Расчет профиля. Расчёт проектного профиля направленных и горизонтальных скважин

• Название: Расчёт проектного профиля направленных и горизонтальных скважин
• Дата: 07.02.2021
• Размер: 0.91 Mb.
• Имя файла: Расчет профиля.docx
• Тип: Методические указания; #174462
• страница: 2 из 7

3.2 Область применения и выбор профиля наклонных скважин

S-образный вид профиля наклонной скважины применяетсяпреимущественно в тех случаях, когда вскрытие продуктивного пласта стволом планируется с минимальным зенитным углом, а также при проектировании глубоких скважин.
J-образный профиль наклонной скважины целесообразно применять:
- в целях уменьшения зенитного угла ствола скважины в интервале раз-мещения промежуточных обсадных колонн, а также в интервале установки и работы внутрискважинного эксплуатационного оборудования;
- для увеличения угла вскрытия продуктивного пласта при проектирова-нии пологих скважин;
- с целью уменьшения сил трения и нагрузок на спускоподъёмное обору-дование буровой установки;
- при строительстве кустовых скважин для обеспечения проектного сме-щения забоя скважины от вертикали и, соответственно, рационального количе-ства скважин в кусте при выполнении требований к величине максимального зенитного угла в интервале расположения внутрискважинного оборудования для добычи нефти.
9

При тангенциальном профиле достигается максимальное смещение забоя скважины при минимальной величине зенитного угла ствола скважины. Этот профиль применяют для проектирования наклонно направленных скважин с большим смещением забоя от вертикали.

3.3 Расчёт параметров проектного профиля наклонных скважин

При расчёте профиля скважины кроме проектных значений глубины и смещения ствола задаётся также длина вертикального участка и радиус кривиз-ны участка начального искривления.
Для определения проекций каждого участка профиля на вертикальную и горизонтальную оси необходимо знать радиус кривизны участка профиля, зна-чения 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:

Shi	= H	(3.1)
Sai	,
	= 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 внут-
рискважинное 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 участ-ка увеличения зенитного угла. Поскольку зенитный угол скважины на проект-ной глубине при проектировании наклонно направленной скважины жёстко не регламентируется, то этот угол целесообразно принять в качестве одной из не-известных величин. Второй неизвестной величиной в системе уравнений (3.1) может быть радиус кривизны одного из участков профиля, расположенного ниже участка начального искривления или длина тангенциального участка профиля.

• 
  таблице 3.1 приведены формулы для расчёта вертикальной и горизон-тальной проекций участков плоского профиля наклонных скважин.
  

10

Таблица 3.1 –		Формулы расчёта проекций участков проектного профиля
Вид участка		Проекция участка, м				Длина участка,
профиля		Горизонтальная		Вертикальная			м
Вертикальный		0		HB			HB
		R ×1-cosa	)				a × p × R
Начального		(		R ×sina
искривления
						180
Малоинтенсивное		R ×(cosa1-cosa2)		R ×(sina2-sina1)		(a2- a1)× p × R
увеличение угла
						180
Малоинтенсивное		R ×(cosa2-cosa1)		R ×(sina1-sina2)		(a1- a2)× p × R
уменьшение угла
						180
Тангенциальный		L ×sinaL		L ×cosaL			L
(известна длина L)
Примечание к таблице:
НВ–	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.
3.3.1 Расчёт тангенциального профиля наклонной скважины

Тангенциальный трёхинтервальный профиль (рисунок 3.3) включает верти-кальный участок, участок начального искривления и тангенциальный участок.



Исходными данными для расчёта трёхинтервального профиля являются па-раметры: Н, А, Н_В, R₁.
Уравнения проекций участков про-филя на вертикальную и горизонтальную оси:

НВ+R1sina1+Lcosa1=H.	(3.2)
R1(1 – cosa1) + L sina1= A.	(3.3)

В системе уравнений (3.2) и (3.3) две неизвестные величины – L и a₁.

Значение зенитного угла a1, при ко-
тором обеспечивается проектное смеще-
ние ствола скважины на проектной	Рисунок 3.3 – Трёхинтервальный
глубине Н, получается в результате реше-
	тангенциальный профиль
ния системы уравнений (3.2) и (3.3) и мо-
жет быть выражено формулой:
11

a1 = 2 × arc tg	H	0	- H 2	- A×(2×R - A)
			0	1	,	(3.4)
			2	×R1-A

где H₀= H – H_B.
Длина тангенциального участка определяется по формуле:

12. 
    ₌ ^{A - R × (1 - cos a}1 ⁾ _. sin a₁
    

Пример расчёта трёхинтервального тангенциального профиля наклонной скважины.
Исходные данные:

• 
  глубина спуска направления – 150 м;
  

• 
  глубина спуска кондуктора – 600 м;
  

• 
  глубина спуска эксплуатационной колонны – 1691 м;
  

• 
  проектная глубина до кровли пласта Н = 1649 м;
  

• 
  проектное смещение на кровле пласта А = 500 м;
  

• 
  радиус кривизны участка начального искривления R₁ = 382 м;
  

• 
  мощность продуктивного пласта – 42 м.
  

• 
  целью улучшения спуска и повышения герметичности крепи направле-ния и кондуктора, составленных из обсадных труб большого диаметра, длину Н_Ввертикального участка принимаем равной620м.При этом направление икондуктор будут расположены в вертикальном стволе скважины.
  

На основании исходных данных по формуле (3.4) определяется величина угла α₁ в конце участка начального искривления ствола:

a = 2 × arc tg	1029 - 10292- 500 ×(2 ×382 - 500)				= 28,18	град.
1	2		×382	- 500

Длина участка начального искривления:

		L =10		28,2			= 188 м.
		1			0,15
Длина тангенциального участка:
L =	500 - 382(1 - cos 28,2)								= 962,4 м.
		sin 28, 2
Длина эксплуатационного участка:
L =		H П	=		42			= 47,6 м.
		cos a1
	Э					cos 28, 2

Полученные параметры проектного профиля заносятся в таблицу 3.2.
12
Таблица 3.2 – Расчётные параметры тангенциального трёхинтервального профиля наклонной скважины с проектным смещением 500 м

	Глуби-	Длина	Длина	Сме-	Зенитный	Интен-
Вид участка		ствола,	интервала,	щение,	угол,	сивность,
	на, м
		м	м	м	град.	1°/10 м
Направление	150,0	150,0	150,0	0,0	0,0	0,0
Кондуктор	600,0	600,0	450,0	0,0	0,0	0,0
Вертикальный	620,0	620,0	620,0	0,0	0,0	0,0
Начального	800,0	808,0	188,0	45,0	28,2	1,5
искривления
Тангенциальный	1649,0	1770,4	962,4	500,0	28,2	0,0
Эксплуатационный	1691,0	1818,0	47,6	522,5	28,2	0,0

Тангенциальный трёхинтервальный профиль наклонной скважины с про-ектным смещением 500 м приведён на рисунке 3.4.

Рисунок

3.4 –

Трёхинтервальный профиль наклонной скважины
с проектным смещением 500 м

13

3.3.2 Расчёт S-образного профиля наклонной скважины

S-образный четырёхинтервальный профиль включает вертикальный уча-сток, участок начального искривления, тангенциальный участок и участок ма-лоинтенсивного уменьшения зенитного угла (рисунок 3.5).