Участки стабилизации зенитного угла

Участки стабилизации зенитного угла являются частями проектного профиля скважины, которые имеют постоянный зенитный угол.

Иногда в них планируются небольшие корректировки азимута (например, для учета ухода скважины вправо при использовании роторных компоновок низа бурильной колонны).

Участки стабилизации зенитного угла могут применяться по разным причинам, включая:

1. Увеличение горизонтального отклонения для достижения заданной точки входа в пласт

2. Корректировки неопределенности в глубине по вертикали в точке входа в пласт из-за неопределенности геологических условий.

3. Корректировки траектории скважины.

Выполнение требований заканчивания скважин. Например, установка погружного насоса в "прямом" участке, извлечение эксплутационного пакера без чрезмерных крутящих моментов и нагрузок на крюк, успешный спуск гибкой колонны до забоя скважины.

В случаях, когда участок стабилизации зенитного угла используется для исправления неопределенностей в геологических данных или в траектории скважины, его лучше всего располагать как можно ближе к самой решающей части скважины. Другие соображения для выбора положения участка стабилизации зенитного угла включают значения этого угла, под которым он расположен. Например, проектирование участка стабилизации зенитного угла при минимально возможном угле приведет к минимальному весу бурильной колонны, воспринимаемому стенкой скважины. Это снижает крутящий момент и усилия на крюке при подъёме, а также износ обсадных колонн. Другим моментом является промывка скважины. Так как самые плохие условия для очистки скважины имеют место в диапазоне зенитных углов 35-55°, следует избегать участков стабилизации в этом диапазоне зенитных углов в случае наличия проблем с промывкой скважины. Наконец, практические соображения, например, по поводу возможности полного раскрытия лопастей раздвижного расширителя при больших зенитных углах скважины может повлиять на проектирование участка стабилизации зенитного угла.

В некоторых случаях для решения нескольких задач может применяться несколько участков стабилизации зенитного угла. Например, первый участок стабилизации может проектироваться для увеличения горизонтального отклонения, а второй участок стабилизации может проектироваться для привязки неопределенностей к геологическим реперам.

Неточности в определении глубины продуктивного пласта и геологических реперов

С точки зрения вскрытия намеченного объекта, самое главное различие между бурением вертикальной и горизонтальной скважин состоит во влиянии ошибок измерений на глубину по вертикали (TVD). Для вертикальных скважин ошибки в определении глубины по вертикали (TVD) для вскрытия намеченного объекта менее важны, чем для горизонтальных скважин. Если вскрытие пласта вертикальной скважиной на ожидаемой глубине не происходит, тогда бурение просто продолжается до попадания в намеченный объект. Для горизонтальных скважин ошибки в определении глубины по вертикали (TVD) являются решающими при определении положения горизонтального участка. Например, если горизонтальный участок проходит выше продуктивного пласта, тогда намеченный объект разработки полностью пропускается. Следовательно, неточность в определении глубины по вертикали (TVD) сильно влияет на выбор профиля скважины.

Одним из обычных путей снижения неточности в определении глубины по вертикали (TVD) точки входа в пласт является использование геологических или стратиграфических реперов, которые известны на характерных для TVD глубинах выше намеченного объекта. Геологическими реперами могут быть:

• Кровли пластов горных пород

• Характерные аномалии на каротажных диаграммах системы измерений в процессе бурения (MWD) (например, отвечающие глинистым сланцам с высоким сопротивлением).

• Нефтяной контакт

Эти реперы обычно определяются путем анализа графиков каротажа с помощью системы оценки пород и измерений в процессе бурения (FEMWD) или газового каротажа бурового раствора. При прохождении известного геологического репера накопленные ошибки определения глубины по вертикали (TVD) (например, от неточной инклинометрии) значительно уменьшаются. Это позволяет в процессе бурения точно управлять траекторией горизонтального участка.

Подход горизонтального участка к продуктивному пласту полезно сравнить с посадкой самолета на взлетно-посадочную полосу. Будем рассматривать взлетно-посадочную полосу как намеченный объект на заданной глубине, путь самолета как траекторию скважины, высоту, с которой самолет начинает снижение, как устье скважины, точку соприкосновения с землей как место входа скважины в намеченный объект, пилота как персонал буровой (руководимый представителем фирмы по направленному бурению), принимающий решения в режиме реального времени, а самолетные элероны, закрылки и руль как элементы управления компоновкой низа бурильной колонны (ВНА). Высота самолета в тот момент, когда пилот решает начать посадку, для него очень важна. Точно также ожидаемая глубина по вертикали (TVD) намеченного объекта полезна бурильщику для составления проекта размещения горизонтального участка скважины в залежи. Однако, пилоту в конце концов для успешной посадки самолета необходима способность измерять, интерпретировать, решать и реагировать соответственно изменению высоты самолета относительно взлетно-посадочной полосы. Аналогичным образом для проводящего работы по направленному бурению необходима способность измерять, интерпретировать, решать и реагировать в соответствии с изменениями профиля скважины относительно глубины по вертикали (TVD) намеченного объекта. Иначе накопленные ошибки определения глубины по вертикали (TVD), полученные при суммировании ошибок при геофизических замерах, часто оказываются слишком большими по сравнению с толщиной намеченного к вскрытию объекта.

Представим себе, что пилот начал снижение с высоты 30000 фут относительно взлетно-посадочной полосы с ошибкой в 10 фут, которую он не исправил. Это аналогично тому, что бурильщик пытается провести горизонтальную скважину при глубине продуктивного пласта (TVD) 10000 фут, ориентируясь только на поверхность и имея ошибки геофизических измерений глубины, которые больше маломощного нефтяного пласта.

Низкие значения интенсивности набора зенитного угла обычно более удобны для подвода горизонтального участка к залежи. Геологический репер идеально подходит, если он расположен над заданным объектом на расстоянии 100-300 фут по вертикали, в зависимости от интенсивности набора угла. В этом случае низкая проектная интенсивность набора угла дает больше пространства (и времени) правильно изменить направление скважины, аналогично тому, как пилот делает частые небольшие корректировки курса самолета вместо большого и резкого изменения его курса.

Как упоминалось раньше, решения, принятые во время выхода скважины на горизонтальный участок, требуют сплоченной работы всей бригады, а не только большого индивидуального вклада каждого работника. Значение своевременной и качественной связи переоценить невозможно. Геолог или любой другой специалист, ответственный за попадание скважины в залежь, обязаны бывать на буровой и уполномочены принимать решения на месте.

Ошибки, связанные с методом измерения (по каротажному кабелю, сейсмическими методами или по бурильной колонне) глубины скважины по вертикали до геологического репера, должны быть определены. Они имеют большое значение для удачного проведения горизонтального участка. Ошибки в инклинометрических данных и измерениях глубины, связанные с каротажными замерами на кабеле (или другими методами), независимы друг от друга.

Ошибки в определении глубины скважины по вертикали (TVD) по данным инклинометрии могут быть оценены с помощью моделей работы инклинометров. Оценки ошибок определения по каротажным измерениям на кабеле могут быть получены у петрофизиков. От них можно перейти к глубине скважины по вертикали (TVD), учтя зенитный угол во второй степени. Суммарная ошибка определения глубины скважины по вертикали (TVD) равна квадратному корню суммы квадратов двух независимых ошибок определения глубины скважины по вертикали (TVD).

Важными моментами при использовании реперов для точной проходки горизонтального участка скважины являются:

• Расстояние по вертикали между репером и горизонтальным продуктивным пластом

• Неточность в определении привязанной глубины по вертикали (TVD) относительно истинной толщины продуктивного пласта