Разделение геологического разреза месторождения на пачки одинаковой буримости и выбор типа буровых долот

Федеральное государственное бюджетное 

образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ТюмГНГУ)

Институт геологии и нефтегазодобычи

 

Кафедра «Бурение нефтяных

                                                                                           и газовых скважин»

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему:

Разделение геологического разреза  месторождения на пачки одинаковой буримости и выбор типа буровых  долот

 

 

 

 

 

по дисциплине: Разрушение горных пород

 

118.РГП.КР.474.2012.ПЗ

 

 

 

 

 

 

 

Руководитель работы                                                                 Студент гр. НБзс-10-1

______А.Е.  Анашкина                                                                ______А.А. Горбачёв

(оценка) (подпись)

______ ______

(подпись)                                                                                                                                           (дата)

______

(дата)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тюмень 2012

Содержание

 

1. Введение……………………………………………………………………………………

2. Разбивка или уточнение геологического  разреза месторождения на пачки  (интервалы) одинаковой буримости……………………………………………………………………….

2.1. Проверка однородности пачки  одинаковой буримости……………………………..

3. Выбор типа буровых долот  по механическим свойствам горных пород и определение осевой нагрузки на долото…………………………………………………………………

3.1. Предварительный выбор типа  долота………………………………………………...

3.2. Определение осевой нагрузки  на долото……………………………………………..

3.3. Сравнение расчетных значений  осевой нагрузки на долото с максимально допустимыми………………………………………………………………………………..

4. Список используемой литературы………………………………………………………

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

 

Курсовая работа должна выполняться  в соответствии с требованиями, разработанными в Методическом указании к выполнению курсовой работы по дисциплине «Разрушение горных пород при бурении скважин» для студентов специальности 090800. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2005.-40 с.:

1. Непрерывность пачки (интервала).
2. При бурении пачки должны быть использованы однотипные буровые установки, буровые долота одного диаметра, трубобуры одного типа и диаметра. Параметры режима бурения должны быть одинаковые или близки.
3. Горные породы, слагающие пачку, должны быть близкими по литологическому составу.
4. Изменение механических свойств горных пород с глубиной не должно резко изменяться.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                        118.РГП.КР.474.2012.ПЗ

 

Задание №74

Глубина скважины 1930 метров.

Поинтервальный геологический  разрез представлен следующими породами:

 

400-1000м:      Пески, Песчанник

1000-1500м:    Пески, Опоковидные глины

1500-2000м:    Аргиллиты, Чередование глин и песчанников

2000-забой,м:    Алевролиты

 

Данные выборки по интервально:

400-1000	1000-1500	1500-2000	2000-забой
699	140	140	74
721	151	151	79
160	898	139	739
898	239	116	123
651	116	133	62
886	233	798	120
854	217	117	112
778	179	79	93
84	49	103	898
625	103	89	56
597	89	129	49
677	129	49	68

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разбивка геологического разреза на пачки одинаковой буримости.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НА ИНТЕРВАЛЕ 400-1000 МЕТРОВ:

 

Выписываем значения проходки долота для этого интервала, располагая вариационный ряд в порядке возрастания.

84<160<597<625<651<677<699<721<778<854<886<898

Для исключения грубых ошибок проводим проверку крайних значений вариационного ряда статическим методом.

, (597-84)/(898-84) = 0,6302>K₃, K₃=0,481 (2)

, (160-84)/(898-160) = 0,1029<K₂, K₂=0,428 (3)

, (160-84)/(898-84) = 0,0933<K₁, K₁=0,396 (4)

Х₁=84 не является членом вариационного ряда.

, (898-886)/(898-84) = 0,0147<K₁, K₁=0,376 (5)

, (898-886)/(898-160)= 0,0162<K₂, K₂=0,428 (6)

, (898-854)/(898-84) = 0,0540<K₃, K₃=0,481 (7)

Х_n=898 является членом вариационного ряда.

 

После исключения промахов вариационный ряд принимает вид:

160<597<625<651<677<699<721<778<854<886<898

Определяем характеристики данного  вариационного ряда:

Среднее значение проходки: = 1/10*7546 = 754,6 n=10. (8)

Среднеквадратичное отклонение: = 226,38 (9)

 

 

 

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ  НА ИНТЕРВАЛЕ 1000-1500 МЕТРОВ:

 

Выписываем значения проходки долота для этого интервала, располагая вариационный ряд в порядке возрастания.

49<89<103<116<129<140<151<179<217<233<239<898

Для исключения грубых ошибок проводим проверку крайних значений вариационного  ряда статическим методом.

, (89-49)/(898-49) = 0,0471<K₁, K₁=0,376 (2)

, (89-49)/(898-89) = 0,0494<K₂, K₂=0,428 (3)

, (103-49)/(898-49) = 0,0636<K₃, K₃=0,481 (4)

Х₁=49 является членом вариационного ряда.

, (898-239)/(898-49) = 0,7762>K₁, K₁=0,376 (5)

, (898-239)/(898-89) = 0,8145>K₂, K₂=0,428 (6)

, (898-233)/(898-49) = 0,7832>K₃, K₃=0,481 (7)

Х_n=898 не является членом вариационного ряда. Значение Х_n-1=239 тоже исключаем из-за невыполнения неравенства (7).

После исключения промахов вариационный ряд принимает вид:

49<89<103<116<129<140<151<179<217<233

Определяем характеристики данного  вариационного ряда:

Среднее значение проходки: = 1/10*1406 = 140,6 n=10. (8)

Среднеквадратичное отклонение: = 42,18 (9)

 

 

 

 

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ  НА ИНТЕРВАЛЕ 1500-2000 МЕТРОВ:

 

Выписываем значения проходки долота для этого интервала, располагая вариационный ряд в порядке возрастания.

49<79<89<103<116<117<129<162<139<140<151<798

Для исключения грубых ошибок проводим проверку крайних значений вариационного ряда статическим методом.

, (79-49)/(798-49) = 0,0400<K1, K1=0,376 (2)

* EMBED Equation.2  ***, (79-49)/(798-79) = 0,0417<K2, K2=0,428 (3)

* EMBED Equation.2  ***, (89-49)/(798-49) = 0,0534<K3, K3=0,481 (4)

Х1=49 является членом вариационного ряда.

* EMBED Equation.2  ***, (798-151)/(798-49) = 0,8638>K1, K1=0,376 (5)

* EMBED Equation.2  ***, (798-139)/(798-79) = 0,9165>K2, K2=0,428 (6)

* EMBED Equation.2  ***, (798-140)/(798-49) = 0,8785>K3, K3=0,481 (7)

Хn=798 не является членом вариационного ряда. Значение Хn-1=140 тоже исключаем из-за невыполнения неравенства (7).

После исключения промахов вариационный ряд принимает  вид:

49<79<89<103<116<117<129<139<140

Определяем  характеристики данного вариационного ряда:

Среднее значение проходки: * EMBED Equation.2  ***= 1/10*961 = 96,1  n=10. (8)

Среднеквадратичное  отклонение: * EMBED Equation.2  *** = 28,83. (9)

 

 

 

 

 

*ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НА ИНТЕРВАЛЕ 2000- ЗАБОЙ МЕТРОВ:

Выписываем  значения проходки долота для этого интервала, располагая вариационный ряд в порядке возрастания.

49<56<62<68<74<79<93<112<120<123<739<898

Для исключения грубых ошибок проводим проверку крайних  значений вариационного ряда статическим  методом.

* EMBED Equation.2  ***, (56-49)/(898-49) = 0,0082<K1, K1=0,376 (2)

* EMBED Equation.2  ***, (56-49)/(898-56) = 0,0083<K2, K2=0,428 (3)

* EMBED Equation.2  ***, (62-49)/(898-49) = 0,0153<K3, K3=0,481 (4)

Х1=49 является членом вариационного ряда.

* EMBED Equation.2  ***, (898-739)/(898-49) = 0,0223<K₁, K₁=0,376 (5)

, (898-739)/(898-56) = 0,1888<K₂, K₂=0,428 (6)

, (898-123)/(898-49) = 0,9128>K₃, K₃=0,481 (7)

Х_n=898 не является членом вариационного ряда. Значение Х_n-1=739 тоже исключаем из-за невыполнения неравенства (7)

После исключения промахов вариационный ряд принимает  вид:

49<56<62<68<74<79<93<112<120<123

Определяем  характеристики данного вариационного  ряда:

Среднее значение проходки: = 1/10*836 = 83,6, n=10. (8)

Среднеквадратичное  отклонение: = 25,08. (9)

 

 

 

 

 

 

 

ПРОВЕРЯЕМ ВОЗМОЖНОСТЬ ОБЪЕДИНЕНИЯ ИНТЕРВАЛОВ В ПАЧКИ ОДИНАКОВОЙ БУРИМОСТИ.

 

Для сравнения  двух соседних рядов вычисляется  общее квадратичное отклонение:

(10)

S_1,2 = 162,82

И параметр t_1,2 распределения Стьюдента:

(11)

t_1,2  = 8,43

Значение t_1,2 сравниваем с наибольшим значением t при величине надежности 0,95 и определенном числе степеней свободы

m_1,2 = n₁ + n₂ - 2; (12)

m_1,2 = 10 + 10 - 2 = 18 соответствует значение t=2,11

t_1,2 > t, различия значений и значительно на интервалах 400-1000 и 1000-1500м, можно считать их не одинаковыми по буримости.

Для последующих  интервалов ведется аналогичная проверка:

(10)

S_2,3 = 27,02

(11)

t_2,3 = 3,68;

m_2,3 = n₂ + n₃ - 2; (12)

m_2,3 = 10 + 10 - 2 = 18 соответствует значение t=2,11

t_1,2 > t, различия значений и значительно на интервалах 1000-1500 и 1500-1930м, можно считать их не одинаковыми по буримости.

(10)

S_3,4 = 23.02

 

(11)

T_3,4 = 2,71;

m_3,4 = n₃ + n₄ - 2; (12)

m_3,4 = 10 + 10 - 2 = 18 соответствует значение t=2,11

t_3,4 < t, различия значений и незначительно на интервалах 1500-1930 и

1930-забой м, можно считать их одинаковыми по буримости.

 

На основании  полученных данных представленных можно  сделать вывод, что все неравенства рассчитаны по данной методике соблюдаются, т. е. t_i,i+1 > t_табл, кроме t_3,4, что дает право утверждать, что следующие интервалы условно одинаковой буримости правильны: 400-1000м, 1000-1500м, 1500-1930м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выбор типа буровых долот по механическим свойствам горных пород и определение осевой нагрузки на долото.

 

Расчет  для пачки 400-1000 метров:

 

Данный  интервал представлен песками Р_ш = 75МПа, Пески, Песчаник,

500МПа < Р_ш < 1000МПа.

Что соответствует 1ой категории твердости, и присутствуют абразивные породы,   

следовательно, подходящий тип долота СЗ. Предварительно принимаем 

          долото III 215,9 СЗ-ГВ. Рассчитываем осевую нагрузку необходимую для      

          разрушения, данным типом долота.

G_дол =α×Р_ш×F_к,

 

Р_ш – твердость горных пород по штампу, МПа

F_к – площадь контакта зубьев долота с забоем, м²

α – коэффициент  учитывающий изменение твердости  пород в забойных условиях,    

α=0,3-1,6, примем α=0,7.

Используя табличное значение F_к=225 мм² для выбранного долота получаем, что:

G_дол = 0,7×1000×225=178500 Н

        Максимально допустимое табличное значение нагрузки для долота диаметром

        215,9мм составляет 220000 Н.

        G_max < G_дол, значит рассчитанная нагрузка не превышает допустимую.

 

Расчет  для пачки 1000-1500 метров:

 

Данный  интервал представлен Пески, Опоковидные глины , следовательно,

280МПа < Р_ш< 1000МПа.

Максимальная  твердость пород в данной пачке  равна 500МПа, что соответствует 6ой категории твердости, и присутствуют абразивные породы, следовательно, подходящий тип долота СЗ. Предварительно принимаем долото III 190,5 СЗ-ГВ (ГН). Рассчитываем осевую нагрузку необходимую для разрушения, данным типом долота.

G_дол =α×Р_ш×F_к,