Тонкослоистые пласты

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ГЛАВА 12

МЕТОДЬ. ЯОКAnИ3АЦИИ СТВОЯА СКВJUКИИЫ

Методы локализации скважин применяются, когда необходимо знать

пространственное положение одного ствола скважины относительно

другого. Эта необходимость возникает в следующих случаях:

•При бурении вспомогательной скважины, которая нужна для того,

чтобы обеспечить глушение неконтролируемого выброса, инеобходи­

мо попасть стволом одной скважины в ствол другой.

•Когда данные исследований ненадежны, во избежание пересечения

стволов скважин может возникнуть необходимость точного определе­

ния их взаимного расположения.

• Некоторые технологии добычи (закачки) требуют того, чтобы скважи­

ны находились на заданном расстоянии друг от друга.

Методология, отвечающая требованиям, предъявляемым к локализа­

ции скважин, основана на использовании электромагнитного и магни­

тостатического методов. В прошлом проводились исследования возмож­

ности использования методов акустической локализации, однако они не

имели успеха.

12.1. МЕТОДЫ МАГНИТОСТАТИЧЕСКОЙ

ЛОКАЛИЗАЦИИ СКВАЖИН

Методы магнитостатической локализации основаны на том факте, что

стальные трубы в стволе скважины обычно имеют некоторую остаточ­

Hyю намагниченность, вызывающую возмущение локального магнитного

поля Земли. Это магнитное возмущение может быть обнаружено с помо­ щью чувствительного магнитометра, помещаемого в необсаженную сква­

жину, находящуюся вблизи той скважины, в которой находятся стальные

183

vk.com/club152685050Л:lеm|одыvkлокаЛ.com/id446425943l13ацuu ствола 'ЖВll.ЖUНЫ 185

м - магнитный поток, Вб;

Fx ' Fy' F= - составпяющие магнитной индукции, Тп;

f1r - относитепьная магнитная проницаемость среды;

х, у, z - расстояния от монопопя до точки измерения вдопь осей х, у

и Z, м.

Обычно попагают f1r = 1,0, так что этому чпену в бопьшинстве спучаев

не придают значения. Направпения осей х, у, Z системы координат выби­

раются так, чтобы ось х указывапа на сеточный север, ось у - на сеточ­

Hый восток, а ось Z быпа направпена вертикапьно вниз.

12.1.2. Интерпретация магнитных аномалий

Когда измерение параметров магнитного попя осуществпяется посредс­

твом трехосевого магнитометра, компоненты этого поля Бх, Бу и Бz в дека­

ртовой системе координат проецируются на три оси прибора. В системе

координат прибора ось Z направпена вдопь ствопа скважины, а оси х и у

вспедствие вращения прибора произвопьно ориентированы в ппоскости (называемой плоскостью датчика), перпендикупярной стволу скважины.

Еспи в приборе имеются аксеперометры, угоп между осью х прибора (так называемой рабочей плоскостью прибора) и направпением на верхнюю часть (highside, HS) скважины известен. Это дает возможность преобразо­

вать компоненты х и у системы координат прибора в компоненты системы

координат, в которой ось х имеет то же направпение, что и HS, а ось у маг­ нитометра повернута от него в ппоскости датчика на 90 градусов по часо­

вой стрелке (то есть в «верхнем правом» направпении (highside right, HSR)).

Поспе проведения преобразования посредством такого поворота показа­

ния магнитометра приведены к системе координат скважины. Компонен­

ты Бх и Бу заменяются соответственно на Бhs и Бhsr• Компонент Бz остается неизменным, хотя во избежание путаницы заменяется на Бах. Если накпон и азимут скважины известны, то возможно дальнейшее преобразование компонентов Бhs, Бhsr И Бах в компоненты Бх, Бу' и Бz декартовой системы ко­ ординат. Названные выше вепичины иппюстрируются на рис. 12.1.1.

Попе, измеряемое магнитометром в исспедуемой скважине, явпяется

векторной суммой попей, обусповпенных какими-пибо аномапиями и маг­

нитным попем Земпи. Прежде чем интерпретировать эти магнитные ано­ мапии, из показаний магнитометра допжна быть удапена составпяющая,

связанная с воздействием магнитного попя Земли. Поэтому основная про­ цедура нахождения попожения цепевой скважины с помощью трехосевого

магнитометра в комбинации с аксеперометрами состоит в спедующем:

1. С помощью данных аксеперометров первичные показания магнито­

метра переводятся в систему координат скважины.

Р, должно интерпретироваться исходя из суперпозиции монополей, располагаемых вдоль целевой скважины. Это делается путем модели­

рования следующим образом. С помощью предполагаемого набора

создаваемых полюсами магнитных потоков и расположения полю­

сов по глубине целевой скважины в системе координат скважины по

магнитометру исследуемой скважины моделируется магнитное поле.

110делирование основано на совместном использовании уравнений 12.1.1-12.1.3 и данных обследования обеих скважин. Чтобы изме­ ренный и моделируемый наборы данных в зависимости от глубины

соответствовали друг другу, необходимо перемещать предполагаемое

положение целевой скважины относительно положения вспомога­ тельной и варьировать предполагаемое распределение полюсов в це­

левой скважине до тех пор, пока не будет найден наилучший вариант

подгонки.

Недостатки вышеприведенного подхода:

1. Эффект размывания. 110дель точечного монополя может оказаться неприменимой, если намагниченность размазана вдоль оси трубы.

В результате оценка расстояния может оказат ,ся сильно завышен­ ной.

2. Плохо определяемое направление HS. Если вспомогательная сква­

жина почти вертикальна, направление HS становится трудно опреде­

лить, вследствие чего становится невозможно корректно учитывать

влияние магнитного поля Земли в плоскости датчика. Эту проблему

можно обойти, обеспечивая при бурении наклон контролируемой

скважины, равный нескольким градусам.

3. Нелинейные траектории стволов скважин. Настоятельно рекомен­

дуется, чтобы при приближении к целевой скважине в процессе бу­

рения вспомогательной скважины ее угол наклона и азимут остава­

лись неизменными. Это связано с тем, что, пока магнитометры под­

BepгaюTcя влиянию возмущения, нормальный контроль траектории

ствола скважины невозможен. Хотя эта проблема и может быть ре­

шена с помощью применения гироскопа во вспомогательной сква­

жине, в необсаженной скважине это обычно не практикуют. Также

если система координат скважины не остается достаточно стабиль­

ной, становится гораздо сложнее обеспечить визуализацию целевой

и вспомогательной скважин.