Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

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
профиля (рисунок)

Формула

Примечание

4 а

(1)

Ho = H – h1

H – глубина скважины

4 б, в

(2)

Для «в» можно

4 г, д

(3)

Ro = R1 + R2

Ho = H – h1

Для «д»

Ho = H – h1 – h5

4 е

Ro = R1 + R2

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;
турбобур ТСШ-240
(I секция), УБТ 178 мм, 12 м

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;
турбобур Т12МЗ-240, УБТ 178 мм, 12 м

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
проекция, м

1

l1 = h1

h1 = l1

2

l2 = 0,01745∙R∙αmax

a2 = R∙(1 – cos αmax)

h2 = R∙sin αmax

3

 

4

h4

Всего


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074