» » Положение ствола и забоя скважины в пространстве

Положение ствола и забоя скважины в пространстве

03.08.2016

При бурении скважин фактическое положение ствола под действием различных геологических, технических и технологических причин самопроизвольно либо целенаправленно со стороны производителя работ отклоняется от вертикальной оси.
Допустимые отклонения стволов скважин от проекта устанавливаются исходя из следующих ограничений.
1. Точность определения пространственного положения ствола (достоверность измерения зенитных и азимутальных углов и ошибки в определении длины ствола).
2. Отклонение от сетки скважин, принятой для разработки месторождения (Лысенко В Д. и Грайфер В.И. показали, что увеличение среднего хаотического отклонения забоев скважин с 30 м до 120 м приводит к уменьшению нефтеотдачи пластов и извлекаемых запасов нефти в 1,26-2,27раза).
3. Вписываемость используемого внутрискважинного инструмента и оборудования, жёсткость и прочность используемых труб (оптимизация технологии бурения и эксплуатации скважины в искривлённом стволе).
4. Экономические соображения (оптимизация профиля ствола скважины и экономических показателей эффективности разработки месторождения).
При определении допустимых отклонений учитывается вся совокупность перечисленных факторов.
Чтобы обеспечить попадание ствола скважины в заданный круг (для горизонтальных стволов - конус или коридор) допуска необходимо выбрать оптимальные компоновки бурильной колонны и, при необходимости, скорректировать параметры кривизны в случае существенных технических или технологических причин, которые могут затруднить реализацию проектного профиля скважины. При этом следует учитывать точность измерения пространственных координат скважины и их нанесения на план и профиль скважины, т.к. суммарная величина погрешностей может быть соизмерима с допустимыми отклонениями.
Возможные погрешности положения любой точки ствола и его забоя складываются из погрешности измерения зенитного угла, азимута и глубин, а также из погрешностей графических построений. Значительные погрешности в определении положения скважины могут возникать из-за наличия систематических и случайных ошибок приборов. Например, при использовании плоского кругового допуска радиусом 20 м и наличии систематической ошибки несовпадение забоя скважины с полем допуска может составлять 10 м. При использовании пространственных моделей ситуация еще больше усложняется (рис. 3.34).
Положение ствола и забоя скважины в пространстве

Точность определения пространственного положения оси ствола скважины характеризуется конусом неопределенности, горизонтальная проекция которого имеет форму эллипса. Любая точка ствола скважины на плоскости находится внутри эллипса неопределённости.
Ошибка при определении положения точки, обусловленная погрешностью измерения зенитного угла, определяется по формуле
m1 = 0,01/cosα,

где l - длина интервала, для конечной точки которого подсчитывается указанная погрешность, м; α - средний зенитный угол на интервале, градус.
Для определения суммарного угла искривления наклонно направленной скважины ее ствол разбивается на отдельные интервалы с характерными перегибами, и для каждого интервала определяются углы искривления с учетом изменения зенитного угла и азимута ствола, пользуясь формулой
Положение ствола и забоя скважины в пространстве

где γ - пространственный угол искривления ствола, градус; α1, α2 -зенитные углы соответственно в начале и в конце интервала, градус; Δφ - изменение азимута ствола в интервале, градус.
Угол γ может быть также определен по более простой формуле
Положение ствола и забоя скважины в пространстве

где Δα - приращение зенитного угла ствола в интервале, градус; αср - среднее значение зенитного угла в интервале, градус.
Суммарный угол искривления ствола наклонной скважины
Положение ствола и забоя скважины в пространстве

где γ1, γ2, γn - пространственные углы искривления отдельных участков ствола, градус.
Допуск на суммарный угол искривления скважины не может быть выражен общим показателем и устанавливается отдельно в каждом опасном интервале независимо от допустимой интенсивности искривления скважины. Допустимый суммарный угол искривления непостоянен даже для одной скважины. Он может увеличиваться или уменьшаться по мере бурения скважины.
При бурении глубоких скважин необходимо строго контролировать величину суммарного угла искривления ствола. Если этот угол приближается к предельному, а дальнейшие условия бурения скважины не обеспечивают его строгого проектного положения, то проводится перерасчет по фактическим данным и принимается соответствующее решение (сменить бурильную колонну, перебурить отдельные интервалы и другие решения).