Профиль направленной скважины на нефть и газ

Профиль направленной скважины на нефть и газ должен обеспечить:

• высокое качество скважины как объекта последующей эксплуатации;
• бурение и крепление скважины с применением существующих технологий и технических средств;
• минимальные затраты на строительство скважины;
• возможность применения методов одновременной эксплуатации несколько горизонтов при разработке многопластовых месторождений нефти;
• безаварийное бурение и крепление;
• минимальные нагрузки на буровое оборудование при спускоподъемных операциях;
• надежную работу внутрискважинного эксплуатационного оборудования;
• свободное прохождение по стволу скважины приборов и устройств.

При кустовом бурении профиль направленной скважины должен обеспечить заданную сетку разбуривания нефтегазового месторождения и экономически рациональное число скважин в кусте при соблюдении требований к надёжности эксплуатации скважин.
Проектирование профиля скважины заключается в выборе типа и вида профиля, а также в определении необходимого для расчета геометрии профиля комплекса параметров, включающего: проектные значения глубины и отклонения ствола скважины от вертикали; длину вертикального участка; значения предельных радиусов кривизны и углов наклона ствола скважины в интервале установки и работы внутрискважинного эксплуатационного оборудования, а также на проектной глубине.

Выбор того или иного профиля скважины обусловливает в значительной степени выбор способа бурения, типа породоразрушающего инструмента, параметров режима бурения и др.

Профили наклонно направленных нефтяных и газовых скважин приведены на рис. 5.9., а формулы для определения проекций участков профиля - в табл.5.3.

Рис.5.9. Профили наклонно направленных скважин: Н - глубина скважины, Нв - протяженность вертикального участка; А - отклонение ствола скважины; (Нв+l+L) - протяженность ствола скважины.

Расчет параметров проектного профиля наклонно направленной скважины осуществляется с помощью программы «Проектный профиль», разработанной по ВНИИБТ.

Длина вертикальной скважины совпадает с глубиной, измеряемой по вертикали от ее устья. В наклонном бурении были введены понятия глубина скважины по вертикали и глубина скважины по стволу.

Таблица 5.3 Формулы для определения проекций участков профиля

 

Участок профиля	Горизонтальная проекция	Вертикальная проекция	Длина участка
Вертикальный	0	Нв	Нв
Начального искривления	R(l-cosθ)	R sin θ	θR/57,29578
Малоинтенсивного увеличения зенитного угла	R(cos θ1-cosθ2)	R(sin θ1 -sinθ2.)	(θ1-θ2)R/57,29578
Малоинтенсивного уменьшения зенитного угла	R(cos θ2cos θ1)	R(sin θ1sin θ2)	(θ1-θ2)R/57,29578
Тангенциальный: известна длина участка L известна его вертикальная проекция Hτ	L sin θL Hτ tg θL	L cos θL Hτ	L Нτ /cos θL

Примечание. R - радиус кривизны; θ₁, θ₂ - зенитные углы в начале и в конце искривленного участка профиля соответственно; θ₁ - зенитный угол тангенциального участка.

В целях исключения неоднозначного толкования термина глубина скважины будем измерять ее только по вертикали.

Программой «Проектный профиль» предусмотрен расчет параметров двенадцати видов профиля.

Для выполнения расчетов по программе необходимы следующие параметры профиля наклонно направленной скважины:

• проектная глубина скважины, т.е. глубина расположения кровли или заданной точки продуктивого пласта, в которую нужно вывести ствол скважины;
• конечная глубина скважины;
• смещение ствола скважины на проектной глубине;
• длина вертикального участка;
• радиус кривизны участка начального искривления скважины отклонителем;
• интервал установки внутрискважинного оборудования для добычи нефти и максимальное значение зенитного угла в этом интервале;
• максимальную величину зенитного угла на проектной глубине.

Необходимо также знать технологические возможности используемых искривляющих компоновок низа бурильной колонны (КНБК).
Указанных данных достаточно для определения кривизны и зенитных углов по концам каждого участка профиля.

В результате расчета может быть получена такая кривизна участков профиля скважины, которая не может быть реализована имеющимися в распоряжении бурового предприятия КНБК.

Кроме того, полученные параметры скважины могут не удовлетворять поставленным условиям по зенитному углу в интервале установки насосного оборудовании и на проектной глубине. В этом случае необходимо повторить расчет с новыми исходными данными.

В целях исключения повторных расчетов предусмотрена прогонка по зенитному углу в конце участка начального искривления в некотором заданном интервале. При этом с заданным шагом будут рассчитаны все варианты проектного профиля скважины для установленного диапазона изменения зенитного угла в конце участка начального искривления.

Расчет параметров проектного профиля скважины с участком естественного искривления ведется по программе S-образного профиля. Программой предусмотрен расчет двух видов S-образного профиля.

Первый вид профиля включает следующие участки:

• вертикальный;
• начального искривления отклонителем;
• тангенциальный;
• естественного искривления (см. рис. 5.9, 7).

Второй вид профиля включает участок малоинтенсивного увеличения зенитного угла, расположенный непосредственно за участком начального искривления (см.рис.5.9, 6 и 8).