Основные понятия направленного бурения. Проектирование 3-х интервального профиля в наклонной скважине. Проектирование и расчет профиля ГС. Отклоняющие устройства и их основные элементы, страница 4

Существует несколько типов профилей ГС, отличающихся др. от др. в основном кол-вом интервалов, параметрами искривле­ния ствола скв. на соотв. интервалах. Особенностью проекти­рования профиля ГС явл. то, что его параметры должны быть рассчитаны во взаимосвязи с параметрами конструкции скв., а также с учетом нормальных условий по проходимости и эксплуа­тации внутрискважинного оборудования. Следует отметить, что в мировой практике бурения ННС с большими отходами от верти­кали и ГС существует ряд ограничений и регламентов при про­ектировании скв.
Например: Интенсивность набора кривизны в интервале спуска кондуктора 324-508мм не должна превышать 1град/10м, при этом a_max£25град. При спуске ОТ=244.5мм допустимое значение a_max=60град. При этом в интервале стабилизации кривизны или малоинтенсивного изменения параметров ствола скв., интенсив­ность изменения зенитного угла должна быть £ 4град/100м.

К числу важнейших особенностей конструкции ГС относится то, что нужно в макс. степени сократить длину открытого ствола между глубинами спуска ОК с целью предупреждения ава­рий и осложнений, в условиях, когда ствол скв. имеет большую кривизну. Кроме того, рекомендуется последнюю промежуточную ОК спускать на макс. возможную глубину, например на глубину кровли ПГ. В пределах ПП ствол ГС оставляется либо открытым, т.е. без спуска ОТ, в условиях когда ПП сложен крепкими, прочными устойчивыми породами, либо перекрывается фильтро­выми трубами, или же спускается ЭК, цементируется и перфори­руется.

Рассмотрим случай проектирования 5-ти интервального про­филя ГС, включающего следующие интервалы:

-  АБ – вертикальный участок;

-  БВ – первый участок набора зенитного угла;

-  ВГ – стабилизации зенитного угла;

-  ГЕ – второй участок набора зенитного угла, включающий участки ГД и ДЕ;

-  ЕF – интервал стабилизации зенитного угла, включающий длину горизонтальной части ствола в ПП скв.

5-ти интервальный профиль является обобщенным типом, из которого путем исключения 1-2^-х интервалов, получают 3^-х или 4^-х интервальные профили, также применяемые в практике.

Для расчета параметров профиля ГС, задаются следующими ис­ходными данными, устанавливаемыми геологической службой НГДП:

-  глубина скв. от устья до кровли ПП по вертикали [H_кр];

-  толщина пласта [h_пл];

-  глубина скв. от устья до середины пласта по вертикали [H_сп]

-  длина условного горизонтального ствола [l_гор] в преде­лах ПП, включая длину от кровли до середины пласта;

-  ограничение на величины интенсивности набора зенит­ного угла на 1 и 2^-ом участках работы с отклонителем [i_a1, i_a2] и соотв. радиусов кривизны [R₁, R₂].

Расчет параметров проектного профиля ГС производится снизу вверх:

-  сначала определяется величина зенитного угла ствола скв. на глубине кровли ПГ:
a_кр=arcsin((R₂-h_сп)/R₂), где R₂ – радиус искривления ствола скв. в интервале кровля ПП – середина ПП; h_сп=h_пл/2 – середина ПП.

Пример: h_пл=20м; H_кр=2980м; H_сп=2990м; l_гор=500м; A_кр=700м; R₁=573м; i₁=1град/10м; R₂=286.5м; i₂=2град/10м; a₁=50град; a_кр=74.8град.

Параметры профиля скв. в интервале от кровли до середины ПП (участок ДЕ) хар-ся [l₄] – длиной ствола, [a₄] – отклоне­нием ствола от вертикали.

l₄=0.01745×R₂×(a_гор-a_гр)=76м; a₄=R₂×(cosa_кр-cosa_гор)=75.1м.

Параметры искривления ствола скв. в интервале ГД от конца участка стабилизации до кровли ПП. На этом участке произво­дится набор кривизны от a₁ до a_кр с радиусом искривления R₂.

h₃=R₂×(sina_кр-sina₁)=57м; a₃=R₂×(cosa₁-cosa_кр)=109м; l₃=0.01745×R₂×(a_кр-a₁)=124м.

Прежде чем определить параметры ствола скв. на интервале стабилизации кривизны [ВГ], необх. найти значения h₁, a₁, l₁, при искомых значениях a₁ и R₁.

h₁=R₁×sina₁=439м; a₁=R₁×(1-cosa₁)=204.6м; l₁=0.01745×R₁×a₁=500м.

Интервал стабилизации:

a₂=A_кр-(a₁+a₃)=386.6м; h₂=a₂/tga₁=324м; l₂=h₂/cosa₁=504м.