Работа №2 Графическое построение проекций скважины

Согласно действующим инструкциям, при бурении скважин с кустовых площадок с целью исключения тяжелейшей аварии, которая может возникнуть при направленном бурении, - пересечение стволов двух скважин, проводится графическое построение горизонтальных проекций всех буримых с куста скважин. Масштаб построений оговорен инструкцией и равен 1:200.

Рис.1.6. Окно импорта файлов с данными замеров

Кроме горизонтальной проекции в ряде случаев строиться проекция и на вертикальную плоскость. Этой плоскостью является либо плоскость геологического разреза, либо вертикальная плоскость, проходящая через устье скважины и проектную точку вскрытия продуктивного горизонта.

Построение проекций позволяет контролировать взаимное положение всех стволов скважин и исключить их пересечения. Кроме того, могут быть определены требуемые азимутальный и зенитный углы скважины для вскрытия пласта в заданном проектом точке, а также их возможное отклонение при заданном радиусе круга допуска.

Для построения проекций скважины рассчитываются горизонтальная и вертикальная проекция участков между точками замеров параметров искривления.

Длина вертикальной проекции участка h_i определяется по формуле

(2.1)

Длина горизонтальной проекции участка S_iв для построения вертикальной проекции скважины рассчитывается из выражения

S_iв = l_i · sin θ_iср · cos(α_пр – α_iср), (2.2)

Рис. 1.7. Главное окно Survey Editor, показывающее импортированный и обсчитанный рабочий лист

а при построении горизонтальной проекции

S_iг = l_i · sinθ_iср , (2.3)

где α_iср и θ_iср – соответственно средние азимут и зенитный угол интервала, град; α_пр – проектный азимут скважины, град; l_i – длина интервала, м.

Величина проектного азимута берется из данных по инклинометрии скважины.

Направление на север на горизонтальной проекции определяется откладыванием проектного азимута от горизонтали против часовой стрелки.

Для повышения точности построений необходимо для каждой последующей точки ствола производить суммирование всех предыдущих длин горизонтальных и вертикальных проекций интервалов (см. рис. 2.1).

Задание для работы №2

1. По данным инклинометрических замеров построить горизонтальную и вертикальную проекции скважины в масштабе 1:2000. Проверить точность построения у преподавателя.

2. Для заданной преподавателем проектной точки вскрытия продуктивного горизонта определить требуемые азимут и зенитный угол скважины.

3. Определить допустимые отклонения этих углов при радиусе круга допуска 50 м.

Рис.2.1. Построение проекции скважины

В отчете представляются графические построения проекций скважины.

Работа №3 Аналитический расчет координат ствола скважины

Целью расчета, так же как и графических построений является определение фактического положения ствола и сравнения его с проектным, а также определение требуемых параметров искривления скважины для попадания в заданную проектом точку.

Сущность расчета заключается в определении приращения координат для каждой точки, в которой произведен замер зенитного угла и азимута, а затем – координат любой точки ствола. При этом используется прямоугольная система координат, связанная с устьем скважины. Ось Z направлена перпендикулярно вниз, ось X горизонтальна в направлении на проектную точку, ось Y перпендикулярна осям X и Z и направлена вправо относительно оси X.

В настоящее время известно более десяти методов расчета приращений координат ΔX, ΔY, ΔZ. Наиболее распространенным из них является метод усреднения углов в связи с тем, что он сравнительно прост и в то же время обладает достаточной точностью. Сущность метода заключается в том, что участок ствола между двумя точками замера представляется отрезком прямой, а зенитный угол и азимут на участке интерполяции принимаются равными средним арифметическим соответствующих углов, замеренных в начале и в конце интервала. Следовательно, приращения координат по этой методике могут быть определены по формулам

ΔX = l · sinθ_ср · cos(α_пр - α_ср), (3.1)

ΔY = l · sinθ_ср · sin(α_пр - α_ср), (3.2)

ΔZ = l · cosθ_ср. (3.3)

Координаты любой точки ствола определяются как сумма приращений координат

(3.4)

Ожидаемые координаты точки вскрытия пласта X_ож и Y_ож рассчитываются по формулам

_Xож = X + (H - Z) · tgθ_ож · cos(α_пр - α_ож), (3.5)

_Yож = Y + (H - Z) · tg_θож · sin(_αпр - _αож), (3.6)

а отклонение r_ож предполагаемой точки вскрытия от проектной по формуле

(3.7)

где H – глубина залегания продуктивного горизонта по вертикали, м; S_пр – проектный отход (смещение) скважины, м; _θож и _αож – ожидаемые зенитный и азимутальный углы скважины на кровле продуктивного горизонта, град.

Ожидаемые углы определяются на основании известных закономерностей естественного искривления скважин в интервале от точки с координатами X,Y и Z до входа в продуктивный пласт.

Если величина r_ож больше радиуса круга допуска, то необходимо исправительные работы с целью вывода скважины на проектную траекторию.

Требуемые зенитный θ_тр и азимутальный α_тр углы для попадания ствола в проектную точку определяются по формулам

(3.8)

(3.9)

где (3.10)

а допустимые отклонения требуемых углов Δθ_доп и Δα_доп определяются из выражений

(3.11)

(3.12)

где r – радиус круга допуска, м.