Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

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
участка

ai

hi

li

1

ai = 0

hi = hв

li = lв

2

a2 = R1(1 – cos α)

h2 = R1sin α

3

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

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

 

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

 

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