Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
Левинсон Л М, Габдрахманова К Ф, Зиганшин С С,
2.4. Общий метод проектирования профиля наклонно направленных скважин
2.4.1. Исходными данными при проектировании являются величины А, H, интенсивность набора зенитного угла (
) с помощью применяемых отклонителей на втором участке и усредненная интенсивность уменьшения зенитного угла (
) на соответствующем участке при бурении без ОУ (например, на третьем участке для профиля на рис. 4 б). Дальнейший порядок работ при проектировании следующий.
2.4.2. После обоснования выбора типа профиля применительно к рассматриваемым условиям проводки скважины выбирается длина вертикальных участков.
2.4.3. Длина первого участка (l1 для всех профилей) выбирается с учетом характеристики верхней части геологического разреза и очередности бурения скважин в кусте (при кустовом бурении).
2.4.4. Длина пятого и четвертого (рис. 4 д, е) участков должна на 5–10 % превышать расстояние между кровлей верхнего и подошвой нижнего продуктивных горизонтов многопластового месторождения.
2.4.5. Рассчитываются минимально допустимые радиусы искривления оси скважины (Rmin 1) на участке набора зенитного угла и Rmin 2 на участке уменьшения α по методике, изложенной в работах [4, 8].
2.4.6. В зависимости от выбранной величины Ri рассчитывается проектная величина Δα10 по формуле:
(31)
2.4.7. По требуемой величине 
выбирается ОУ на основании данных по ранее пробуренным скважинам.
2.4.8. Величину R1, получаемую с помощью данного отклонителя, необходимо увеличить на 5–10 % вследствие возможного недобора угла α из-за неточности установки ОУ.
2.4.9. Величина R2 определяется с привлечением информации об усредненной величине 
на участке естественного уменьшения зенитного угла по данным ранее пробуренных скважин с помощью формулы:
(32)
Применение ОУ для получения R2 не практикуется.
2.4.10. Рассчитывается значение α в конце участка набора зенитного угла по формулам, приведенным в табл. 3.
Таблица 3
Формулы для расчета зенитного угла
|
Тип |
Формула |
Примечание |
|
4 а |
|
Ho = H – h1 H – глубина скважины |
|
4 б, в |
|
Для «в» можно
|
|
4 г, д |
|
Ro = R1 + R2 Ho = H – h1 Для «д» Ho = H – h1 – h5 |
|
4 е |
|
Ro = R1 + R2 |
(1)
(3)
2.4.11. Рассчитываются длины, вертикальные и горизонтальные проекции всех участков профиля по формулам, приведенным в табл. 4.
2.4.12. Проверяется равенство сумм горизонтальных и вертикальных проекций профиля, соответственно, величинам А и Н. Допускаемое, при этом отклонение (не более ± 0,3 %) связано с неточностями расчетов и не имеет отношения к кругу допуска, представляющего собой допустимое отклонение фактического положения забоя от проектного.
Таблица 4
Интенсивность увеличения зенитного угла
на 10 м и радиус искривления оси скважины, получаемые с применением кривого переводника
|
Компоновка |
Угол перекоса переводника, град |
Зенитный угол, град |
||||
|
0–10 |
0–20 |
0–30 |
0–40 |
0–50 |
||
|
|
|
|
|
|
||
|
Долото 295,3 мм; |
3–45 |
1,65 347 |
1,56 367 |
1,44 400 |
1,25 458 |
1,08 530 |
|
3–00 |
1,31 437 |
1,28 448 |
1,15 500 |
1,00 573 |
– – |
|
|
2–300 |
1,14 503 |
1,08 530 |
0,96 597 |
0,18 707 |
– – |
|
|
2–00 |
1,00 578 |
0,91 630 |
0,82 700 |
– – |
– – |
|
|
Долото 295,3 мм; |
3–00 |
1,50 382 |
1,37 418 |
1,26 455 |
1,14 503 |
1,04 551 |
|
2–300 |
1,25 458 |
1,17 490 |
1,08 530 |
1,00 573 |
– – |
|
|
2–00 |
1,10 520 |
1,02 560 |
0,93 615 |
0,86 665 |
– – |
|
2.4.13. Вычисляются зенитный угол в конце второго участка (набора α) по формуле (4 а) из табл. 3 и величины проекций и длин участков профиля по формулам, приведенным в табл. 4.
Таблица 5
Значения Δα10 и R1, получаемые с применением ТО
|
Диаметр долота, мм |
Компоновка |
Δα10, град/10 м |
R1, m |
|
295,3 |
ОТС-9»-1°30 |
1,5 |
380 |
|
215,9 |
ОТС-7 1/2»-1°30 |
2.5 |
230 |
|
215,9 |
ОТС-7 1/2»-1° |
2,15 |
265 |
|
215,9 |
ОТС-7 1/2»-1°30 |
2,0 |
285 |
Затем проверяется точность расчетов по формулам:
(33)
(34)
2.4.14. Расчеты трехинтервального профиля с участком свободного уменьшения зенитного угла.
2.4.15. После обоснования величин l1 и R1 при заданных Н и А необходимо обосновать величину вертикальной проекции третьего участка (h2), которая должна несколько превышать расстояние между кровлей верхнего и подошвой нижнего продуктивных горизонтов.
2.4.16. Максимальный зенитный угол (в конце второго и начале третьего участков) определяется по формуле:
αmax = α′ + Δα′, (35)
где α′ – величина зенитного угла, которую необходимо получить на втором участке, если третий участок заменить прямолинейно-наклонным (рис. 22). Угол α вычисляется по формуле (2) из табл. 3;
Δα′ – увеличение зенитного угла (рис. 22), зависящее от интенсивности его уменьшения на третьем участке [6].
2.4.17. Угол Δα′ определяется из соотношения:
(36)
где αк – конечный зенитный угол, который определяется по рис. 23.
При этом необходимо рассчитать l3 по приближенной формуле:
(37)
Из формул (35), (36) получаем:
(38)
2.4.18. Из примера на рис. 23 следует, что после бурения долотом III 215,9 МЗ-ГВ интервала длиной 600 м зенитный угол с начальной величины 25° уменьшается до 14°.
2.4.19. Проекции и длины участков профиля рассчитываются по формулам, приведенным в табл. 6.
2.4.20. Расчеты четырехинтервального профиля (рис. 4 г).
Рис. 22. Трехинтервальный профиль с участком свободного уменьшения α
Исходными данными, как и ранее, являются величины Н, А. Обосновываются h1 и h4 (вертикальная проекция участка свободного уменьшения зенитного угла), а также R1 на втором участке (табл. 5, 6).
По формуле (2) из табл. 3 определяется угол α, который необходимо было бы набрать, если участки 3 и 4 заменить прямолинейно-наклонным участком.
Таблица 6
Формулы для расчета элементов трехинтервального профиля
|
Участок профиля |
Длина ствола, м |
Горизонтальная проекция, м |
Вертикальная проекция, м |
|
1 |
l1 = h1 |
– |
h1 = l1 |
|
2 |
l2 = 0,01745∙R∙αmax |
a2 = R∙(1 – cos αmax) |
h2 = R∙sin αmax |
|
3 |
|
|
h3 = H – h1 – h2 |
|
Всего |
|
|
|
Вычисляется ориентировочно длина участка уменьшения α:
(39)
По графику (рис. 23) определяется конечный угол αк при начальном α′ и длине участка l4.
Максимальный зенитный угол в конце второго участка с учетом его уменьшения на четвертом участке вычисляется по формуле:
(40)
Проекции и длины участков профиля рассчитываются по формулам, приведенным в табл. 7.
После расчета элементов профиля проверяется правильность расчетов по формулам (33), (34).
Рис. 23. Изменение α на участке уменьшения α:
1 – долото МЗГВ; 2 – долото СНГ
Таблица 7
Формулы для расчета четырехинтервального профиля
|
Участок профиля |
Длина ствола, м |
Горизонтальная проекция, м |
Вертикальная |
|
1 |
l1 = h1 |
– |
h1 = l1 |
|
2 |
l2 = 0,01745∙R∙αmax |
a2 = R∙(1 – cos αmax) |
h2 = R∙sin αmax |
|
3 |
|
|
|
|
4 |
|
|
h4 |
|
Всего |
|
|
|
