Проектный профиль скважины

1. Проектный профиль скважины должен обеспечивать:

Проектирование профилей направленных
скважин
Проектный профиль скважины должен обеспечивать:
• выполнение скважиной поставленной задачи при требуемом
качестве;
• вскрытие пласта (геологического объекта) в заданной точке при
допустимых отклонениях от нее;
• максимально высокие дебит скважины и коэффициент извлечения
нефти;
• максимально возможное сохранение коллекторских свойств
продуктивного горизонта;
• оптимальное соотношение затрат средств и времени на
сооружение скважины.

2.

Проектирование профилей направленных
скважин
Проектный профиль скважины должен обеспечивать:
• соблюдение инструктивно установленных ограничений на зенитные
углы и интенсивность искривления скважины на различных
интервалах ствола;
• свободное прохождение всего оборудования и инструмента,
опускаемого в скважину;
• возможность любого вида воздействия на пласт с целью
интенсификации добычи флюида;
• минимальную возможность появления различных видов осложнений
и аварий как в процессе бурения, так и эксплуатации скважины;
• минимальное возрастание дополнительных нагрузок на наземное
оборудование и инструмент.

3.

Общий порядок проектирования
1. Выбор типа профиля.
2. Определение допустимой
интенсивности искривления.
3. Расчет профиля.

4.

Требования к профилю скважины
Максимально допустимый зенитный угол
в интервале увеличения угла – 400 ;
в интервале установки погружного насоса – 300 ;
при входе в продуктивный пласт – 250 .
Максимально допустимая интенсивность искривления
в интервале искусственного искривления скважины – 1,5град/10м;
в интервале установки погружного насоса – 3град/100м.

5.

Классификация профилей
направленных скважин
1. По количеству интервалов с неизменной
интенсивностью
искривления
–
двух,
трех,
четырех, пяти и более интервальные.
2. По виду профиля: S – образные, J – образные.
3. По величине радиуса искривления - с
большим,
средним,
радиусом искривления.
малым
и
сверхмалым

6.

Типы профилей направленных скважин
Двухинтервальный профиль
Преимущества:
максимальный отход скважины.
1
Недостатки:
2
постоянное применений специальных
компоновок (отклонителей) на втором
интервале.

7.

Типы профилей направленных скважин
Трехинтервальный профиль с
третьим прямолинейным участком
Преимущества:
минимальное время бурения с
отклонителем;
сравнительно большая величина отхода.
1
2
3
Недостатки:
возможность осложнений при бурении
третьего интервала, особенно в абразивных
породах средней твердости и твердых.

8.

Типы профилей направленных скважин
Трехинтервальный профиль с
третьим криволинейным участком
Преимущества:
упрощается проходка третьего интервала.
1
Недостатки:
2
3
уменьшается отход при прочих равных
условиях;
увеличивается длина интервала бурения с
отклонителем.

9.

Типы профилей направленных скважин
Четырехинтервальный профиль
с четвертым интервалом
уменьшения зенитного угла
Преимущества:
1
сравнительно большая величина отхода;
2
уменьшение вероятности осложнений в
процессе бурения.
3
Недостатки:
4
возрастание сил сопротивления
перемещению колонны туб.

10.

Типы профилей направленных скважин
Четырехинтервальный профиль с
четвертым интервалом увеличения
зенитного угла
Преимущества:
увеличения поверхности фильтрации и
зоны дренирования;
увеличения дебита скважины;
увеличения коэффициента нефтеотдачи
пласта.
1
2
3
4
Недостатки:
сложность реализации.

11.

Типы профилей направленных скважин
Пятиинтервальный профиль
1
Преимущества:
2
при эксплуатации скважины возможна
установка насосного оборудования в
зоне продуктивного горизонта.
3
4
Недостатки:
существенное увеличение нагрузки на
крюке за счет сил трения.
5

12.

Определение допустимой интенсивности
искривления
При
значительной
интенсивности
искривления
сокращаются
дополнительные затраты времени на бурение с отклонителем,
однако
• ухудшаются условия эксплуатации оборудования и инструмента
как при бурении, так и при дальнейшей эксплуатации скважины;
• возможны поломки инструмента;
• увеличивается вероятность образования желобных выработок;
• затрудняется
спуск
в
скважину
оборудования и инструмента.
различных
приборов,

13.

Определение допустимой интенсивности искривления
Минимальный радиус кривизны ствола Rmin определяется
по следующим формулам:
• из условия проходимости оборудования и инструмента по
скважине
L2
Rmin
8( D d K )
,
где L-длина спускаемого инструмента; d-его диаметр; D-диаметр
скважины или внутренний диаметр обсадной колоны; К-необходимый
зазор, К=1,5-3 мм.
• из условия предотвращения желобообразования
Pl
,
Fдоп
где P-натяжение колонны при подъеме инструмента; l -расстояние между
замками; Fдоп-допустимая сила прижатия замка к стенке скважины.
Для условий Западной Сибири при глубинах до 1000 м Fдоп=10кН, при
больших глубинах Fдоп=20-30 кН. В крепких породах Fдоп=40-50 кН.
Rmin
• из условия предотвращения поломок колонн труб
Ed
,
2 изг
где Е-модуль упругости; [ ] -допустимое напряжение изгиба.
Rmin

14.

Расчет профиля скважины
Общий порядок расчета
По ранее пробуренным скважинам определяются закономерности искривления и
влияние на него различных факторов.
По схеме кустования или структурной карте и геологическим разрезам определяются
проектный азимут скважины, глубина скважины по вертикали и проектный отход
(смещение).
Определяется конечная глубина верхнего вертикального участка.
Выбирается КНБК, обеспечивающая необходимую интенсивность искусственного
искривления.
Производится расчет профиля, т.е. определяются зенитные углы в начале и в конце
каждого интервала и величины проекций каждого интервала на горизонтальную и
вертикальную плоскости, а также длина каждого интервала по оси скважины.

15.

Теория расчета криволинейного профиля
Параметрические уравнения элементов
профиля в дифференциальном виде:
H
R
dL
R
dθ
k
h
dL Rd θ
ds dL sin θ
dh dL cos θ
L S R sin d R | cos cos |
n
k
n k
Кh R cos d R | sin k sin n |
S
n
R
57,3 57,3L
i
θ k θ n , отсюда
R | k n |
L
0,01745 R | k n |
57,3

16.

Расчет трехинтервального профиля
h
H1
Исходные данные: глубина по вертикали h,
отход S, длина верхнего вертикального участка
H1, радиус кривизны второго интервала R2.
Необходимый зенитный угол θ2 в конце
второго
интервала
определяется
из
выражения:
R2 R2 S H H 2 S 2 2 R2 S
2 arс cos
,
2
2
R2 S H
где H 2 h H 1 .
H2
R2
l 2 0 ,01745 R2 2 ,
H
H 2 R2 sin 2 ,
S 2 R2 1 cos 2 ,
H3
2
S2
S3
S
l 3 H H 2 cos 2 ,
H 3 h H 1 H 2 ,
S 3 H H 2 tg 2 ,
L H 3 l 2 l 3 .

17.

Расчет четырехинтервального профиля
Исходные данные: глубина по вертикали h, отход S,
длина верхнего вертикального участка H1, радиусы
кривизны R2 и R4 на участках набора и уменьшения
зенитного угла, зенитный угол в конце второго
интервала, определяемый нормативно (например,
250), или принимаемый несколько большим, чем при
расчете трехинтервального профиля.
h
H1
l3 А В ,
h H 1 R2 sin 2
А
S B sin 2 ,
где
cos 2
B R2 1 cos 2 h H 1 R2 sin 2 tg 2 ,
c
4 2 arctg
,
2 c 2
R4
где с 2 R4 S B cos 2 S B 2 cos 2 2 .
H
H2
R2
H3
2
S2
S3
S
S4
l 2 0 ,01745 R2 2 ,
H 2 R2 sin 2 ,
H 3 l 3 cos 2 ,
S 2 R2 1 cos 2 ,
S 3 l 3 sin 2 ,
l 4 0 ,01745 R4 2 4 , S 4 R4 cos 4 cos 2 .

18.

Проектирование по номограммам
Исходные данные:
глубина скважины по вертикали
Но=2150 м,
глубина залегания продуктивного
горизонта Но=2100 м,
отклонение забоя от вертикали А=1200
м.
Определяемые величины:
Зенитный угол в конце интервала
набора 1=35о.
Длина
ствола
до
кровли
продуктивного горизонта Lн=2345 м.
Длина участка увеличения зенитного
угла l2=252 м.
Его вертикальная проекция h=242 м,
горизонтальная проекция а1=80м.
Зенитный угол скважины на конечной
глубине к=19о

19.

TVDкор
Характеристики профилей направленных скважин,
принятые в англоязычной литературе
Интенсивность
искривления - BUR
TVDтер
TVD
кор
R
тер
Н