2. Основные определения и понятия

По величине отклонения скважины делятся на две группы: условно вертикальные и наклонные. К условно вертикальным относятся скважины, оси которых имеют незначительные (до 2–3) и плавные отклонения от вертикали. Ко второй группе относятся скважины с большими отклонениями (до 60, 90 и более) от вертикали и со значительными смещениями забоя по горизонтали (от нескольких десятков до тысяч метров). Такие скважины принято называть наклонными.

Отклонение скважины может быть вызвано как природными факторами (геологическое строение разреза), так и технико-технологическими условиями бурения.

Каждая скважина бурится по проекту, предусматривающему вполне определенное положение ее ствола в пространстве, которое может быть достигнуто с помощью различных технических средств. Для проводки скважины строго по проекту необходимо в любой момент с достаточной точностью знать фактическое положение ствола в пространстве, уметь управлять траекторией движения долота в процессе бурения.

Скважины, наклонный ствол которых предусмотрен проектом и осуществляется с помощью специальных технических средств, называются наклонно направленными. Искривленными называются скважины, наклонный ствол которых проектом не предусмотрен, а получен в результате неправильного или недостаточного учета геологических факторов или вследствие технико-технологических упущений.

В настоящее время практически все эксплуатационные скважины как в России, так и за рубежом, бурятся кустовым методом, и являются либо наклонными, либо наклонными с горизонтальными участками в продуктивной части пласта. Пространственное положение любой точки характеризуется тремя ее координатами: X, Y, Z.

Пространственное положение оси скважины оценивают по совокупности координат отдельных ее точек, определяемых по данным измерений геофизическими приборами-инклинометрами.

Координаты устья скважины, т.е. самой верхней точки ее оси, определяют топографической маркшейдерской службой и они известны еще до начала строительства скважины.

Положение любой точки А (рис.1) на оси скважины может быть определено расчетом, если известны ее расстояние от устья скважины по стволу, зенитные  и азимутальные  углы на участке от устья до точки А.

Зенитный угол  есть угол между касательной к оси скважины в точке замера и вертикалью.

Угол  = (90 – ) называется углом наклона и характеризует отклонение оси скважины в точке замера от горизонтали.

Азимут  – угол, измеряемый в горизонтальной плоскости между направлением на север и проекцией на горизонтальную плоскость касательной к оси скважины в точке замера по часовой стрелке. Различают истинный (геофизический) и магнитный азимуты. Географический азимут отсчитывается от направления на северный географический полюс, а магнитный азимут – от направления на северный магнитный полюс. Географические и магнитные полюса Земли не совпадают. Координаты северного магнитного полюса 7553 с.ш. и 10023 з.д.; южного магнитного полюса – 6606 ю.ш. и 13936 в.д. Разница в замерах географического и магнитного азимутов минимальна на экваторе и возрастает с увеличением широты местности. Эта величина называется магнитным склонением, она известна для каждой местности.

Апсидальная плоскость – вертикальная плоскость, проходящая через касательную к оси скважины в точке проведения замера.

Отход (смещение) – расстояние между устьем скважины и забоем по горизонтали.

Круг допуска - круг с центром в проектной точке забоя радиусом R_к на кровле продуктивного пласта, в который должен попасть ствол скважины.

Рис.1. Схема определения параметров кривизны ствола скважин в точке замера: N – апсидальная плоскость; Р – горизонтальная плоскость

Нормы допустимых отклонений забоев скважины от проекта, при которых не происходит существенного нарушения сетки разработки месторождения в табл.1.

Таблица 1

Нормы допустимых отклонений забоев скважин от проекта

Назначение скважин	Глубина скважин, L, м	Минимальное расстояние между скважинами S, м	Геологические области
			Платформенные	Складчатые
Опорные и поисковые	-	-	0,05L	0,05L
Разведочные (предварительная разведка)	-	-	0,05L	0,05L (20 м)
Эксплуатационные	<2000	>200 200	0,1S	0,1S 0,15S (20 м)
	2000-2500	>200 200	0,12S	0,12S 0,2S (30 м)
	2500-3000	>200 200	0,15S	0,15S 0,25S (40 м)
	>3000	>200 200	0,2S	0,2S 0,3S (50 м)

Кривизна – предел отношения угла поворота касательной по дуге к длине этой дуги (рис. 2):

где С – кривизна;  – угол поворота между касательными; S – длина дуги между М и М₁; М и М₁ – точки на оси скважины.

Рис. 2. Схема определения понятия кривизны скважины

Зенитное искривление – изменение зенитного угла между двумя точками замера.

Азимутальное искривление – изменение азимутального угла между двумя точками замера.

Пространственный или общий угол искривления – угол между двумя касательными, проведенными к оси скважины в точках замера, лежащих в плоскости искривления скважины. В этом случае принято допущение, что ось скважины на участке между двумя замерами представляет собой плоскую кривую.

Интенсивность искривления – приращение угла на единице длины ствола скважины. За единицу длины принято 10 м. Различают интенсивность i_ зенитного, азимутального i_ и общего искривления i_:

градус/10 м; (1)

градус/10 м. (2)

Практически при бурении происходит пространственное искривление скважины, меняются зенитный и азимутальный углы, т.е. имеет место общее пространственное искривление под некоторым углом .

Пространственное искривление на участке между точками замера n+1 и n выражается уравнением:

cos  = cos _ncos _n+1 + sin _n^.sin_n+1 cos . (3)