Файл: Основные положения.docx

Оглавление

Введение 3

1. Основные положения 4

2. Виды проектного профиля наклонных скважин 7

2.1 Общие положения 7

2.2 Область применения J-образного профиля наклонно-направленных скважин 9

2.3 Расчёт параметров проектного профиля J-образного профиля наклонно-направленных скважин 10

3. Виды проектного профиля горизонтальных скважин J-образного вида профиля 15

3.1 Профиль направляющей части горизонтальных скважин 15

3.2 Формы горизонтального участка в продуктивном пласте 18

3.3 Выбор направления бурения и расположения горизонтального участка скважины в продуктивном пласте 18

Заключение 20

Список использованных источников 22

Введение

Сложно переоценить значение наклонно-направленного бурения для современной нефтегазовой промышленности. Вскрытие продуктивной толщи направленными, в том числе горизонтальными и разветвленно-горизонтальными скважинами, позволяет повысить продуктивность скважины за счет увеличения площади фильтрации; продлить период безводной эксплуатации скважин; увеличить степень извлечения углеводородов на месторождениях, находящихся на поздней стадии разработки; повысить эффективность закачки агентов в пласты; вовлечь в разработку пласты с низкими коллекторскими свойствами и с высоковязкой нефтью; освоить труднодоступные нефтегазовые месторождения, в том числе морские; улучшить технологию подземных хранилищ газа.

Направленной следует называть такую скважину, которую пробурили вдоль запроектированной пространственной трассы и попали в заданную цель, а ее забой и фильтровая зона не только располагаются в заданной области горных пород, но и ориентированы в соответствии с проектом относительно простирания пласта. Кроме совершенствования технологии разработки нефтяных и газовых месторождений, направленные скважины эффективны во многих других случаях: при бурении в обход осложненных зон горных пород; при бурении под недоступные или занятые различными объектами участки земной поверхности; при глушении открытых фонтанов; при вскрытии крутопадающих пластов и т.д.

---

Профиль направленной скважины должен удовлетворять скоростному и качественному сооружению скважины при обязательном достижении поставленной цели. При этом следует иметь в виду применение трех основных типов профилей, одним из которых является J-образный, состоящий из двух участков – вертикального и набора зенитного угла.

Для J-образного типа профиля длина вертикального участка должна быть максимальной, что позволяет минимизировать длину второго участка и тем самым сократить время работы в скважине с отклоняющими устройствами.

1. Основные положения

Профиль ствола наклонной и горизонтальной скважины включает верти- кальный участок, участок начального искривления, сопряжённые между собой тангенциальные и искривлённые интервалы.

Профиль скважин характеризуется коэффициентом (К_ОТ) отклонения:

К_ОТ = А/Н,

где А – проектное смещение ствола от вертикали, проходящей через устье;

Н - проектная глубина скважины по вертикали.

Верхняя точка интервала начального искривления ствола скважины называется точкой забуривания наклонного ствола.

Кривизна отдельного участка пространственного проектного профиля скважины характеризуется зенитным углом α и азимутом φ в двух крайних точках данного участка.

Отдельный искривлённый участок проектного профиля имеет постоянную кривизну и расположен в одной плоскости, т. е. является дугой окружности.

Поскольку одни геометрические параметры характеризуют профиль скважины в отдельных точках, а другие – интервал, то принимается следующая система обозначений принадлежности параметра к точке или интервалу.

Каждой точке профиля скважины присваивается порядковый номер в направлении увеличения глубины скважины. Рядом с буквенным обозначением параметра, характеризующего точку профиля скважины, указывается цифра, соответствующая порядковому номеру точки, а после буквенного обозначения параметра, относящегося к интервалу профиля скважины, в индексе записываются две разделённые тире цифры, обозначающие крайние точки интервала, например П_1-2 = П₂ – П₁.

Некоторые параметры могут принимать положительное и отрицательное значение, поэтому установленная очерёдность символов должна соблюдаться.

---

Углы обозначаются буквами греческого алфавита, линейные величины –

латинскими, а индексы – цифрами и русскими буквами.

Все углы измеряются в градусах (радианах), линейные величины – в метрах, а интенсивность искривления – в градусах на 10 м длины ствола скважины.

Зенитный угол ствола скважины равен углу между касательной к оси скважины и вертикальной прямой в данной точке.

Геометрическими параметрами, характеризующими участок профиля скважины между точками 1 и 2 (рисунок 2.1), являются:

• 
  изменение зенитного угла (α_1-2);
  
• 
  изменение азимута (φ_1-2);
  
• 
  угол пространственного искривления (γ_1-2), равный углу поворота касательной на участке;
  
• 
  радиус кривизны (R) участка профиля скважины, м;
  
• 
  интенсивность искривления (I), равная приращению угла пространственного искривления на интервале ствола; интенсивность искривления в градусах на 10 метров проходки определяется по формуле:
  

_{I } 573 _;

R

• 
  длина участка (L_1-2) ствола скважины.
  

Рисунок 1 – Геометрическое изображение участка профиля ствола скважины и его параметров , , , 
К параметрам, характеризующим пространственное положение каждой точки профиля скважины, кроме зенитного угла и азимута, относятся:

• 
  суммарный угол (γ) пространственного искривления или суммарный угол охвата (поворота касательной) по всей длине профиля скважины до рассматриваемой точки;
  
• 
  азимут (φ) радиуса кривизны, т. е. азимут горизонтальной проекции радиуса кривизны в направлении к центру кривизны участка профиля скважины;
  
• 
  X_i, Y_i, Z_i– пространственные координаты i-ой точки профиля скважины;
  
• 
  радиус-вектор (R_Г) горизонтального смещения точки профиля скважины в плане;
  
• 
  полярные координаты (L_r, φ_r) точек профиля скважины в плане, смещение горизонтальной проекции точки профиля от центра и азимут смещения соответственно;
  
• 
  угол (β) ориентации искривления (приведённый азимут радиуса кривизны) – это угол между апсидальной (вертикальной) плоскостью и плоскостью искривления участка профиля скважины. Отсчитывается в нормальной плоскости (перпендикулярной к касательной плоскости) по направлению движения часовой стрелки от верхней до главной нормали. Этот угол характеризует ориентацию плоскости, в которой расположен забойный двигатель-отклонитель в процессе бурения.
  

---

Апсидальной плоскостью является вертикальная плоскость, проходящая через касательную к траектории скважины в данной точке.

Кривизна отдельного участка пространственного проектного профиля скважины характеризуется зенитным углом α и азимутом φ в двух крайних точках данного участка. Ось ствола скважины между данными точками является дугой окружности и расположена в одной плоскости.

2. Виды проектного профиля наклонных скважин

   1. Общие положения

Проектный профиль ствола наклонной скважины включает вертикальный участок, участок начального искривления и сопряжённые между собой тангенциальные и искривлённые интервалы.

Профиль наклонной скважины определяют три его точки (рисунок 2):

• 
  устье скважины;
  
• 
  точка вскрытия продуктивного пласта;
  
• 
  конечный забой скважины.
  

Основными параметрами профиля скважины являются:

• 
  глубина скважины, H;
  
• 
  длина ствола, Σl_i, – сумма длин всех участков скважины;
  
• 
  смещение от вертикали, А;
  
• 
  количество участков, i;
  
• 
  длина вертикального участка, H_B;
  
• 
  интенсивность искривления участков, I_i;
  
• 
  радиус кривизны участков, R_i;
  
• 
  угол вскрытия продуктивного пласта, α₂.
  

Рисунок 2 – Проектный профиль наклонно направленной скважины:

R₁, R₂ – радиусы кривизны участков профиля;

α₁, α₂ – зенитные углы по концам искривлённых участков профиля
По форме завершающего интервала все профили наклонно направленной скважины разделяются на три типа (рисунок 3):

• 
  S-образный;
  
• 
  J-образный;
  
• 
  тангенциальный.
  

Проектирование профиля скважины заключается в выборе типа и вида профиля, а также в определении необходимого для его расчёта комплекса параметров, включающего:

• 
  проектные значения глубины и смещения ствола скважины от вертикали;
  
• 
  длину вертикального участка;
  
• 
  значения предельных радиусов кривизны и зенитных углов ствола скважины в интервале установки и работы внутрискважинного эксплуатационного оборудования и на проектной глубине.
  

---

а) б) в)
Рисунок 3 – Типы профиля наклонно направленных скважин: а – тангенциальный; б – S-образный; в – J-образный;

Н – проектная глубина; А – проектное смещение; Н_В– длина вертикального участка; R₁ – радиус кривизны участка начального искривления; ₁ – зенитный угол в конце участка начального искривления; L – длина тангенциального участка; R₂, R₃ – радиус кривизны второго и третьего участков профиля соответственно; ₂, ₃ – зенитный угол в конце третьего участка профиля и на проектной глубине соответственно

2. Область применения J-образного
   профиля наклонно-направленных скважин

J-образный профиль наклонной скважины целесообразно применять:

• 
  в целях уменьшения зенитного угла ствола скважины в интервале размещения промежуточных обсадных колонн, а также в интервале установки и работы внутрискважинного эксплуатационного оборудования;
  
• 
  для увеличения угла вскрытия продуктивного пласта при проектировании пологих скважин;
  
• 
  с целью уменьшения сил трения и нагрузок на спускоподъёмное оборудование буровой установки;
  
• 
  при строительстве кустовых скважин для обеспечения проектного смещения забоя скважины от вертикали и, соответственно, рационального количества скважин в кусте при выполнении требований к величине максимального зенитного угла в интервале расположения внутрискважинного оборудования для добычи нефти.
  

3. Расчёт параметров проектного профиля J-образного профиля наклонно-направленных скважин

При расчёте профиля скважины кроме проектных значений глубины и смещения ствола задаётся также длина вертикального участка и радиус кривизны участка начального искривления.

Для определения проекций каждого участка профиля на вертикальную и горизонтальную оси необходимо знать радиус кривизны участка профиля, значения зенитных углов по его концам, длину и угол наклона тангенциального участка, если он имеется. Указанные параметры профиля могут быть найдены из решения системы уравнений, которые в общем виде выглядят следующим образом:

---