11-01-2016_19-30-26 / All_TBNGS

42. Типы профилей наклонно-направленных скважин. Области применения.

Большое значение в наклонно направленном бурении имеет правильный выбор профиля (вертикальной проекции) скважины. Рациональный профиль позволяет до минимума сократить работу отклоняющей компоновки на возможно меньшей глубине, обеспечивает необходимое смещение забоя относительно устья (по горизонтали) и допустимую интенсивность искривления, а также свободное прохождение по стволу компоновок бурильной и эксплуатационной колонн. Профиль должен обеспечивать эксплуатацию скважины всеми современными методами и оборудованием достаточно долго и безаварийно. Причем забой скважины непременно должен находиться в так называемом «круге допуска». Профиль наклонной скважины необходимо выбрать таким, чтобы при минимальных затратах времени и средств довести ее до проектной глубины без изменений и аварий, обеспечив надлежащее качество для длительной и безаварийной эксплуатации.

В настоящее время широко применяются и отвечают практически всем геологотехническим условиям и технологическим требованиям бурения и эксплуатации профили скважин следующих типов. Профиль типа А состоит из трех участков: вертикального 1, участка набора зенитного угла 2, участка стабилизации (наклонно прямолинейного) зенитного утла 3, продолжающегося до проектной глубины скважины. Применение этого профиля позволяет до минимума ограничить число рейсов с отклонителем, получить максимальную величину отхода при минимальном значении зенитного угла. Отсутствие перегибов ствола облегчает и ускоряет спускоподъемные операции. Эксплуатация скважин с подобным профилем не вызывает затруднений. Однако бурение участка стабилизации требует специальных компоновок низа бурильной колонны и высокой технологической дисциплины.

Профиль типа Б также состоит из трех участков. Но в отличие от А третий участок — естественного снижения (падения) зенитного угла. В этом случае необходимо набрать больший зенитный угол (при том же отходе), что увеличивает

объем работы отклоняющей компоновки, ухудшает проходимость инструмента и геофизических приборов, осложняет условия эксплуатации скважины.

Профиль типа В имеет четыре участка: вертикальный 1, набора зенитного угла 2 по радиусу RB, участок падения зенитного угла 3 по радиусу R'B (обычно RB < R'B) и вертикального участка 4.

Профиль типа Г состоит из четырех участков, но в отличие от типа В после вертикального / и участка набора зенитного угла 2 бурится наклонно прямолинейный участок 3, переходящий затем в участок 4 — падение зенитного угла.

Профиль типа Д имеет пять участков: вертикальный /, набора зенитного угла 2 по радиусу RA, участок стабилизации 3, участок донабора зенитного угла 4 по радиусу R'A с входом в продуктивный пласт при углах 85° и более и горизонтальный участок 5, проходящий по продуктивному пласту. Длина участка 5 может составлять от нескольких десятков метров до '10 тыс. м и более (акватория Северного моря).

Профиль типа Е состоит из двух участков: вертикального и участка малоинтенсивного набора зенитного утла по большому радиусу RE. Этот тип профиля может быть применен при использовании безориентированного бурения либо в случаях работы самоориентирующихся отклоняющих систем, которые в настоящее время начали появляться как в России, так и за рубежом.

Анализ приведенных типов профилей показывает, что все они имеют первый вертикальный участок, который нужен для создания минимально необходимой нагрузки на долото. Вторым всегда является участок набора зенитного угла.

43. Виды профилей наклонно-направленных и горизонтальных скважин, преимущества и недостатки, области применения.

•Проектный профиль основного ствола проектируется с учетом:

•- размещения заданного количества точек забуриваия боковых стволов в прямолинейном стволе;

•- ограничений на величину зенитный угол в интервале работы ВНО;

•- геологических и технологических особенностей проводки скважины;

•- обеспечения эффективной очистки ствола от шлама в процессе бурения.

Боковые стволы МЗС

Требования к профилю бокового ствола:

•- возможность заканчивания по различным схемам;

•- проводить навигационные измерения в процессе бурения;

•- проводить геофизические исследования;

•- выполнение профиля существующими техническими средствами;

•- заданные отклонения от вертикали при минимальной длине ствола скважины;

•- свободный пропуск через интервал забуривания бокового ствола;

•- проводку наклонной и горизонтальной части в продуктивном пласте;

•- исключить возможность пересечения боковых стволов.

46. Основные определения при искривлении скважин: зенитный угол, азимут, кривизна, интенсивность искривления, девиация, апсидальная плоскость.

Положение любой точки ствола можно определить расчетным путем, зная: 1)Зенитный угол α- нах-ся в верт. плоскости и образованный касат. к этой точе и вертикально. Угол наклона η =900-α.

2) Азимут β – это угол в горизонт-й плоскости, образованный направлением на север. полюс и плоскостью, касс. к оси скв. в этой точке.

Если за направление на сев. полюс выбран географический полюс, то азимут наз-ся (географ-м), если выбран магнитный полюсто магнитный азимут. Полюса магнитный и географический не совпадают.

Девлацией наз-ся угол м/у направлением на север. геогр. и магнитный полюс. для Уфы-110, минимальна на экваторе.

Кривизна- это предел отношения угла поворота касат. по дуге и длине дуги С=lim(φ/∆S)

Интенсивность искривления i – приращение угла на единеце длин ствола скв. (обычно на 10м.). Различают интенсивность зенитного iα , азимутального iβ и общего искривления iγ.

Радиус искривления R = 57,3/i.

Апидальная плоскость – Вертикальная плоскость, проходящая через

касательную к оси скв.

47. Выбор КНБК для бурения участков – вертикального, набора зенитного угла, стабилизации, падения зенитного угла.

1)Компановка для бурения вертикального участка ствола скважины. - эта компоновка должна обеспечивать вертикальность ствола скв. во

избежание пересечения стволов соседних скв. в кусте, и включает в себя обычно несколько центраторов или стабилизаторов.

например: компановка для УУБР Д295,3-Ц282-1ТСШ240-УБТ-БТ. ц-центратор.

2)Компоновка для набора зенитного угла. Если с помощью отклоняющих устройств произведена забурка в нужном направлении(азимуте), но зен-й угол недостаточен, дальнейшее увеличение зен-го угла можно обеспечить с помощью прямой компановки, включающей полноразмерный центратор(калибратор) над долотом и турбобур (электробур, УБТ) над центратором. За счет сил тяжести создается момент, способствующий фрезерованию долотом верхней стенки скв. Центратор в данном случае действует как опора рычага.

схема действия прямой компановки для увел-я зен-го угла:

3) Компановка для бурения участка стабилизации.

Стабилизация зен-го и азимутального углов наклонной скв. достигается при использование жестких компановок, включающих несколько центрирующих элементов.

4) Компановка для уменьшения зен-го угла.

При использовании КНБК без центрирующих элементов или с центраторами (калибраторами) диаметром, существенно меньшим диаметра долота, под действием силы тяжести УБТ или ЗД долото фрезирует нижнию стенку скважины, что приводит к уменьшению зенитного угла. Интенсивность уменьшения зенитного угла зависит от долота(его фрезер-й способности), св-в г.п. ,а также от величины зен-го угла.

48. Основы управления искривлением скважин с помощью центрирующих устройств.

После забуривания в нужном направлении (азимуте) с помощью отклоняющих устройств донабор ЗУ можно обеспечить с применением прямой компоновки, включающей полноразмерный центратор (калибратор) над долотом и ТБ, (ЭБ, УБТ) над центратором. За счет сил тяжести создается момент, способствующий фрезерованию долотом верхней стенки скважины. Центратор здесь – опора рычага. Кроме того, установка м/у долотом и центратором удлинителя (переводника) позволяет снижать темп набора ЗУ.

Стабилизацию зенитного и азимутального углов также достигают при использовании жестких компоновок, включающих несколько центрирующих элементов, диаметром несколько меньшим диаметра долота. Роторные компоновки также должны включать один - два центрирующих элемента.

Основное условие эффективного управления траекторией долота – обеспечение минимального зазора между наружным диаметром ОЦЭ и стенкой скважины, либо полное его исключение. Следует постараться исключить или сущ-но уменьшить износ рабочих элементов во время СПО и добиться полноразмерности ОЦЭ в процессе работы долота.

Для снижения ЗУ также могут применяться КНБК с ОЦЭ т/о диаметром существенно меньшим диаметра долота. Здесь под действием силы тяжести УБТ или ЗД долото фрезерует нижнюю стенку скважины, что, как следствие, приводит к снижению ЗУ.

49. Мероприятия по недопущению попадания ствола скважины в ствол ранее пробуренный скважины.

Почти все скважины бурящиеся в мире осуществляются кустовым способом, и проблема попадания в ранее пробуренный ствол очень велика.

Основные мероприятия по недопущению попадания ствола скважины в ранее пробуренный ствол осуществляются на этапе проектирования разбуривания месторождения. Существуют различные правила и норму по предотвращению этой аварии. Требования по минимальному расстоянию между устьями скважин, так минимальное расстояние между устьями скважин 4-5 метров, возможно и большее расстояние между устьями скважин. Существует также очерёдность разбуривания скважин. Вся сетка скважин разбивается на 4 сектора.

І сектор: В первую очередь бурятся скважины с большими зенитными углами, т. е. с наибольшими отходами, а затем бурятся скважины с меньшими зенитными углами. Начало зарезки наклонных участков двух скважин одного сектора должна различаться на 30 метров, если разница в азимутах забуривания скважин менее 100, если разница азимутов составляет 10-200, то разница должна составлять 20 метров, а если АZ =200, то разница должна составлять не менее 10 метров.

ІІ-а и ІІ-б секторы: В принципе глубина зарезки должна увеличиваться, но на практике этого не всегда можно достичь, поэтому если разность азимутов составляет 200 и более, то допускается зарезка последующей скважины с меньшей глубины.

ІІІ сектор: Последовательность обратная первому сектору, т. е. бурятся сначала скважины с меньшим отходом с максимальным вертикальным участком, в последнюю очередь бурятся скважины с максимальным отходом, глубину каждой последующей скважины выбирают меньше, чем для предыдущей.

На практика профиль проектного ствола в большинстве случаев не совпадает с фактическим, поэтому после каждой пробуренной скважины строят её фактический профиль, по данным инклинограммы, сравнивают, чтобы он не пересекался с проектным профилем последующей скважинs/ При бурении последующей скважины, также строится её фактический профиль в процессе бурения и препятствуется её попадание в предыдущую скважину.

50. Забуривание бокового ствола из обсадной колонны. Инструмент, ориентирование отклоняющих фрезерующих устройств.

Забуривание в колонне проводят в три этапа: установливают клиновой отклонитель, фрезеруют вырез в колонне и забуривют доп. ствол. Наибольшее распрост-е получили стационарные клиновые устр-ва. Они устан-ся на расчетной глубине на цементированный мост и фиксируются с помощью плашек (для предотвращения проворота). За рубежом применяют плашечное закреление в месте стыка обсадных труб. Отклоняющий клинтолстостенная о.т. , разрезанная по диаганали. По месту разреза, приваривается желоб. Орентировать клинья м/о путем виз-го спуска или на забое, в компановку для спуска надо устан-ть МП, магнитная метка ,которая совпадает с направлением действия отклонителя.

В качестве режущего инструмента используют райберы различных типов. Райбер состоит из 2-х частей. Нижняя рабочая часть имеет форму усеченного конуса, необходимая для прорезания колонны, а верхняя, имеющая цилиндрическую форму, калибрует вырез. Режущие эл-ты армируются пластинами из тв. сплава.

Имеются компановки позволяющие произвести вырез в ОК за один спуск. Она состоит из клина отклонителя соединенного с райбером посредством срезных болтов. При спуске инстр-та, когда клин-отклонитель зафиксировали, болты срезаются под действием веса инстр-та и начинаю фрезерование.

Используют также «мокрые» клинья, нижняя часть к-х цементир-ся при установке цем-го моста для его фиксации.