МОДИФИКАЦИЯ КЕРНООТБОРНЫХ СНАРЯДОВ ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ ВЫНОСА КЕРНА В ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫХ СКВАЖИНАХ УЗБЕКИСТАНА

АННОТАЦИЯ

В статье обоснована актуальность исследовательских работ по созданию инновационных разработок, которые используются при бурении скважин. На основании изучения и анализа существующих керноотборных снарядов и комплектующих деталей в исследованиях применены инновационные решения и разработки. В целях апробации этих разработок изготовлены опытные образцы керноотборных снарядов и комплектующих деталей: цилиндрической бурильной головкой типа «МСЗ» и пружинистого кернодержателя изготовленного из стали марки 65Г, толщина которой подбирается по твердости горных пород. Приведены результаты работ по отбору керна на площадях АО «Узбекнефтегаз».

ABSTRACT

This article substantiates the significance of research work to create innovative developments that are used in drilling wells. Based on the study and analysis of existing coring tools and components, innovative solutions and developments were used in the research. In order to test these developments and select cores, prototypes of coring tools and components were made: a cylindrical drill head of the “MSZ” and a springy core holder made of springy steel grade 65G, the thickness of which is selected according. With a description of the results of the work carried out on core sampling at the sites of Uzbekneftegaz JSC.

Ключевые слова: геология, керн, буровой раствор, физико-химические свойства, нефтяная и газовая скважина.

Keywords: geology, core, drilling fluid, physical and chemical properties, oil and gas well.

Насыщенность пластов нефтью и газом определяется и уточняется бурением скважин. С этой целью при бурении поисковых и разведочных скважин в определенных интервалах производится отбор керна.

Отбор керна проводят при поисках и разведке месторождений нефти и газа для подсчета запасов и оценки пригодности этих месторождений к промышленному освоению их литологического строения.

Основная задача бурения с отбором керна является формирование и вынос образцов на поверхность горных пород, имеющих размеры, обеспечивающие дальнейшее иззучение его минерологического состава.

Физические характеристики пластов уточняются на основании изучения и анализа свойств кернов, поднятых непосредственно из пласта с помощью керноотборных снарядов.

В настоящее время в Институте геологии и разведки нефтяных и газовых скважин (ИГИРНИГМ) Узбекистана проводятся исследования по модификация керноотборных снарядов для увеличения выноса керна в геологоразведочных скважинах

В АО Узбекбурнефтегаз при бурении скважин используются несколько модификаций керноотборных снарядов типа «Недра», «Силур», «Кембрий» и другие. [1]. На всех керноотборных снарядах керн формируется бурильной головкой или коронкой, оснащённой зубцами из твердого сплава. Для геологоразведочного бурения в республике керноотборочные снаряды и шарошечные бурильные головки приобретаются в России, Китае и США.

До 2000 года в нефтегазовой отрасли республики хорошим результатом являлся вынос керна 40-60%, теперь же для геологов АО Узбекбурнефтегаз результат отбора керна ниже 80-100% считается неприемлемым.

При бурении скважин, до 2016 года, применялись трёхшарошечные бурильные головки типа 6ВК российского производства (рис.1), которые предназначены для отбора керна в породах средней твердости. Бурильные головки типа 6ВК–СЗ состоят из корпуса и трех шарошек, которые смонтированы на цапфах корпуса. Шарошки вооружены твердосплавными зубками с клиновидной породоразрушающей поверхностью. Разрушение породы происходит в режуще-дробящем режиме с преобладанием процесса резания. Во время работ по отбору керна с бурильной головкой 6ВК–СЗ (рис. 1) в породах II и V категорий происходит дробление не только в кольцевой поверхности, а также в центральной части керна. [2].

На основании изучения вышеуказанных бурильных головок и кернодержателей и в целях сохранения и обеспечения максимального выноса керна из слабосцементированных породах нами была разработана цилиндрическая бурильная головки типа «МСЗ» (рис.2) и пружинистые кернодержатели( рис.3).

Цилиндрическая бурильная головки типа «МСЗ» и пружинистые кернодержатели прошли успешные производственные испытания в Алатской геологоразведочной экспедиции. Внедрение разработки и сто процентный отбор керна был произведён со скважин №2 пл. Каттатепа, №1 пл. Темирказган, №1 Четкум, №6 пл. Андакли и др. (см. табл. 1).

Как видно из таблицы 1 сокращение расстояния керно-приемника с 110мм до 30мм (на 80мм уменьшение ) привело к увеличению процента и качества выноса керна в среднем до 94%.

Данная конструкция керноотборочного снаряда рекомендуется также и для работы на площадях и месторождениях со сложными горно-геологическими условиями разведочного бурения скважин.

На Юго-Западе республики при прохождении бурением с отбором керна XIII терригенного горизонта Бухарско-Хивинской антиклинали , были использованы, вместо цангового держателя, разработанный нами пружинистый держатель сделанный из стали марки 65Г толщиной 0,4мм. Проходка с отбором керна была 4м, вынос керна составил 4м, что в в процентном соотношении составило-100% о чём составлен акт о внедрении разработки. Пружинистые кернодержатели марки стали 65Г с толщиной 0,4мм рекомендуются при отборе в сильно твёрдых и очень крепких горных породах, толщиной от 0,3мм до 0,35мм, а держатели толщиной от 0,2мм до 0,25мм рекомендуются для проходки в средне-мягких и мягких горных породах см.табл.2.

Рисунок 4. Керноотборный снаряд (КОС) с цилиндрической бурильной головкой и пружинистым держателем

1-корпус, 2‑ верхний переводник, 3‑керноприемная труба, 4-пружинистый держатель, 5‑лепестковый рватель, 6‑регулировочный винт, 7‑регулировочная гайка, 8-гнездо для шара, 9-шар (Ø 50,8 мм), 10-бурильная головка цилиндрическая.

Таблица 1.

Показатели режима бурения при использования цилиндрической бурильной головки типа МСЗ с пружинистым кернодержателем

Средний вынос керна в процентном соотношении составил 94 %

Таблица 2.

Проходка в средне-мягких и мягких горных породах

Выводы

Проведён анализ существующих керноотборных снарядов и комплектующих деталей для инновационных решений в процессе отбора керна. Изготовлены опытные образцы керноотборных снарядов, комплектующих деталей: цилиндрической бурильной головки типа «МСЗ» и пружинистых кернодержателей изготовленных из стали марки 65Г, толщина которой подбирается по твердости горных пород. Приведены результаты внедренческих работ по отбору керна в Алатской геологоразведочной экспедиции АО «Узбекнефтегаз».

Список литературы:

1. Булатов А.И., Долгов С.В. «Спутник буровика». Издательство «Недра». Москва. 2014. 345 с.
2. Наримов Р.А., Рахмедов Т.Ф. Рукописный отчет ГУП «ИГИРНИГМ» «Разработка конструкции и технология производства керноотборочных снарядов, используемых при отборе образцов керна на перспективных нефтегазоносных участках АК Узбекбурнефтегаз». Ташкент. 2022. 156 с.
3. Наримов Р.А Равшанбеков Р.Р., Равшанбеков З.Р. Авторское произведение №ЕС-01-002231 Буровые головки. Агентство интеллектуальной собственности Республики Узбекистан. Ташкент, 2019 г.
4. Наримов Р.А, Абдуллаев Г.С, Хайитов Н, Ш, Рахимов А.А. и др. Авторское произведение №ЕС-01-002339 Буровая головка. Агентство интеллектуальной собственности Республики Узбекистан. Ташкент, 2019 г.