассчитывается по формуле:
Vм = Y / tмех,
где, tмех — время механического бурения.
Величина механической скорости бурения зависит от таких факторов как условия залегания проходимых горных пород, крепость горных пород, а также от используемых режимов бурения и состояния буровых инструментов и оборудования.
Рейсовая скорость бурения выражает количество пробуренных метров скважины за один рейс инструмента — время работы долота, а также подъема и спуска инструмента.
Формула для расчета рейсовой скорости выглядит следующим образом:
Vр = Y / (tmex + tc + tп), где:
- tc – время, затрачиваемое на спускоподъемные операции;
- tп — время, затрачиваемое на подготовительные и вспомогательные работы за один час рейса.
Показатель рейсовой скорости бурения характеризует темп работы бригады и эффективность основных работ по проходке.
Техническая скорость бурения выражает темп бурения скважины, который охватывает все технологические работы:
Vт = Y / tп,
где, tп — производительное время бурения (сумма времени, затраченного на механическое бурение, подготовительно-вспомогательные работы за один рейс, время крепления скважины, время ремонта и ликвидации аварий).
Цикловая скорость бурения выражается отношением средней проходки к времени, затраченному на вышкомонтажные работы, испытания скважин, их крепление:
Vц = Y / tц,
где, tц — время сооружения скважины.
Допустимая механическая скорость проходки при бурении в газоносных отложениях
Газоносность пласта — это количество газов, которое содержится в единице объема или массы пласта.
Газоносные отложения представляют собой объекты повышенной опасности, риск аварий на которых гораздо выше, чем при бурении на других. Поэтому расчет и оценка допустимой скорости бурения является очень важной частью проектирования и организации буровых работ на газонасыщенных участках и месторождениях.
Механическая скорость проходки при бурении газоносных отложений определяется по результатам инженерных расчетов, проводимых одним из отделов нефтегазового предприятия или специально приглашенными экспертами по установленному заказчиком заданию. Полученное значение механической скорости проходки (бурения) в газоносных отложениях помещается в математическую (или любую другую) модель буровых работ. Если при анализе модели, становится очевидным, что рассчитанная скорость проходки газоносных отложений может стать причиной серьезной аварии на месторождении, то ее могут изменить в сторону уменьшения, как правило, уменьшение не бывает более 30 %. Полученная механическая скорость и считается допустимой при бурении в газоносных отложениях.
Однако, полученное значение не является окончательным. Оно может быть изменено, как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения, из-за некоторых свойств горных пород, например твердость, пластичность, упругость и т.п. Принятая изначально механическая скорость бурения, может быть изменена в большую сторону при следующих условиях. Обычно газоносные отложения сложены рыхлыми горными породами, которые являются легкоразбуриваемыми и если концентрация опасного газа оказалась невысока (в результате дополнительных геофизических исследований, которые уже проводились в процессе бурения скважины), то допускается увеличение скорости работы породоразрушающего инструмента, что способствует увеличению механической скорости проходки. Уменьшение изначально принятой скорости вращения долота (скорости бурения) , может быть связано с увеличением концентрации опасных газов (также благодаря дополнительным исследованиям).
Таким образом получается, что механическая скорость проходки при бурении газоносных отложений нуждается в систематическом контроле, посредством проведения геофизических исследований в течение всего процесса бурения.
