- •Глава 10
- •10.1. Назначение и область применения наклонно направленных скважин
- •10.2. Основы проектирования направленных скважин
- •10.2.1. Стадии проектирования направленных скважин
- •Определение требований, накладываемых вскрываемым объектом в заданной точке.
- •Проектирование профиля скважины.
- •Выбор бурового раствора.
- •Проектирование бурильной колонны
- •Гидравлические расчеты промывки скважины
- •Выбор компоновок низа бурильной колонны (кнбк)
- •10.2.2. Выбор конфигурации (траектории) наклонно-направленной скважины
- •10.5. Расчет параметров фактического профиля скважины
- •10.5.1. Положение текущего забоя скважины
- •Расчет параметров траектории ствола скважины.
- •10.5.3. Контроль текущего положения забоя скважины.
- •3.1 Расчет расстояний.
- •3.2 Расчет азимутальных углов.
- •3.3 Расчет зенитных углов.
- •10.5.4. Расчет изменения интенсивности искривления ствола скважины в зависимости от параметров отклонителя.
- •10.5.5. Расчетные зависимости оценки пропуска искривленных кнбк в ствол скважины.
- •10.5.6. Корректировка траектории ствола скважины.
- •Забойные компоновки для изменения направления ствола скважины при бурении
- •1 Кнбк для бурения вертикальных скважин
- •Основные данные по ртб
- •Минимальная длина колонны убт, устанавливаемых над жесткой кнбк
- •2 Кнбк для набора или коррекции параметров кривизны (отклоняющие)
- •3 Кнбк для стабилизации параметров кривизны (стабилизирующие)
- •(Для условий Западной Сибири)
- •Размеры компоновок с центраторами для стабилизации зенитного угла и азимута (для условий Западной Сибири)
- •Размеры компоновок с центраторами для управления искривлением наклонных скважин (для условий Западной Сибири)
- •4 Кнбк для естественного изменения параметров кривизны (снижение зенитного угла и изменение азимута)
- •5 Кнбк для естественного изменения параметров кривизны (увеличение зенитного угла и изменение азимута)
- •6 Шарнирные компоновки (нпк тобус)
- •Геометрические размеры компоновок сгр
- •Характеристика компоновок ро
- •Кнбк для бурения горизонтальных скважин
- •Характеристика комплексов кгб
- •Варианты кнбк при бурении горизонтальных и пологих скважин с большим отклонением ствола скважины от вертикали
- •Интервал набора параметров кривизны
- •2. Интервал стабилизации параметров кривизны
- •10.7. Обзор современных видов телесистем, применяемых при проводке горизонтальных и наклонно-направленных скважин.
- •10.7.1. Обзор отечественных и зарубежных забойных телесистем.
- •10.7.2. Акустический канал связи
10.5. Расчет параметров фактического профиля скважины
10.5.1. Положение текущего забоя скважины
Положение текущего забоя скважины определяется, руководствуясь данными инклинометрии ствола (длина ствола, зенитный угол, азимут), несколькими расчетными методами определения декартовых координат:
балансно-тангенциальным;
методом сферического треугольника;
методом усредненных углов;
методом наименьшей кривизны.
Балансно-тангенциальный метод
Координаты ствола скважины определяются по следующим зависимостям:
ΔNorth = ΔL/2∙(sin α1∙cos φ1 + sin α2∙cos φ2);
ΔEast = ΔL/2∙(sin α1∙sin φ1 + sin α2∙sin φ2);
ΔVert = ΔL/2∙(cos α1 + cos α2) , где:
- α1, α2 – зенитные углы начала и конца участка ствола скважины;
- φ1, φ2 – дирекционный азимут (с прибавкой магнитного склонения для данного региона к магнитному азимуту) начала и конца участка;
- ΔL – длина участка по стволу, м
Метод усредненных углов.
ΔNorth = ΔL∙ sin ((α1 + α2 )/2)∙ cos ((φ1 + φ2)/2);
ΔEast = ΔL∙ sin ((α1 + α2 )/2)∙ sin ((φ1 + φ2)/2);
ΔVert = ΔL∙ cos ((α1 + α2 )/2);
Метод сферического треугольника.
Координаты рассчитанные по этому методу наиболее полно отвечают предъявленным требованиям к точности расчета пространственного профиля скважины:
A = sin α2∙sin Δφ;
W = sin α2∙cos α1∙cos Δφ - sin α1∙cos α2;
G = arcsin √A2 + W2 ;
E = 57.3 ∙ tg G / G ;
ΔNorth = ΔL/2∙(sin α1∙cos φ1 + sin α2∙cos φ2) ∙ E ;
ΔEast = ΔL/2∙(sin α1∙sin φ1 + sin α2∙sin φ2) ∙ E ;
ΔVert = ΔL/2∙(cos α1 + cos α2) ∙ E ;
Метод наименьшей кривизны.
Метод разработан Американским Нефтяным Институтом, стандартизован и применяется специалистами зарубежных фирм при проводке скважин.(Minimum curvature method, Mason.C.M., and Taylor. N.L., SPE 3362)
DL = arccos (cos (α2 – α1) - sin α1 ∙ sin α2 ∙ (1 – cos (φ2 - φ1)); - угол охвата;
RF = 2/DL ∙ tg (DL/2) – ratio factor;
ΔNorth = ΔL/2∙(sin α1∙cos φ1 + sin α2∙cos φ2) ∙ RF ;
ΔEast = ΔL/2∙(sin α1∙sin φ1 + sin α2∙sin φ2) ∙ RF ;
ΔVert = ΔL/2∙(cos α1 + cos α2) ∙ RF .
Кроме декартовых координат в программу расчета траектории ствола скважины следует включать следующие расчетные величины:
смещение (отход) в проектной плоскости,
удлинение ствола скважины,
отход от проектной плоскости,
дирекционный угол (азимут смещения забоя),
интенсивность искривления (или радиус искривления) ствола скважины.
Расчет параметров траектории ствола скважины.
Смещение в проектной плоскости.
Sпр.пл. = Ni ∙ cos (Azd) + Ei ∙ sin (Azd) , где:
- Ni - текущая северная координата;
- Ei - текущая восточная координата;
- Azd - проектный дирекционный азимут.
Отход от проектной плоскости.
- ΔSi = ΔSi-1 + ΔL ∙ sin ((α1 + α2 )/2)∙ sin ((φ1 + φ2)/2)-Azd);
Удлинение ствола скважины.
Δl = Li - Verti
Интенсивность искривления (пространственная).
i = ((α2 - α1)2 + ((φ2 - φ1) ∙ sin ((α1 + α2 )/2))2)½ ;
Интенсивность искривления (по углу).
i = Δα ⁄ ΔL
Дирекционный угол.
Расчет дирекционного угла производится по нескольким формулам, в зависимости от того, в какую четверть круга попадает горизонтальная проекция забоя:
Если: Ni > 0 , Ei > 0, β = │arctg (Ei / Ni │;
Ni > 0 , Ei < 0, β = │arctg (Ni / Ei)│+ 270˚
Ni < 0 , Ei > 0, β = │arctg (Ni / Ei)│+ 90˚
Ni < 0 , Ei < 0, β = │arctg (Ei / Ni)│+ 180˚
