Бурению горизонтальных скважин
.pdf
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
погрешностей необходимо регулярное обслуживание приборов. Каждый набор
приборов должен содержать два вида компасных узлов.
Схема механического индикатора наклона прибора на 6 град.
Рис. 5.3
Узлы в каждой паре должны чередоваться, это обеспечивает дополнительный контроль погрешностей. Продолжительность в 50 замеров на комплект гарантирует, что все компасные узлы проверяются до того, как каждый превысил
25 замеров. Поэтому все ящики с набором одноточечных приборов должны возвращаться поставщику для проверки калибровки после выполнения набором
50 замеров, или после заканчивания скважины, или когда калибровка
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
промыслового испытательного стенда не соответствует спецификациям в зависимости от того, какое событие наступит первым.
Магнитный многоточечный прибор
Магнитный многоточечный прибор содержит такой же компасный узел, как и одноточечный прибор и отличается лишь камерой. В многоточечном приборе применяется ролик с пленкой, которая перекручивается заранее установленным таймером. Все принципы, приемлемые для одноточечного прибора, справедливы для многоточечного.
Применять многоточечный прибор нужно при необходимости непрерывного замера на определенном участке скважины. Обычный измерительный интервал -
каждые 90 футов или каждая трубная свеча; однако, может применяться любой желаемый интервал. Многоточечный прибор должен спускаться после заканчивания большинства наклонно-направленных скважин при извлечении оборудования из скважины. Это также хорошая проверка на одноточечных приборах и также помогает при разработке будущих программ наклонно-
направленного бурения. Многоточечные приборы могут также спускаться в необсаженных скважинах с помощью талевого каната, при условии, что прибор хорошо отцентрирован.
Схема магнитного многоточечного прибора
Рис. 5.4
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Повторяем, что наиболее важным является знание действительной глубины измерения для каждой станции. Она может быть точно определена путем подъема трубы при выходе из ствола. После каждого спуска необходимо выполнить несколько пробных замеров на многоточечном приборе, чтобы гарантировать его точность. Пленка должна быть обработана до ее выдачи оператору, чтобы обеспечить полноту замера. Если пленка плохая или вышел из строя прибор,
нужно либо снова выполнить замер до спуска обсадных труб или трамбовки скважины, либо спустить обсадные трубы и выполнить замер гироскопическим прибором.
Пример "картинка"
Пленка-диск с узлом угла 0-10 град. и 360 градусной азимутальной
шкалой
Этот фотодиск показывает правильное относительное положение ориентации маркировочной метки высокой стороны
Рис. 5.5 (действительный диаметр 1 дюйм (25,4мм))
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Пример "картинка"
Пленка-диск с узлом угла 0-10 град и квадратной азимутальной шкалой ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ:
Этот фотодиск является зеркальным изображением .
Восток и Запад - реверсивны.
Положение ориентации маркировочной метки высокой стороны также реверсивно.
Рис. 5.6 (действительный диаметр 1 дюйм (25,4мм))
Гироскопические многоточечные измерения
Гироскопические многоточечные инструменты аналогичны магнитным за исключением того, что они основаны на гироскопе с приводом от мотора, а не на компасе. По этой причине, гироскопические приборы могут спускаться внутри
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
обычных стальных УБТ, бурильной трубы, НКТ и обсадных труб. Этот инструмент спускается на талевом канате и останавливается на заранее выбранных интервалах замера.
Основная область применения многоточечных гироскопических приборов -
замеры в обсаженной скважине или внутри бурильной колонны. Другая область применения, когда ошибочные или невоспроизводимые данные получаются в результате магнитных измерений, например, проводящие пласты и т.д. Для этих приборов должны выполняться такие же проверки, что и для магнитных многоточечных приборов. Следить за указанием правильных глубин измерения и проверять пленку после завершения замера. Всегда заставлять оператора проверять мотор гироскопа, чтобы не возникло трения, могущего привести к неверным данным. Проверки прибора должны быть периодическими, аналогично магнитным одноточечным и многоточечным приборам.
Схема считывания пленки многоточечного прибора KРИO.
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Рис. 5.7
Многоточечные гироскопические приборы
Гироскоп применяется вместо магнитного компаса и поэтому он приемлем для выполнения замеров внутри обсаженных скважин или в необсаженном забое,
когда соседние скважины обсажены. Обсадные трубы, подобно обычным УБТ,
намагничиваются и будут вызывать неточные показания магнитных компасов;
однако гирокомпасы не зависят от магнетизма и поэтому это не отражается на их показаниях. До спуска гироскопического прибора в скважину, указатель направления в приборе устанавливается относительно некоторой известной точки или направления. Эталонный указатель обычно установлен для указания на действительный север, определенный с помощью показаний обычного компаса,
скорректированных на склонение. Затем инструмент запускается, опускается в
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
скважину и выполняется замер. Для некоторых типов гирокомпасов допускается движение по инерции во время выполнения замера. В других типах, после доведения их до нужной скорости, эта скорость поддерживается батарейками и мотором.
Управляющие инструменты
Во время критической стадии отхода горизонтального ствола и криволинейного участка при бурении горизонтальной скважины, необходимо выполнять замеры с малыми интервалами. Частые измерения и переориентация с помощью традиционных одноточечных приборов занимает очень много времени и является очень неточной для таких областей применения.
Управляющий инструмент приемлем поскольку он обеспечивает непрерывную информацию в реальном масштабе времени. Инструмент состоит из электронного датчика, который спускается в скважину на электрокабеле. Датчик садится в ориентирующем переводнике сразу же над мотором в немагнитных УБТ. Внутри датчика помещаются электронные чувствительные элементы,
которые измеряют наклон, азимут и ориентацию маркировочной метки в скважине. Результаты измерения передаются от датчика через электрокабель на поверхность, где компьютер анализирует сигнал и выдает на дисплей значения измеренных углов.
Этот метод замера обладает несколькими преимуществами по сравнению с одноточечными методами.
а) Экономится время бурения ввиду устранения большого числа спусков на талевом канате, необходимых для выполнения замеров и для проверки ориентации.
б) Непрерывный контроль будет уменьшать риск того, что скважина
"сбивается" с курса и поэтому уменьшается число корректировочных спусков.
в) Ввиду лучшего контроля траектория скважины более плавная, с меньшим числом резких искривлений ствола.
г) Направление ориентации маркировочной метки может контролироваться при бурении для учета реактивного крутящего момента. Недостатки:
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
а) Они применяются только с забойными двигателями, поскольку вращение бурильной колонны не допускается.
б) Поскольку применяются магнитометры, вблизи обсадных труб не получается надежных результатов измерения.
За исключением случаев применения переводника с боковым входом или
"Квик Трип", датчик должен быть извлечен из скважины, когда соединения должны быть 90 футов.
Забойные инструменты
Поскольку датчик является фактически частью забойной компоновки,
чувствительные элементы должны быть достаточно жесткими, чтобы противостоять вибрации или ударным нагрузкам, генерируемым на забое.
Гироскопические устройства слишком чувствительны для такой области применения. Однако, гироскопы с наземным считыванием могут использоваться для обеспечения непрерывного контроля ориентации маркировочной метки при выполнении ориентации. Эти инструменты используются при отводе горизонтального ствола вблизи обсадных труб, где имеет место магнитная интерференция. Однако, после правильной ориентации изогнутого переводника,
гироскоп должен быть извлечен, иначе его чувствительный механизм будет поврежден при бурении.
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
ГЛАВА 1 |
Методы расчётов профиля |
Раздел 4
Методы расчётов профиля
Рис. 4.1 |
Рис 4.2 |
Определение терминов
"О" - опорная точка скважины.
"О" - начало координат скважины. От нее отходят три оси: Север, Восток, и
"z" вертикально вниз.
"S" - опорная точка, определяющая расположение скважины на поверхности. "а" - азимут (град.) вертикальной плоскости проекции участка скважины. Он измеряется в горизонтальной плоскости от географического направления "Север"
от 0 до 360 град. в направлении по часовой стрелке.
"TVD" - проекция SB (измеренная глубина MD вдоль скважины) на вертикальную ось "z". Расстояние равно SВ3.
"HD" - горизонтальное перемещение, измеренное в горизонтальной плоскости и проходящее через точку замера. Его величина равна ВВ3 (между точкой замера и осью "z").
"VS" - вертикальный участок; он равен длине проекции горизонтального перемещения на вертикальную плоскость, определяемую азимутом. Его длина равна B3B2.
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Независимо от того как и какими средствами выполняются замеры, при их успешном завершении необходимо знать три величины:
*Глубина по стволу
*Зенитный угол
*Азимут ствола
Для того, чтобы установить местонахождение забоя, необходимо выполнить вычисление координат, которое включает три "входных" параметра,
перечисленных выше. Только после этого можно будет нанести координаты на график зависимости TVD от VS и N/S от E/W. В задачах направленного бурения применяют целый ряд различных методов, но только четыре из них получили широкое распространение:
*Тангенциальный
*метод среднего угла
*метод радиуса кривизны
*метод минимальной кривизны
Тангенциальный метод является наиболее старьм, менее сложным и самым неточным из них. Его не следует никогда применять на практике. В настоящее время в основном применяются методы "среднего угла" и "радиуса кривизны".
Метод среднего угла настолько прост, что позволяет делать вычисления при помощи карманного калькулятора. Метод радиуса кривизны более широко используется, однако, в официальных документах нельзя применять результаты,
полученные этими методами, если только того не пожелает заказчик работ.
Во всех официальных документах и отчетах необходимо применять метод минимальной кривизны. Везде на буровых, где это возможно, он тоже должен быть использован. Можно посоветовать всем инженерам, имеющим отношение к решению задач направленного бурения, приобрести карманные калькуляторы,
специально запрограммированные для вычислений как по методу радиуса кривизны, так и по методу минимальной кривизны.
Тангенциальный метод
В этом методе учитываются только лишь самые последние замеры углов наклона и направления, (см. рис. 4.2). При этом предполагается, что концы