книги / Технология бурения наклонно направленных скважин с большим отклонением забоя от вертикали

Z t f i - 2 - Ao + A i + AT.2;Ai-2 = a \ + a2l Z ZI- 2 = AO( /O) + /I + /2* (4 .32)

Таким образом, найденные значения E # I_2; ХЛ(.2 и ZZ,i_2, полу­ ченные на основе ограничений на ia(R); а - по горно-геологическим и технико-технологическим условиям, становятся заданными, фикси­ рованными, а глубина окончания 1-го этапа проектирования профиля считается реперной глубиной. Реперной глубиной чаще всего явля­ ется глубина спуска обсадной колонны. Однако эта глубина может быть обусловлена также горно-геологическими условиями провод­ ки наклонной скважины.

На 2-м этапе проектирования профиля скважины исходными дан­ ными являются: #„ = Д* (Нскв) - Щ .2; Л„ = (Аскв) - ТАХ.2 и (а^). Известными данными являются также а2 - на реперной глубине сква­ жины и либо Яъ(либо а3). Для решения задачи удобнее задаваться ве­ личиной а3 и определить /?3 (Л() и остальные параметры профиля.

В результате исследования выведены следующие расчетные фор­ мулы для определения 7?3 (R4) при различных сочетаниях назначения интервалов профиля скважины.

4.2.1. Набор кривизны с зенитного угла а2 до а3 с радиусом ис­ кривления R3 и донабор кривизны с а3 до 04 (а,,,; а ^ ) с Л» (см. рис. 4.3 кривая DE-EF):

При си Ф90°

Дз =

71

При а» = 90е

4.2.2. Набор кривизны с а2 до аз при Ri и стабилизация кривиз­ ны a3 = const (рис. 4.3, кривая DE-EP):

4.2.3. Стабилизация кривизны на участке DK при аг - const и набор кривизны с радиусом Л3 от а2 до а3 = а,ф (аГор) (рис. 4.3, кри­

вая DK-KN):

При 03 = 0^

^HCOsa2~ ^ „ sin a 2.

l-co s(aK p -a2)

При a3 = 90°

Анcosa2~ ^ Hsina2

Яъ =

1- sin 02

4.2.4. Стабилизация кривизны a2 = const и спад кривизны с зна­ чения а2 до а3 с радиусом искривления i?3 (рис. 4.3., кривая DK-KN)

72

По приведенным формулам можно рассчитать параметры про­ филя, обеспечивающие плавное сопряжение участков от одной интен­ сивности искривления к другой, что в свою очередь обеспечит ми­ нимизацию сил сопротивления в скважине. Этот фактор имеет реша­ ющее значение на заключительном этапе строительства скважины. Дан­ ная методика удобна для программного обеспечения расчета профиля.

Для оценки влияния отдельных факторов - R, а, Я0 - глубина точки зарезки скважины на параметры профиля выполнены:

- Расчет 4-х интервального профиля НСБО при следующих дан­ ных: R\ = 868 м; 688 м; 573 м (что соответствует интенсивности набо­ ра кривизны iai = 0,66710 м; 0,833710 м и 1710 м); R2= 573 м; 382 м; 286,5 м (/02= 1710 м; 1,5710 м и 2710 м), hm = 20 м; Я0 = 300 м. Дли­ на искривленной части ствола скважины по вертикали Ян = Нст-Но = = 2410 - 300 = 2110 м. Результаты расчета А*кв представлены в табл. 4.3, на рис. 4.1 в интервале от устья скважины (точка О), до середины пласта (точка £), а3 = 90 т. е. без учета длины а5 = /5 = /гор.

73

Окончание табл. 4.3

- Расчет профиля пологой скважины при условии: а.\ = = 75°; 80°; 85°. Результаты расчета Аж представлены в табл. 4.4. Тип про­ филя - 3-х интервальный.

В табл. 4.5 приводятся результаты расчета по оценке влияния

Но —на величину Аж^Ьж зарезки пологой скважины при следу­ ющих исходных данных: R\ = 573 м; а, = 80°. Глубина кровли про­ дуктивного пласта по вертикали Н ^= 2400 м; Общее Аж увеличи­ вается от 2400 до 9600 м с шагом 2400 м по мере уменьшения Н0.

На рис. 4.4 представлена зависимость А,ф от оц при различных значениях R.

74

Таблица 4.4

Параметры 3-х интервального профиля пологой наклонно направленной скважины с большим отклонением ствола от вертикали

Расчет глубины точки начала искривления ствола скважины (точка зарезки) НСБО

4.3. Проектирование пространственного профиля наклонно направленной скважины

При кустовом способе разбуривания нефтегазового месторожде­ ния часто возникает необходимость на стадии проектирования про­ филя скважины и его фактическом исполнении изменять траекторию ствола с целью обхода зон возможного пересечения стволов, недо­ пущения аварий и осложнений. Такие профили наклонных скважин называют пространственными. Пространственные профили применя­ ются также при строительстве многозабойных скважин (МЗС), боко­

77

вые стволы которых прокладываются в азимуте отличном от азиму­ та основного ствола.

Поинтервапьные параметры пространственного профиля сква­ жины определяются по формулам [42]

где xh у-, - горизонтальные проекции ствола скважины в направле­ нии искривления соответственно на (север+, юг-) (N+, S-) и на (восток+, запад-) (Е+, W-) на длине интервала ствола АД; z-,- длина вер­ тикальной проекции ствола скважины на интервале А//; а^; ф^ - сред­ нее значение зенитного угла и азимута скважины на интервале.

где а„, а*,, фя, ф^ - начальные и конечные значения зенитного угла и азимута скважины на длине интервала А//.

Суммарное отклонение ствола от вертикали - горизонтальная проекция скважины ТА определяется по формуле

-у/2 (l - sin a Hsin а™cos Дф - cosaHcos а п )

где - интенсивность пространственного искривления, град, на 10 м длины ствола скважины,

78

где Да = ай, - ан на длине интервала ствола скважины Д//.

На рис. 4.5 приведена схема построения пространственного про­ филя скважины.

79

При вычислении Ra/Vпо формуле (4.47), при расчете проектного профиля или по результатам замера инклинометра (телесистемы) кри­ визны и азимута в процессе проводки скважины найденное значе­ ние /о/ф по формуле (4.48) на длине Д/ необходимо пересчитать на длину интервала в 10 м. При проектировании профиля, когда возни­ кает необходимость изменять азимут скважины, расчетную длину ин­ тервала А/ следует принимать небольшой величины, например, не бо­ лее 50 м, так как при Д/ > 50 м погрешность в определении *i, у\ воз­ растает, причем тем больше, чем больше Дф.

В табл. 4.6, 4.7 приводятся результаты расчета пространствен­ ного профиля НСБО. На рис. 4.6 представлена схема построения тра­ ектории вертикальной и горизонтальной проекции ствола скважины. Для удобства практического использования методики расчета про­ странственного профиля горизонтальной НСБО приводится пример. Исходные данные - табл. 4.4. Данный пример характерен тем, что по­ сле набора кривизны ствола скважины в интервале от 742,7 до 1056,5 м, Д/ = 313,8 м; зенитный угол увеличивается с 44,28 до 75,66° при од­ новременном изменении азимута (увеличении) с 330 до 350°.

Последовательность расчета х» уи zt следующая:

х%=х2 + Д/ sinacpcos(pcp= 144,5 + 313,8sin 59,97cos 340 = 144,5 + + 313,8 • 0,8657 - 0,9397 = 399,77 м;

Уз = -83,42 + 313,8sin 59,97 • sin 340 = -83,42 + 313,8 х

х0,8657- (-0,342) = -176,33 м;

*з = 700 +313,8• cos59,97 = 700 + 313,8• 0,5 = 856,9 м .

Общее отклонение (суммарная горизонтальная проекция) на ин­ тервале ЛАз определяется по формуле

ЛАз = J x l+ y \ = т/з99,772 + (-176,33)2 =436,93 м.

Результаты расчета по скважине в целом представлены в табл. 4.6; и на рис. 4.5.

На практике часто используется экспресс-метод расчета величи­ ны отклонения забоя от вертикали и построения траектории горизон­ тальной проекции ствола скважины. Сущность метода заключается

80