Выбор режима бурения скважины

Как и в любом другом деле, основной критерий оценки выбора параметров бурения скважины – эффективность работы и применения оборудования. Также помимо экономической эффективности деятельности по бурению скважин при выборе режима работы оборудования требуется ориентироваться на технологические задачи. В их число могут входить как отбор проб, увеличение выхода керна, точное позиционирование ствола и др.

Режим бурения складывается из трех основных параметров: частоты вращения долота, осевой нагрузки на него и, при бурении скважин с промывкой, показатель расхода промывочного раствора. Выбранный режим бурения скважины можно считать оптимальным в том случае, если заданные параметры обеспечивают заданные и экономически обоснованные результаты в виде механической скорости бурения, величины проходки за рейс и сохранение значений расхода материалов в пределах нормативов. При наличии особых технологических задач, упомянутых выше,  применяются специальные режимы бурения.

При определении наиболее подходящих параметров для эффективной работы учитывается ряд факторов. Так, необходимо принимать во внимание, что каждый типоразмер бурового снаряда имеет свои оптимальные показатели. Также важно оценивать состояние скважины, характеристики залегающих пород (их твердость, трещиноватость и т.д.) и особенности их залегания (косослоистость, перемежаемость по твердости и т.д.).

И лабораторные изыскания, и практические результаты работы подтверждают, что в породах любой категории буримости механическая скорость бурения увеличивается с ростом частоты вращения снаряда. Особенно ярко эта зависимость проявляется в мягких породах.

К сожалению, далеко не во всех случаях возможно увеличение и/или сохранение высокой скорости вращения инструмента. В случаях работы с очень твердыми породами при недостаточности осевой нагрузки на долото рекомендуется уменьшать  число оборотов. Аналогично и при работе в неоднородных породах, в которых чередуются пропласты с различными показателями твердости. Также снижение частоты вращения рекомендовано при работе в условиях зашламования и в рамках применения специальных режимов.

Помимо частоты вращения породоразрушающего инструмента на механическую скорость бурения влияет уровень осевой нагрузки на долото. Однако рационально использовать это влияние только в определенных пределах. При превышении оптимального уровня нагрузки на буровой снаряд резко усиливается износ и повышается риск полного выхода из строя породоразрушающего инструмента. При этом может наблюдаться увеличение скорости проходки, однако это достижение несоразмерно затратам, возникающим при износе оборудования. Если же в ходе бурения скважины на долото оказывается недостаточная осевая нагрузка, механическая скорость начинает резко падать вплоть до полной остановки проходки. Это обусловлено так называемым зашлифовыванием резцов долота.

Окончательный выбор параметров бурения скважины основывается на конкретных характеристиках объекта и технических условий проектируемой скважины.