Чем измеряется искривление скважин

Забойные инклинометрические системы позволяют постоянно контролировать положение скважины в пространстве, что является их бесспорным преимуществом. Кроме замеров зенитного угла и азимута с помощью таких систем одновременно измеряются непосредственно на забое скважины и другие параметры процесса бурения, а также характеристики проходимых пород. Однако применение телеметрических систем существенно увеличивает себестоимость работ.

Автономные инклинометры опускаются (бросаются) внутрь колонны бурильных труб и производят измерение зенитного угла и азимута в процессе бурения, но информация на поверхность не передается, а хранится в памяти прибора и считывается из нее после подъема колонны бурильных труб. Разрешающим сигналом для замера является, как правило, остановка процесса бурения, а при бурении инклинометр отключается. За один спуск инструмента может быть произведено до 50 замеров в зависимости от типа инклинометра.

Наибольшее распространение в настоящее время у нас в стране получили инклинометры, опускаемые в скважину на кабеле. При их применении на замеры параметров искривления требуется дополнительное время, но такие инклинометры просты по конструкции и имеют низкую стоимость. По способу измерения азимута их можно подразделить на приборы для измерения в немагнитной среде, в которых азимут измеряется с помощью магнитной стрелки, и приборы для измерения в магнитной среде.

Из первых наиболее известен инклинометр типа КИТ. В его комплект входят глубинный прибор и панель управления. Глубинный прибор включает в себя измерительную часть и переключающее устройство, помещенные в немагнитный корпус, заполненный демпфирующей жидкостью. К головке корпуса крепится одножильный кабель, на котором глубинный прибор опускается в скважину.

Измерительная часть, показанная на рис. 6, состоит из рамки, ось вращения которой совпадает с осью прибора. Рамка может вращаться вокруг оси в подшипниках 11 и 12. В наклонной скважине рамка под действием эксцентричного груза 1 устанавливается так, что плоскость качания маятника 2 совпадает с апсидальной плоскостью скважины. Связанная с маятником 2 стрелка 3 занимает относительно реохорда 4 положение, зависящее от зенитного угла скважины Q. Магнитная стрелка 5 датчика азимута опирается на острие иглы 7, занимающей всегда вертикальное положение. Это обеспечивается грузом 8, расположенным ниже опоры. Начало кругового реохорда 6 датчика азимута за счет эксцентричного груза 1 всегда располагается в апсидальной плоскости скважины.

В верхней части рамки расположен коллектор с тремя контактными кольцами 9 и двумя парами щеток 10.

Арретирование магнитной стрелки и отвеса и переключение датчиков на измерение зенитного угла или азимута производится переключающим механизмом, который приводится в действие электромагнитом, находящимся в глубинном приборе и управляемым с поверхности. В процессе спуска и подъема глубинного прибора стрелка отвеса и магнитная стрелка дугами 13 и 14 прижаты к реохордам. При остановке для замера параметров искривления они освобождаются, выдерживаются некоторое время для успокоения, затем вновь прижимаются к реохордам и производится поочередное измерение зенитного угла и азимута путем измерения величины сопротивления реохордов от начала до соответствующей стрелки.

Для сокращения затрат времени при измерении в процессе искусственного искривления скважины глубинный прибор инклинометра опускается внутрь колонны бурильных труб. При этом в КНБК включается 24-36 м ЛБТ. Для исключения влияния стальных труб глубинный прибор при измерении должен находится не ближе 5 м от УБТ и 3 м от стальных замков ЛБТ.

Шаг измерений инклинометром в различных условиях показан на рис.6.

Контроль за измерениями производится путем повторных замеров, перекрытием предыдущих замеров и в особо ответственных случаях двумя инклинометрами.

Источник

ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИСКРИВЛЕНИЯ СКВАЖИН

Тема 8. НАПРАВЛЕННОЕ БУРЕНИЕ СКВАЖИН

1. Основные понятия и определения направленного бурения скважин.

2. Общие закономерности искривления скважин

3. Измерение искривления скважин

4. Типы профилей и рекомендации по их выбору

Основные понятия и определения направленного бурения скважин.

Вскрытие продуктивной толщи направленными, в том чис­ле горизонтальными и разветвленно-горизонтальными сква­жинами, позволяет:

· повысить продуктивность скважины за счет увеличения площади фильтрации;

· продлить период безводной эксплуатации скважин;

· увеличить степень извлечения углеводородов на месторож­дениях, находящихся на поздней стадии разработки;

· повысить эффективность закачки агентов в пласты;

· вовлечь в разработку пласты с низкими коллекторскими свойствами и с высоковязкой нефтью;

· освоить труднодоступные нефтегазовые месторождения, в том числе морские;

· улучшить технологию подземных хранилищ газа.

Направленной называют такую скважину, ко­торую пробурили вдоль запроектированной пространствен­ной трассы и попали в заданную цель, а ее забой и фильтро­вая зона не только располагаются в заданной области горных пород, но и ориентированы в соответствии с проектом отно­сительно простирания пласта.

Кроме совершенствования технологии разработки нефтя­ных месторождений направленные скважины также эф­фективны при:

· бурении в обход осложненных зон горных пород;

· бурении под недоступные или занятые различными объектами участки земной поверхности;

· глушении открытых фонтанов;

· вскрытии крутопадающих пластов и т.д.

Выбор конфигурации (трассы) ствола направленной скважины определя­ется следующими главными причинами:

1) одиночная скважина или куст скважин сооружается в данном месте;

2) наличие препятствий для заложения устья над забоем скважины;

3) расположение фильтра (вертикально, наклонно или гори­зонтально).

Конфигурация ствола скважины должна обеспечить:

· высокое качество скважины как эксплуатационного объ­екта;

· минимальные нагрузки на буровое оборудование при СПО;

· свободное прохождение по стволу скважины приборов и устройств;

· надежную работу внутрискважинного оборудования;

· возможность применения методов одновременной эксплу­атации нескольких горизонтов в многопластовых залежах;

· минимальные затраты на сооружение скважины.

Искривление скважин – это контролируемый процесс отклонения от первоначально заданного направления при бурении. Все скважины по различным причинам в той или иной мере искривляются. Искривление скважин бывает:

Искривление скважин сопровождается осложнениями, к ним относятся:

1) более интенсивный износ бурильных труб,

2) повышенный расход мощности,

3) затруднения при производстве спуско-подъемных операций (СПО),

4) обрушение стенок скважины и др.

Однако в ряде случаев искривление скважин позволяет значительно снизить затраты средств и времени при разработке месторождений нефти и газа.

Таким образом, если искривление скважины нежелательно, то его стремятся предупредить, а если оно необходимо, то его развивают.

В процессе бурения направленной скважины необходимо знать положение каждой ее точки в пространстве, для этого определяются:

1) координаты устья скважины;

2) параметры трассы (рис. 1), к которым относятся:

· зенитный угол θ— угол между осью скважины или касательной к ней и вертикалью,

Рисунок 1 – Элементы пространственного расположения скважин

Вертикальная плоскость, проходящая через ось скважины, или касательную к ней, называется апсидальной.

Кроме указанных величин направленные скважины характеризуются:

1) величиной отхода (смещения) S — длина горизонтальной проекции прямой, соединяющей устье и забой скважины;

2) глубиной по вертикали h— длина вертикали, соединяющей устье с горизонтальной плоскостью, проходящей через забой скважины (рис. 1).

Отклонение скважин от проектного положения происходит вследствие:

1) неправильного заложения оси скважины при забуривании

2) искривления в процессе бурения.

В первом случае имеют место причины субъективного характера, которые могут быть легко устранены. Для этого необходимо обеспечить:

· соосность фонаря вышки, проходного отверстия ротора и оси скважины;

· горизонтальность стола ротора, прямолинейности ведущей трубы, бурильных труб и УБТ согласно техническим условиям.

Во втором случае действуют объективные причины, связанные с неравномерным разрушением породы на забое скважины. Каждая из этих причин проявляется в виде сил и опрокидывающих моментов, действующих на породоразрушающий инструмент. Все эти силы и моменты могут быть приведены к одной равнодействующей и главному моменту.

Рисунок 3 – Механизм искривления скважин

При этом возможны четыре случая:

1. Все силы приводятся к равнодействующей, совпадающей с осью скважины, момент отсутствует (рис. 3, а). В этом случае обеспечивается бурение прямолинейной скважины. Таким образом, если искривление нежелательно, то необходимо создать вышеприведенные условия, что, однако, трудно достижимо.

2. Все силы приводятся к равнодействующей, направленной под углом к оси скважины, момент отсутствует (рис. 3, б). Под действием боковой составляющей равнодействующей силы происходит фрезерование стенки скважины, а следовательно, искривление. Интенсивность искривления зависит от:

1) физико-механических свойств пород,

3) механической скорости бурения

3. Все силы приводятся к равнодействующей, совпадающей с осью породоразрушающего инструмента и к опрокидывающему моменту относительно его центра(рис. 3, в). Вследствие этого между осью скважины и осью инструмента образуется некоторый угол ε, в результате чего и происходит искривление. Интенсивность искривления в этом случае практически не зависит от физико-механических свойств горных пород и фрезерующей способности долота, ось скважины представляет собой плавную линию близкую к дуге окружности, что облегчает все последующие работы.

4. Все силы приводятся к равнодействующей, не совпадающей с осью скважины, и к опрокидывающему моменту (рис.3,г). В этом случае искривление скважины происходит за счет совместного действия фрезерования стенки скважины и наклонного положения инструмента относительно оси скважины.

ВЫВОД: Возникновение вышеуказанных сил и моментов, действующих на породоразрушающий инструмент, происходит из-за множества причин, не все из которых известны. Все причины условно могут быть подразделены на три группы:

ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИСКРИВЛЕНИЯ СКВАЖИН

Анализ искривления скважин показывает, что оно подчиняется определенным закономерностям, но для разных месторождений они различны и могут существенно отличаться. Общие закономерности искривления:

1. Скважины стремятся занять направление, перпендикулярное слоистости горных пород. По мере приближения к этому направлению интенсивность искривления снижается (рис. 4).

Рисунок 4 – Изменение направления скважины в крест слоистости горных пород

2. Уменьшение зазора между стенками скважины и инструментом приводит к уменьшению искривления.

3. Места установки центрирующих элементов и их диаметр весьма существенно влияют на направление и интенсивность зенитного искривления.

4. Увеличение жесткости инструмента уменьшает искривление скважины, поэтому скважины большего диаметра искривляются менее интенсивно, чем скважины малого диаметра.

6. Направление и интенсивность азимутального искривления зависят от геологических факторов.

Источник

Учет искривления скважин

Причины искривления скважин могут быть технологическими, техническими и геологическими.

Технологические причины связаны с применением направлен­ного бурения, к техническим относят сильное давление на забой, приводящее к продольному изгибу бурильных труб, а также резкое несоответствие между диаметрами бурильных труб и долот. Геологическими причинами искривления скважин могут быть чередование пластов различной крепости и их наклон. Долото при переходе из твердых пологопадающих пород в мягкие отклоняется в направлении, перпендикулярном к напластованию. 206

При крутом падении пластов долото скользит по более твердым породам в сторону падения пласта.

Для учета влияния искривления скважины в последней не­обходимо определить угол отклонения от вертикальной оси (рис. 84) и азимут искривления. Под азимутом искривления понимается угол (

Угол отклонения и азимут искривления замеряются в сква­жине специальным прибором, называемым инклинометром, кото­рый спускается в скважину до забоя на трехжильном каротажном кабеле. При подъеме инклинометра на глубинах, кратных 25 м (станциях), делаются остановки для замеров.

Для учета искривления скважины в плане строится специаль­ный чертеж, называемый инклинограммой (ем. рис. 85). За начало координат принимается проекция устья скважины — точка О. Из нее проводят прямую в направлении азимута искривления первого интервала, на которой в масштабе чертежа откладывают отрезок 00_Ь равный горизонтальной проекции первого искрив­ленного интервала. Затем начало координат переносят в точку О_х и далее в такой же последовательности находят горизонтальные проекции следующих искривленных элементарных интервалов. Общее отклонение (L) забоя скважины фиксируется отрезком,

соединяющим начало координат с последней станцией у забоя (00_П). Отклонение забоя скважины до какого-либо пласта опре­деляется интерполяцией расстояния между кровлей или подо­швой пласта и соседней станцией и переносится на структурные и другие виды карт.

Дата добавления: 2015-01-10 ; просмотров: 3551 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

• ← Чем измеряется интернет трафик
• Чем измеряется историческое время 3 класс →