Файл: Основные положения.docx

^{hi  H}, (1)

a_i  A

где h_i, a_i– вертикальная и горизонтальная проекции i-го участка профиля со- ответственно, м;

Н, А – проектная глубина и смещение ствола скважины соответственно, м. Значение зенитного угла в верхних интервалах, где располагается внутрискважинное эксплуатационное оборудование, ограничивается некоторой предельной величиной. Поэтому при расчёте параметров профиля скважины следует задавать максимальную величину зенитного угла скважины в конце участка начального искривления, а также в конце расположенного ниже участка увеличения зенитного угла. Поскольку зенитный угол скважины на проектной глубине при проектировании наклонно направленной скважины жёстко не регламентируется, то этот угол целесообразно принять в качестве одной из неизвестных величин. Второй неизвестной величиной в системе уравнений (1) может быть радиус кривизны одного из участков профиля, расположенного ниже участка начального искривления или длина тангенциального участка профиля.

В таблице 1 приведены формулы для расчёта вертикальной и горизонтальной проекций участков плоского профиля наклонных скважин.
Таблица 1 – Формулы расчёта проекций участков проектного профиля

Вид участка профиля	Проекция участка, м		Длина участка, м
	Горизонтальная	Вертикальная
Вертикальный	0	HB	HB
Начального искривления	R  1  cos	R  sin 	    R 180
Малоинтенсивное увеличение угла	R  cos1  cos2 	R  sin2  sin1	2  1     R 180
Малоинтенсивное уменьшение угла	R  cos2  cos1	R  sin1  sin2 	1  2     R 180

---

Примечание к таблице:

Н_В– длина вертикального участка профиля, м;

R – радиус кривизны искривлённого участка профиля, м;

α – зенитный угол в конце участка начального искривления, град.;

α₁, α₂ – зенитный угол в начале и в конце искривлённого участка профиля соответственно, град.
J-образный профиль включает вертикальный участок, участок начального искривления, тангенциальный участок и участок малоинтенсивного увеличения зенитного угла (рисунок 4).

Исходными данными для расчёта профиля являются параметры: H, A, H_B, R₁, R₃, α₁.



Рисунок 4 – Четырёхинтервальный профиль J-образного вида с тангенциальным участком

Длина тангенциального участка и зенитный угол α₃ ствола скважины на проектной глубине Н определяются по формулам:

L  C  Q; (2)

• 
  проектная глубина до кровли пласта Н = 1678 м;
  
• 
  мощность продуктивного пласта – 30 м;
  
• 
  глубина спуска эксплуатационной колонны – 1708 м;
  
• 
  проектное смещение на кровле пласта А = 900 м;
  
• 
  радиус кривизны участка начального искривления R₁ = 382 м;
  
• 
  радиус кривизны участка уменьшения зенитного угла R₃ = 1900 м;
  
• 
  длина вертикального участка Н_В= 80 м;
  
• 
  зенитный угол в конце участка начального искривления α₁ = 30°;
  
• 
  вскрытие пласта производится с уменьшением зенитного угла с интенсивностью 0,5°/10 м.
  

---

На основании исходных данных по формулам (2, 3) определяются величина угла α₃ и длина L тангенциального интервала ствола:

^{B  382 } ^{1  cos30} ^ ^{1678  80  382  sin 30} ^{ tg30  863 ,}
Q  345 ,

C  ^{1678  80  382 sin 30}  900  863  sin 30  1643,

cos30

L  1643  345  1298 м,

---

3. Виды проектного профиля горизонтальных скважин J-образного вида профиля

3.1 Профиль направляющей части горизонтальных скважин

Профиль горизонтальной скважины состоит из направляющей и эксплуа- тационной частей. Эксплуатационная часть профиля расположена в продуктив- ном пласте и называется горизонтальным участком. Наличие такого участка является принципиальным отличием горизонтальной скважины от наклонной скважины, которое определяет методику проектирования и технологию про- водки горизонтальных скважин.

При проектировании горизонтальных скважин используется только J-образный вид профиля. По величине радиуса кривизны направляющей части различают три вида профиля горизонтальной скважины – с большим, средним и малым радиусами кривизны (рисунок 6).


Рисунок 6 – Схемы горизонтальных скважин с большим (> 190 м), средним (30-190 м) и малым (10-30 м) радиусами кривизны
С большим (более 190 м) радиусом кривизны проектируют скважины, которые имеют значительное проектное смещение и длину горизонтального участка (600…1500 м и более). При строительстве таких скважин используется технология и техника наклонно направленного бурения, позволяющая получать максимальную интенсивность искривления в диапазоне 0,7…2,5 град. на 10 м проходки.

Достоинства профиля с большим радиусом кривизны:

• 
  проводка скважины осуществляется с использованием обычных технических средств и технологии наклонного бурения;
  
• 
  достигается максимальная длина горизонтального участка профиля;
  
• 
  можно использовать различные технологии бурения, в том числе роторный способ;
  
• 
  возможность применения обычных обсадных и бурильных труб;
  
• 
  нет жёстких ограничений на выбор схемы заканчивания скважины;
  
• 
  удовлетворяет всем требованиям технологии геофизических исследований и отбора керна.
  

Недостатки:

• 
  значительная протяжённость открытых участков ствола, а следовательно, выше риски осложнений;
  
• 
  большая длина ствола скважины приводит к увеличению времени бурения и стоимости скважины.
  

Профиль со средним радиусом кривизны применяют при строительстве новых скважин, а также боковых стволов. Проектирование профиля скважины осуществляют по радиусу 60…190 м, что соответствует интенсивности увеличения зенитного угла от 10º/10 м до 3º/10 м при максимальной длине горизонтального участка 450…900 м.

---

Достоинства скважин со средним радиусом кривизны:

• 
  уменьшение длины открытого ствола;
  
• 
  возможность проводить каротаж и отбор керна с применением стандартных устройств;
  
• 
  более высокая точность проводки скважины. Недостатки:
  
• 
  необходимость использования некоторых видов специального бурового инструмента;
  
• 
  требуются специальные забойные двигатели;
  
• 
  значительные циклические нагрузки на бурильную колонну приводят к необходимости использования бурильных труб повышенной прочности;
  
• 
  высокая интенсивность искривления ствола скважины ограничивает возможность выбора схемы заканчивания скважины.
  

Горизонтальные скважины с малым радиусом кривизны применяют при строительстве скважин на месторождениях с низким пластовым давлением, находящихся на поздней стадии эксплуатации, а также для бурения боковых стволов.

Профиль скважины с малым радиусом кривизны позволяет установить насосное оборудование в вертикальной части скважины, обеспечить наибольшую точность попадания её ствола в заданную область продуктивного пласта, а также производить бурение направляющей части профиля в межпластовых интервалах геологического разреза. При этом радиус кривизны ствола скважины составляет 10…30 м (интенсивность увеличения зенитного угла – 11…25º/10 м) при длине горизонтального участка от 90 м до 250 м.

Для бурения скважин по малому радиусу в компоновку низа бурильной колонны включают гибкие трубы и укороченный забойный двигатель.

Достоинства скважин с малым радиусом кривизны:

• 
  минимальный интервал направленного бурения;
  
• 
  высокая точность вскрытия пласта горизонтальным стволом;
  
• 
  минимальная длина ствола. Недостатки:
  
• 
  необходимо специальное буровое оборудование и инструмент;
  
• 
  ограничение по длине горизонтального интервала;
  
• 
  проблемы, связанные с управлением азимутом, особенно при роторном бурении;
  
• 
  нельзя использовать обычные системы для проведения каротажа скважины;
  
• 
  ограничение на выбор схемы заканчивания.
  

В случаях, когда конструкция ствола скважины предусматривает установку в искривлённых интервалах ствола промежуточных колонн большого диаметра, используется комбинированный вид профиля. При таком виде профиля верхние интервалы, где располагается жёсткая обсадная колонна, проектируют с большим радиусом кривизны, а нижние – со средним или малым радиусом

---