Skorygowany wykładnik d
Opis
Skorygowany wykładnik d , znany również jako wykładnik cd lub dokładniej wykładnik dc (wykładnik d c ), stosowany w rejestrowaniu błota i analizie ciśnienia w porach formacji w przemyśle naftowym , jest ekstrapolacją pewnych parametrów wiercenia w celu oszacowania ciśnienia gradient do oceny ciśnienia porowego podczas wiercenia. Zwykle odbywa się to w strefach nadciśnienia, ale większość na wyręby błotne wymaga, aby odbywało się to przez cały czas. Jest uważany za jedno z najlepszych narzędzi do oceny ciśnienia porowego. Zobacz dziennik błotny , aby zobaczyć przykład skorygowanego wykładnika d wykreślonego na dzienniku błotnym. Parametr jest rozszerzeniem („poprawka”, stąd notacja „ c ”) metody d-wykładnikowej , stosowanej wcześniej do szacowania ciśnień porowych w formacji. Rozszerzenie polega na korekcie ciężaru używanego błota w porównaniu do „standardowego” błota dla regionu.
Parametrami używanymi do obliczania wartości wykładnika d c są: prędkość wiercenia (ROP), prędkość obrotowa, ciężar świdra, średnica świdra i ciężar płuczki; jest wykreślana w funkcji głębokości wiercenia.
Teoria
Gdy wiertło wierci się w skale, będzie stopniowo napotykać gęstsze formacje, a tym samym wolniejsze tempo penetracji . (Chociaż są wyjątki, takie jak piaski, które normalnie wiercą szybciej lub uskoki i wypiętrzone formacje). Ogólną tendencją jest zazwyczaj stopniowe zmniejszanie się tempa penetracji .
Piaski mogą mieć nad sobą nieprzepuszczalną warstwę formacji, zwykle łupków , która może mieć grubość setek metrów. Gdy gaz lub płyny migrują w górę przez piasek i docierają do tej nieprzepuszczalnej warstwy, w piasku może narastać ciśnienie i naciskać na nieprzepuszczalną warstwę łupków. Z biegiem czasu ciśnienie staje się tak duże, że zaczyna pękać łupek, czyniąc go słabszym i łatwiejszym do penetracji wiertłem. Kiedy otwór zostanie wywiercony w kierunku tego piasku, stopniowo zacznie on doświadczać szybszego tempa penetracji , gdy wiercenie przez ten łupek zbliża się do piasku pod wysokim ciśnieniem. Ten trend ujawnia wykładnik dc. Badanie pękniętego łupka, który jest wiercony, ujawni coraz większe wklęsłe kawałki. Stąd pochodzi termin łupki ciśnieniowe .
Obliczenie
Podstawowy wykładnik zdolności do wiercenia został opublikowany w 1966 roku przez Jordena i Shirleya, odnosząc działanie zębów wędzidła tricone do nieodłącznej cechy skały, zdolności do wiercenia lub „d”:
d = log 10 (R/60N)/log 10 (12W/10 6 D)
gdzie: R=ROP (stopy/h) N=RPM (obr/min) W=WOB (funty) D=rozmiar bitu (cale)
W 1971 r. Rehm i McClendon (1971) zdefiniowali skorygowany wykładnik d w celu uwzględnienia zmian w masie błota, gdzie wykładnik d c jest zdefiniowany jako
d c -wykładnik = MW1/MW2 * re
i gdzie :
dc = zmodyfikowany wykładnik d; MW1 = normalny gradient ciśnienia; MW2 = masa płuczki (najlepiej ECD) ECD, Równoważna gęstość cyrkulacyjna to ciśnienie hydrodynamiczne odczuwane na powierzchni skrawającej świdra w wyniku połączenia gęstości płuczki, lepkości płynu, tarcia o ścianę otworu wiertniczego i obciążenia zwiercin, które zwiększają ciśnienie. Można to oszacować za pomocą obliczeń, ale w ostatnich latach powszechne stało się stosowanie sondy pierścieniowej do bezpośredniego pomiaru w ciągu MWD (jeśli taka istnieje).
Zastrzeżenia
Podobnie jak w przypadku wszystkich zagadnień związanych z analizą ciśnienia porowego, metody tej nie można stosować na ślepo. W szczególności modele i stałe muszą być dostosowane do konkretnego wierconego basenu. Metoda została opracowana dla delty systemu rzecznego Mississippi/Missouri w Stanach Zjednoczonych i sprawdza się tam dość dobrze. Nie można jednak założyć, że baseny z różnymi źródłami osadów mają takie same profile zagęszczenia (ponieważ mogą mieć różną mineralogię osadów ilastych). Baseny o różnym składzie chemicznym płynów w porach będą miały różne profile ciśnienia hydrostatycznego, co prowadzi do różnych profili wykładników dc . Obecność podepozycyjnych cementów węglanowych w skałach błotnych sprawi, że formacje będą wyglądać na wyjątkowo trudne do wiercenia. W szczególności użycie wierteł typu PDC ze ścinającym działaniem tnącym (zamiast działania odpryskowego, które Jorden i Shirley (1966) przyjęli w swoim modelu przytrzymywania wióra) doprowadzi do wykresów wykładników d c, które różnią się od wykresów tricone lub bi - bity stożkowe w tych samych formacjach. Prowadząc dzikie prace eksploracyjne w regionie, metoda może być stosowana „zgodnie z książką”, ale po wykonaniu pierwszego odwiertu należałoby dokładnie przeanalizować zebrane dane, aby spróbować ulepszyć model dla danego basenu . Chociaż można go z powodzeniem stosować, zawsze należy zweryfikować informacje przedstawione przez wykresy wykładników d c , badając wiele innych wskaźników ciśnienia porowego.
Odniesienie: Jorden, JR i Shirley, OJ: „Application of Drilling Performance Data to Over Pressure Detection”, Journal of Petroleum Technology, s. 1387-1394, tom 18, nr 11, listopad 1966.