vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Решение: При допусках, сделанных в случае 1, можно использовать профиль или с большим или со средним радиусом искривления. Однако в случае 2 профиль с большим радиусом искривления нельзя использовать из-за малой глубины скважины по вертикали (ТVD) в заданной точке входа в пласт (ТЕР). По общему мнению, допущение о нахождении точки отклонения скважины (КОР) у поверхности или вероятность расположения точки входа в пласт (ТЕР) на глубине 500 футов очень сомнительны. Однако, рассмотрим следующий пример.

Пример 2

Даны положение точки входа в пласт (ТЕР) и предполагаемое (SL) положение устья скважины.

Задача: Определить минимально возможную интенсивность на6ора зенитного угла (ВUR) при тех же условиях, что и в примере 1.

Решение: Чтобы достичь точки входа в пласт (ТЕР) при угле в 90 град., вертикальная проекция участка от КОР до ТЕР должна быть равна горизонтальному отклонению от КОР до ТЕР. При этом КОР фиксируется в положении, показанном на рис. 2-2.

Таким образом, мы видим, что: R = Н = (ТVDTEP - TVDKOR)

Теперь определим минимальную величину ВUR аналогично тому, как это делалось в примере 1.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

глубину КОР.

Например, рис. 2-5 можно использовать, чтобы определить, что минимально возможное горизонтальное отклонение для профиля с одним участком искривления по большому радиусу составляет 955 фут., который соответствует интенсивности набора зенитного угла 60/100 фут. Следовательно, в случае 2, описанном выше, чтобы

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

обеспечить большой радиус искривления, устье скважины должно быть сдвинуто от точки входа в пласт (ТЕР) по крайней мере на 455 фут. (по вертикальной проекции).

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Необходимая информация для проектирования

Выбор профиля скважины влияет на каждую фазу проектирования, бурения, заканчивания и капитального ремонта горизонтальной скважины. Как отмечалось выше, еще до начала проектирования профиля скважины требуется определенная информация. Необходимая информация включает и определение назначения скважины. Это будет определять желаемое положение горизонтального участка.

Далее целесообразно выяснить условия залежи. Они определят необходимость в разработке программы изучения горных пород. Программа изучения горных пород может иметь важное значение при выборе проектного профиля скважины. Вообще, профили скважин с малым радиусом искривления имеют самое малое количество вариантов, тогда как профили скважин с большим радиусом искривления могут быть очень разнообразными. Главным ограничением является проходимость относительно длинных каротажных приборов через криволинейные участки с малыми радиусами (с высокой интенсивностью, резкого перегиба). Соответственно, если для определения конечных экономических показателей по скважине требуется применение полного

применяемый в обычной направленной скважине. Ограничением является не радиус изгиба измерительного прибора, а скорее проходимость приборов до забоя при большом зенитном угле.

В-третьих, должна быть определена необходимая схема заканчивания скважины

иприняты следующие решения:

Озаканчивании скважины открытым или обсаженным стволом.

Оглубине расположения оборудования для заканчивания скважины (пакеры, насосы и т.д.)

Отребованиях к диаметру скважины.

Требования к заканчиванию скважины могут быть очень важными при выборе проектного профиля скважины. Выбор заканчивания скважины с малым радиусом искривления более ограничен, чем для скважин со средним или большим радиусами искривления. К настоящему времени к удачным схемам заканчивания скважин с малым радиусом искривления относятся открытый ствол, хвостовик с щелевидными отверстиями и заранее приготовленные гравийные фильтры. Если в скважину должно спускаться глубинное оборудование, например погружной насос, то для размещения

возникновения осложнений из-за изгибающих нагрузок на участке набора зенитного угла. Например, будет определена способность установки для капитального ремонта протащить пакер через участок с резким перегибом

В-четвертых, следует уточнить ограничения, накладываемые вскрываемым объектом. При этом будет определено:

Положение, размеры и форма продуктивного объекта Присутствие (или отсутствие) геологических реперов Необходимость бурения пилотной скважины

И наконец, в проекте скважины следует предусмотреть диаметры ствола скважины, обсадных колонн и глубин их спуска.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Проектирование профиля скважины можно начинать, после получения исходной информации для проектирования. Ниже приведен перечень основных этапов проектирования профиля скважины в порядке их обычной очередности. Однако процесс . проектирования осуществляется методом последовательного приближения и приведенные этапы должны рассматриваться только как указания рекомендательного характера.

Этапы проектирования профиля скважин

Точка отклонения скважины от вертикали (КОР).

Совместимость положения точки с горными породами. Интенсивность набора зенитного угла.

Конструкция скважины.

Износ обсадных колонн и разрушение стенок ствола. Участок стабилизации эенитного угла (если есть).

Горизонтальное отклонение скважины от вертикали.

Наличие неопределенности глубины залегания продуктивного пласта и геологических реперов.

Наличие неопределенности характеристики траектории скважины.

Требования к заканчиванию скважины.

Неопределенность глубины залегания продуктивного пласта и геологических реперов Пилотные (проходимые предварительно) стволы. Неопределенности в положении водонефтяного и газонефтяного контактов по глубине.

В следующих разделах детально обсуждается каждый из этих этапов проектирования профиля скважины.

Точка отклонения скважины от вертикали

Обычно скважина должна быть отклонена на максимально возможной глубине с учетом следующих условий.

1.Интенсивность набора зенитного угла (или радиус искривления криволинейного участка) должна соответствовать горным породам и ограничениям, которые накладываются скважинным оборудованием (например, оборудование для заканчивания, аппаратура по программе оценки горных пород, бурильная колонна и обсадная колонна).

2.Следует выбирать участок набора зенитного угла и участки стабилизации зенитного угла (если они есть) так, чтобы:

-обеспечить достаточное горизонтальное отклонение для достижения заданной точки входа в пласт;

-предусмотреть изменения глубины скважины по вертикали (ТVD) в связи с неопределенностями в геологических условиях.

Иметь допуск на отклонение фактических характеристик траектории от ожидаемых: -предусмотреть прямолинейный ствол на глубине установки башмаков обсадных

колонн (см. ниже) и оборудования для заканчивания (например, погружных насосов).

3.Взять по возможности все полезное от стратиграфических реперов (разрез горных пород, контакты флюидов, каротажные кривые и т.д,), чтобы сделать:

-поправки в процессе бурения; -последнего участка набора зенитного угла.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

4.Принимать меры против встреч с другими скважинами (например, пробуренных с той же платформы).

5.В случае эабурки вторых стволов может потребоваться провести заново инклинометрические замеры, прежде чем окончательно выбрать точку отклонения ствола с учетом повышенной точности современных приборов.

Следует провести соответствующие проверочные расчеты чтобы гарантировать допустимые пределы механических нагрузок на бурильную колонну при кручении, натяжении, продольном изгибе, износе обсадной колонны и т.д. Следует также убедиться, что буровая установка имеет достаточную грузоподъемность для бурения и (при необходимости) эаканчивания скважины.

По возможности следует избегать любых больших (более 90 град.) изменений азимута, и скважину следует проектировать в одной вертикальной плоскости. Большие изменения азимута нежелательны, так как они вызывают увеличение:

- затрат времени на управление траекторией;

- cуммарной интенсивности искривления при интенсивности набора зенитного угла, заданной в вертикальной плоскости, в которой находятся точка отклонения скважины от вертикали и точка входа в пласт.

В некоторых случаях, однако, приоритет будут иметь другие соображения, например, предупреждение пересечения с другой скважиной или желательность изменения азимута в горизонтальном участке скважины

Интенсивность набора зенитного угла

В качестве первого шага определения интенсивности(ей) набора зенитного угла необходимо установить ее верхний и нижний пределы. Как обсуждалось выше, верхняя граница (т.е. максимально возможная интенсивность набора зенитного угла) может быть определена следующими факторами:

-требованиями исследований горных пород; -требованиями заканчивания скважины;

-соседними скважинами, буровым подрядчиком, опытом использования эабойных двигателей/оборудования;

-механическими нагрузками, действующими на бурильную колонну (скручивание/натяжение, силы сопротивления, усталость металла) или обсадную колонну (скручивание/натяжение, силы сопротивления, износ, уменьшение прочности на растяжение в связи с изгибом в участках с резкими перегибами);

-пределами грузоподъемности буровой установки.

Нижняя граница (т.е. минимально допустимая интенсивность набора зенитного угла) будет определяться большей из следующих величин:

Интенсивность набора зенитного угла будет определяться дугой на участке от точки отклонения скважины от вертикали (КОР) до точки входа в пласт (ВURmin)

Самая низкая интенсивность набора зенитного угла, которая может быть (или можно ожидать, что будет) доступна (ВURACH) в горных породах, находящихся на выбранном участке набора зенитного угла скважины при проектируемом оборудовании для направленного бурения и обслуживающем его персонале и системе бурового раствора.

Пример 3.

Дано: Точка входа в пласт.

Ожидаемая минимально достижимая интенсивность набора зенитного угла

(BURACH)

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

В горных породах, в которых получают (или можно ожидать, что получат) постоянные и прогнозируемые значения интенсивности зенитного угла (например, в изученных разрезах) следует проектировать плановые и эапасные участки набора зенитного угла с такими значениями интенсивности. Обычно самые низкие крутящие моменты и силы сопротивления имеют место, когда участки набора зенитного угла при малой глубине расположения точки отклонения скважины от вертикали (КОР) имеют минимально возможную интенсивность набора зенитного угла. Участки набора зенитного угла на большой глубине обычно должны иметь по крайней мере интенсивность 30 /30 метров (100 футов), чтобы уменьшить длину этого участка.

Интенсивности набора зенитного угла в составных профилях

Бурение по дуге окружности производится обычно не на всем протяжении от вертикали до горизонтали. Бурение по дуге окружности, как правило, осуществляется только в тех случаях, когда глубина точки входа в пласт (ТVD) и характеристика траектории ствола хорошо известны (например, в Остин Чок). Вместо профиля с дугами окружности часто проектируют "составной" профиль. При этом используется более одного проектного участка набора зенитного угла и один или больше участков стабилизации эенитного угла.

Рисунок 2-9 "Составной" профиль

Для скважин, спроектированных с одним участком стабилизации зенитного угла, составной профиль может иметь одну и ту же интенсивность набора зенитного угла в верхнем и нижнем участках набора зенитного угла. В некоторых случаях для

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

интенсивности. Например, в верхнем участке могут применять интенсивность набора 40/30м (100 фут.), а ниже участка стабилизации зенитного угла интенсивность набора может быть 80/30 м (100 фут.). Таким образом, в одной и той же скважине с составным профилем могут использоваться участки с большим и средним радиусами искривления.

В составных профилях значения интенсивностей участков набора зенитного угла, верхнего и нижнего, являются решающими, но по разным причинам. Верхний участок набора зенитного угла обычно находится в более мягких горных породах, которые более склонны к размыву, что ведет к более неустойчивому характеру изменения зенитного угла. Это приводит к извилистости скважины и может значительно увеличить крутящий момент и силы натяжения, действующие на бурильную колонну. Однако соблюдение интенсивности набора зенитного угла на верхнем участке не так важно с точки зрения входа в пласт в заданной точке. В то же время значение интенсивности набора зенитного угла ниже участка стабилизации зенитного угла является решающим, так как остается мало места для исправления скважины перед входом в пласт в заданной точке. Даже если в верхнем участке интенсивность набора зенитного угла не достигает желательного уровня, еще остается время исправить профиль скважины, меняя местоположение точки отклонения скважины (КОР), длину участка стабилизации зенитного угла, интенсивность набора зенитного угла и/или компоновку низ бурильной колонны (ВНА) при бурении нижнего участка набора зенитного угла. Информация по управлению траекторией скважины, полученная при бурении верхнего участка набора зенитного угла, может оказаться полезной при изменении этих параметров в нижнем участке для точного управления траекторией скважины при входе в пласт. На практике эти два участка набора зенитного угла обычно находятся в различных горных породах.

Значение интенсивности набора зенитного угла нижнего участка в проекте принимается ниже ожидаемого значения интенсивности набора при подаче выбранной компоновки низа бурильной колонны (ВНА) без вращения. Как правило, проектная интенсивность набора зенитного угла будет на 2-30/100 фут. меньше ожидаемой в случае подачи бурильной колонны без вращения при большом радиусе искривления и в большинстве скважин со средним радиусом искривления. Если фактическая интенсивность набора угла в процессе подачи колонны без вращения все еще слишком

обеспечить попадание в заданную точку пласта, применялись следующие методы. Для случая подачи бурильной колонны без вращения, т.е. при слишком высокой

интенсивности резких перегибов, не дающей вращать бурильную колонну в связи с высокой вероятностью появления усталости металла из-за значительных напряжений изгиба:

1.Меняется ориентация плоскости действия отклонителя (слева направо и наоборот), в результате отклонения траектории скважины от запланированного азимута, снижается интенсивность набора угла в вертикальной плоскости. В настоящее время специалисты считают, что этот метод дает более извилистую скважину и не

применим ни при каких обстоятельствах.

Подача промывочной жидкости увеличивается и бурильщик компании по направленному бурению "разрабатывает" ствол (ориентированное расширение), в одном месте пытаясь размыть ствол и снизить интенсивность набора угла. Эта