Вибір неорієнтованих компоновок низу бурильної колони для буріння свердловин роторним способом

Abstract

Дисертація присвячена вибору неорієнтованих компоновок низу бурильної колони в умовах інформаційної невизначеності для буріння свердловин роторним способом. Сформульовано загальну задачу вибору технологічних рішень для буріння стабілізованих ділянок свердловини і запропоновано її декомпозицію у вигляді строгої послідовності задач вибору бурового розчину, типу долота і режиму буріння, КНБК. Для вибору КНБК запропоновано статистичну модель, яка ґрунтується на використанні промислової інформації, враховує поліфункціональні вимоги та інформаційну невизначеність. Вивчено статичні та динамічні характеристики КНБК за даними буріння свердловин на деяких родовищах Дніпровсько-Донецької западини. Побудовано статистичні оцінки відхиляючої сили на долоті, показників якості стовбура свердловини та цементування обсадних колон. Обґрунтовано вибір неорієнтованих КНБК для буріння вертикальних та похилих ділянок свердловин. Запропоновано варіанти багатоопорних КНБК для забезпечення якості стовбура свердловини.

The dissertation is devoted to the selection of non-steerable bottom hole assemblies (BHA) in conditions of information uncertainty for rotary well drilling. General task of making technological decisions for drilling vertical and inclined well bore sections has been formulated. The decomposition of general task has been proposed in the form of task sequence of selection drilling fluid, drill bit type, drilling parameters and BHA. A statistical model that takes into account multifunctional requirements, information uncertainty and field data has been proposed for selection BHA. BHA static and dynamic characteristics have been studied based on field data of well drilling on some fields of Dnieper-Donets Rift. The statistical estimations of the bit side force, the quklity indices of the wellbore quality and the casing columns cementation have been constructed. Selection of non-steerable BHA for drilling vertical and inclined well bore sections has been substantiated. Variants of multi-supported BHA for ensuring the well bore quality.

Диссертация посвящена выбору неориентированных компоновок низа бурильной колонны (КНБК) для бурения скважин роторным способом в условиях информационной неопределенности. Сформулировано общую задачу принятия технологических решений для бурения стабилизированных участков скважин. С использованием соответствующих локальных критериев и систем ограничений построено декомпозицию общей задачи как строгой последовательности задач выбора состава и свойств бурового раствора, способа и режима бурения, КНБК. Предложено статистическую модель выбора неориентированных КНБК в условиях информационной неопределенности (зенитный угол скважины, параметры режима бурения, координаты точек контакта опорно-центрирующих элементов (ОЦЭ) со стенкой скважины, наличие локальных каверн). Поиск оптимального варианта осуществляется с помощью метода статистического моделирования в некотором классе многоопорных КНБК из условия минимизации риска нарушения ограничений на статические и динамические характеристики. В программной среде «ANSYS» изучено влияние модели и длины конечного элемента на характеристики КНБК. Уточнен алгоритм расчета статических и динамических характеристик неориентированных КНБК с неполноразмерными ОЦЭ, реализация которого сводится к задаче выбора расчетной модели в классе возможных сочетаний контактов неполноразмерных ОЦЭ со стенкой скважины.