Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
Левинсон Л М, Габдрахманова К Ф, Зиганшин С С,
3.4. Расчет профиля скважины с горизонтальным окончанием
Скважины с горизонтальным окончанием (ТС) могут иметь различную конфигурацию.
3.4.1. Устье ГС находится в одной плоскости
с горизонтальным окончанием
В этом случае профиль плоский и состоит чаще всего из пяти участков: вертикального, двух участков набора зенитного угла, наклонно-прямолинейного и горизонтального участков.
Исходными данными для расчета являются:
– отход (расстояние по горизонтали от устья до точки входа в пласт) А;
– глубина кровли Нкр и подошвы Нh пласта по вертикали;
– длина вертикального h и горизонтального l участков;
– радиусы искривления на первом R1 и втором R2 участках набора зенитного угла;
– конструкция скважины;
– азимут скважины φпр;
– интервал установки ЭЦН.
Значения обычно задаются геологической службой НГДУ.
Значения радиусов искривления R1, R2, R3 определяются выбранными типоразмерами отклонителей и имеющимся ограничениями на интенсивность искривления. На первом участке набора зенитного угла используют обычные турбинные (электро-) отключатели, дающие искривление большого радиуса.
На втором и третьем участках набора зенитного угла, как правило, используют забойные двигатели с регулируемым углом искривления между секциями, позволяющие в достаточно широком диапазоне менять интенсивность искривления, а также бурить прямолинейные участки.
Угол входа в пласт αкр во многом зависит от толщины продуктивного пласта. Для того чтобы выйти при переходе к горизонтальному участку приблизительно на середину продуктивного пласта, угол входа в пласт должен быть равен:
где hп – толщина пласта.
Расчетный зенитный угол (ЗУ) на наклонно-прямолинейном участке (участке стабилизации ЗУ) находят из выражения:
Зависимости для выбора вертикальных, горизонтальных проекций участков профиля и их длины приведены в табл. 10.
Зачастую, согласно конструкции ГС предусматривают спуск в кровлю пласта технической колонны. В этом случае добор зенитного угла до 90° в продуктивном пласте осуществляют другой компоновкой, чем при проводке скважины на участке 4a, обеспечивающей на участке 4b искривление по радиусу R3. В этом случае:
Таблица 10
Формулы для расчета плоского профиля скважин
с горизонтальным окончанием
|
Номер |
ai |
hi |
li |
|
1 |
ai = 0 |
hi = hв |
li = lв |
|
2 |
a2 = R1(1 – cos α) |
h2 = R1sin α |
|
|
3 |
|
|
|
|
4а |
|
|
|
|
Итого по кровле пласта |
|
|
|
|
4b |
|
|
|
|
5 |
a5 = lв |
h5 = 0 |
l5 = lв |
|
Итого по скважине |
|
|
|
Пример расчета
Hh = 1960 м, Нкр = 1950м, А = 750 м, Lr = 300 м, hв = 330 м.
Интервал установки ЭЦН 1300–1400 м.
Конструкция скважины:
– направление Dh = 324 на глубину 30 м, DД = 394 мм;
– кондуктор Dk = 245 мм на глубину 300 м, DД = 295 мм;
– техническая колонна DТК = 168 мм на глубину 1950 м, DД = 215,9 мм;
– потайная колонна Dх = 127 мм, DД = 146 мм.
Набор зенитного угла (ЗУ) предполагается начать с глубины 330 м, т.е. hв = 330 м. На первом участке набора ЗУ предполагается использовать ТО2-195, на втором участке набора ЗУ:
– при бурении под техническую колонну – ДР 195;
– при бурении под потайную – ДР 127.
При применении ТО2-195 радиус искривления
Поскольку получаемая этим отклонением интенсивность искривления i = 57,3/R = 0,24 град/м больше максимально допустимой i = 0,15 град/м, используем компоновку Д 215,9; К 215; ШО-195; ТСШ1-195 (l1 = 2,8 м; l2 = 17,3 м; γ = 1,5о).
Расчёт показывает, что это компоновка обеспечивает искривления ствола радиусом R = 450 м (i = 1,28 град/10 м). Таким образом R1 = 450 м.
Для ДР-195 (l1 = 3,6 м; l1 + l2 = 8,25 м; γ = 1,5°), R2 = 180 м.
Для ДО-127(l1 = 2,7 м; l1 + l2 = 6,1 м; γ = 1,5°), R2 = 135 м.
Найдём угол входа в пласт
P = A + R2 cos αкр – R1 = 750 + 180∙cos 74,36° – 450 = 348,5 м;
q = Hкр – R2 sin αкр – h2 = 1950 – 180∙sin 74,36° – 330 = 1446,7 м;
1-й участок:
a1 = 0, h1 = hв = 330 м, l1 = hв = 330 м, l1 = hв = 330 м.
2-й участок:
Рис. 32. Найдём угол входа в пласт
Рис. 33. 1-й участок
Рис. 34. 2-й участок
3-й участок:
4а-й участок:
Рис. 35. 3-й участок
Рис. 36. 4а-й участок
Итого по кровле пласта:
4б-й участок:
Рис. 37. Итого по кровле пласта
Рис. 38. 4б-й участок
5-й участок:
Итого по скважине:
Рис. 39. 5-й участок
Рис. 40. Итого по скважине
После чего заполняем табл. 11.
Таблица 11
Результаты расчета плоского профиля скважины
с горизонтальным окончанием
|
Номер участка |
аi, м |
hi, м |
li, м |
Применяемая компоновка |
|
1 |
0 |
330 |
330 |
0–30 м: Д 394; УБТ 30–300 м: Д 295,3; 3ЕСШ1-240; Ц; УБТ 178–50 м; БТ 300–330 м: Д215,9;3ЕСШ1-195; УБТ 178-20М |
|
2 |
38,9 |
183,0 |
188,5 |
Д 215,9; К215; ШО-195; 2ТСШ1-195; НУБТ; БТ |
|
3 |
595,2 |
1336,8 |
1463,4 |
Д215,9; Ц210-212; 3ТСШ1-195; УБТ; БТ или Д215,К215,4; Ц212; 3ТСШ1-195; УБТ; БТ |
|
4а |
116,0 |
100,1 |
158,2 |
Д215,9; К215,9; ДР 195(γ = 1,5°); ТС; БД |
|
Итого по кровле пласта |
780,1 |
1949,9 |
2140,1 |
|
|
4б |
36,4 |
5,0 |
36,8 |
Д146; К146; ДР147; ТС; БТ |
|
5 |
263,6 |
0 |
263,6 |
Д146; К146; ДР147; ТС; БТ |
|
Итого по скважине |
1050 |
1954,9 |
2440,5 |