Проектирование профилей горизонтальных скважин

Разработка месторождений нефти и газа горизонтальными скважинами (ГС) значительно повышает нефтеотдачу пласта. Одним из критериев эффективности бурения ГС является сокращение числа добывающих скважин примерно в 4 раза. Оптимальное сочетание ГС с различными типами профилей, позволяет минимальным количеством скважин и кустовых площадок достичь требуемую схему разработки месторождения [10 - 15 и др.].

Методика проектирования профиля ГС сводится к определению необходимого начального зенитного угла () и расчета элементов отдельных участков профиля ствола.

Исходными данными для расчета являются:

- глубина проектного горизонта по вертикали, м;

- глубина вертикального участка ствола, м;

- отклонение точки вхождения в пласт (ТВП) от вертикальной оси ствола, м;

- радиусы искривления ствола в плоскости начального (ПНИ) и конечного искривлений (ПКИ), м;

- начальный и конечный зенитные углы ствола скважины, град;

- изменение азимутального угла ствола скважины, град;

- длина горизонтального участка ствола, м.

Профили ГС можно условно разделить на следующие типы:

А - плоскостные, начальное и конечное искривление ствола ГС происходят в одной (апсидальной) плоскости.

Б - пространственные - конечное искривление ствола (набор конечных параметров положения ствола) происходит в плоскости, не соответствующей ПНИ.

Пяти интервальный профиль горизонтальной скважины пространственного типа (Б)

Расчет элементов профиля ГС типа Б

Методика расчета состоит из 2-х этапов. На первом этапе определяется начальное значение параметров профиля (при )

Необходимый начальный зенитный угол определяется по формуле:

Угол пространственного искривления или угол охвата определяется как:

Угол наклона плоскости конечного искривления (ПКИ) и ПНИ вычисляется по формуле:

5.2.2 На втором этапе производится расчет параметров положения профиля с учетом поправки на изменение азимутального направления ствола ГС.

Необходимый начальный азимутальный угол:

где:

«+», «-» - соответственно при и

Необходимый начальный зенитный угол:

где:

Угол пространственного искривления и угол наклона плоскости конечного искривления (ПКИ) и ПНИ рассчитываются соответственно по формулам при и .

Формулы для расчета элементов профиля ГС типа Б приведены в табл. где , как частный вариант, производится расчет элементов профиля ГС типа А.

Данная методика позволяет производить необходимые инженерные расчеты при проектировании профилей ГС плоскостного (А) и пространственного (Б) типа с достаточной степенью точности.

Расчета профиля горизонтальных скважин

Исходные данные для расчета (тип Б):

- проектная глубина скважины по вертикали, ;

- глубина кровли пласта, ;

- глубина наклонной части ствола по вертикали, ;

- вертикальный участок, ;

- отклонение точки входа в пласт от вертикали,;

i - интенсивность набора зенитного угла, i = 1,5 °/10 м;

- радиус искривления ствола в плоскости начального искривления, ;

- радиус искривления ствола в плоскости конечного искривления,

;

- конечный угол искривления ствола скважины, ;

- изменение азимутального угла ствола скважины, ;

- длина горизонтального участка ствола, .

1. Определяем начальное значение параметров профиля

2. Производится расчет параметров положения профиля с учетом поправки на изменение азимутального направления ствола ГС:

Формулы к расчету элементов пятиинтервального профиля типа Б

Длина скважины по стволу, м	Проекции
	вертикальная, м	горизонтальная, м
		вПНИ	вПКИ
Вертикальный
		.	-
Набор начального зенитного угла
			-
Наклонно прямолинейный участок
			-
Набор конечных параметров кривизны ствола
Горизонтальный участок
	-
Всего

Результаты расчета профиля типа Б

Длина скважины по стволу, м		Проекции
		вертикальная, м	горизонтальная, м
			вПНИ	вПКИ
I вертикальный участок
l1 = 60		h1 = 60	-	-
II участок набора начального зенитного угла
l2=0,01745= 87,5	h2=260sin19,3=85,9		2=(l-cos19,3)	-
III наклонно-прямолинейный участок
lз =1134,6/cos19,3 =1202,1		hз =1400-60-87,5-117,9=1134,6	3 =1202,1tg19,3=420,9	-
IV участок набора конечных параметров кривизны
l4=0,01745×260×75=340,2		h4 = (sin90 – cos75)×160×cos6 = 117,9	4:= 154×cos25 + 118-sin6×sin25 = = 257,5	b4 =154×sin25 + 118× sin6× cos25=76,2
V горизонтальный участок
l5 = 240		-	5 = 240-cos25 = 239	b5 = 240sin25 = 101,4
Суммарная длина
Lскв = 60+87,5+1202.1+340,2+ +240=1929,8		H= 60+85,9+1134,6+117,9=1398,4	A = 14.6+420.9+257.5+239=932	B= 76,2+101,4=177,6

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

филиал в г. Нижневартовске

Кафедра Нефтегазовое дело

Контрольная работа

по дисциплине: Моделирование разработки и эксплуатации

нефтяных и газовых месторождений.

Выполнил: студент группы БСбз-11

Гусев К.В.

Проверил: К.Т.Н., доцент Липатов Е.Ю.

Нижневартовск 2014