Измерение глубины скважин

1. Измерение глубины скважин

2. Определение глубины

9,995
Запись
каротажа
кабеле
Driller
Releasesна
Brake
растяжении
Insiteпри
Records
Depth Change
Bit Moves as Weight
Bit does not Move
Is Drilled Off
9,997
9,999
Глубина
10,001
10,003
10,005
10,007
10,009
10,011
10,013
Регистрация LWD вниз на сжатии
10,015
0:00:00
0:02:53
0:05:46
Время
0:08:38
0:11:31
0:14:24

3. Сравнение процессов определения глубины

• Каротаж на кабеле:
o
o
o
o
Оценка глубин по считыванию магнитных меток;
Непрерывная коррекция переменного растяжения;
Используются несколько схем измерения длин кабелей;
Мгновенные изменения скорости инструмента автоматически
применяются к данным электромагнитного контроля с
использованием акселерометра.
• LWD:
o Оценка глубин в первую очередь по трубам;
o Отсутствие коррекции на сжатие / растяжения бурильной
колонны;
o Плохая методика отслеживания глубины;
o Ограничения в применении инклинометров некоторого типа;
o Неопределенности пространственного расположения и др.

4. Виды инклинометрии

Приборы, измеряющие
гравитационные и магнитные поля
Магнитометр
Акселерометр
Гироскопические приборы
• Свободные гироскопы (Прибор
ориентирован по определенному
направлению, измеряется отклонение от
этого направления)
• Гироскопы угловой скорости
вращения Земли (Азимут определяется
с помощью измерения угловой скорости
вращения Земли)

5. Пределы допустимых расхождений замеров глубины по стволу

• На рисунке показаны
допустимые расхождения
глубины по стволу между
различными замерами
(в соответствии Технической
инструкцией одной из нефтяных
компаний).
• Согласно ГОСТ Р 53375—2016 по
ГТИ погрешность определения
глубины скважины должна быть
не более 1 м на 1000 м
протяженности ствола скважины.
• Большинство заказчиков считает
приемлемой невязку ≈1м между
транспортной и горизонтальной
секциями.
5

6.

«Пример плохого трекинга глубины.
За 50 метров каротаж во время
бурения складывается гармошкой и
возвращается на место целых 3 раза
относительно перезаписи .
Избавиться от таких эффектов на
глубинах 4000 м невозможно, но
необходимо прикладывать все
усилия, чтобы их минимизировать.
У тех инженеров, кто
ответственно подходит к своей
работе, проблем с разувязкой почти
не возникает.»

7. ГС – глубины - мысли

ГС – глубины мысли
• Привязка данных ГИС к неким
реперам, увязка данных друг к другу.
• При интерпретации вопрос: как
правильно определять глубины
границ пластов? На кривых
наблюдаются разувязки. При
наклонном залегании пластов только
данные имиджа могут точно дать
величину глубины…
7

8. Коррекция прогиба (SAG) КНБК (BHA)

Корректировка ошибки, связанной с несоосностью
прибора и ствола скважины.
Увеличивает точность зенитных углов и нивелирует
ошибку в расчете вертикальной глубины.

9. Коррекция кривизны скважины Local DLS (dogleg severity – интенсивность искривления ствола скважины)

Процесс Local DLS позволяет точно рассчитать
извилистость траектории ствола скважины между
последовательными замерами путем анализа и контроля
данных управления процессом бурения (режимы –
направленный / роторный).

10.

Замер включает в себя три
измерения, таким образом имеет
три источника погрешностей
• Глубина – зависит от точности контроля глубины. При
соблюдении норм ошибка должна быть не велика.
• Зенитный угол – погрешности в измерениях зенитного
угла проявляются в погрешности расчета вертикальной
глубины. Акселерометры дают высокую точность и обычно
эта ошибка не велика (BHA SAG, Local DLS).
• Азимут – точность магнетометров страдает от различных
факторов, искажающих магнитное поле, в котором
находится прибор. Таким образом, это на данный момент
самый большой источник погрешности. (Магнитная
интерференция от КНБК, намагниченный раствор, влияние
соседних скважин, магнитные бури).

11.

Составлено по материалам доц. Сребродольского А.Д.

12.

Инклинометр - прибор для определения на любой
глубине угла отклонения оси скважины от
вертикали и азимута её искривления.
НАКЛОННОЕ БУРЕНИЕ обусловлено:
• особенностью рельефа и поверхности (моря, болота,
озера, населенные пункты, заводы, линии электропередач и
другие промышленные сооружения);
• необходимостью охраны окружающей среды (пахотные
угодья, леса, пастбища и т.д.);
• стремлением к снижению затрат времени и средств на
буровые сооружения и подъезды к ним;
• необходимостью вскрытия круто залегающих пластов;
• необходимостью проводки разгрузочной скважины вблизи
ствола фонтанирующей скважины;
• необходимостью обхода основного ствола при различных
авариях и осложнениях и т.д.

13.

геодезический меридиан
N
Сближение меридианов
Магнитное склонение
Дирекционный угол
Магнитный азимут
скважины

14.

осевой мередиан
gg g
+
Э К В А Т О Р
линия координатной сетки
зоны
линия координатной сетки
g g g

15.

g – угол сближения меридианов;
L – долгота в данной точке;
L0 – долгота осевого меридиана зоны;
В – широта в данной точке.
L0 = 60*N - 3 N = L/60 + 1
Геодезический азимут
- дирекционный угол

16.

Измеряем:
x
dx
dx
1
ℓ - длина ствола,
f – зенитный угол,
- азимут
f
dℓ
dz
y
dℓ -
З
Ю
В
2
С
элементарное
приращение
измеряемого
интервала
Z
dx, dy, dz –
dx = dℓ*sinf*sin
dy = dℓ*sinf*cos
dz = dℓ*cosf
элементарное
приращение
координат

17.

Dl
∆x = 0 sinθ(l)*sin (l)
Dl
∆y = 0 sinθ(l)*cos (l)
Dl
∆z = 0 cosθ(l)*dl
Если направление в пространстве
элементарного участка
исследуемого интервала
охарактеризовать единичным
касательным вектором V, то его
направляющие косинусы будут
равны:
Приращения координат
∆y, ∆z
∆x ,
на исследуемом
∆l
интервале
определяются
путём интегрирования
элементарных приращений по
длине интервала.
cosgy = sinθ*cos
cosgx = sinθ*sin
cosgz = cosθ

18. Методы расчета координат скважины

1. Тангенциальный метод
2. Метод усреднения углов
3. Балансный тангенциальный
(трапецеидальный) метод
4. Метод расчета по радиусу кривизны
5. Метод постоянной кривизны
18

19.

ТАНГЕНЦИАЛЬНЫЙ
1
МЕТОД
Используются значения зенитного угла и азимута, измеренные в нижней
точке интервала.
Делается допущение, что оба эти угла сохраняют свои значения на всей
протяжённости исследуемого интервала, который представляется
отрезком прямой.
Dx = Dℓ*sinfi *sin i
Dy = Dℓ*sinfi *cos i
Dz = Dℓ*cosfi

20.

З
С
ось Х
Dl1
Dl5
Dl4
4
Dl3
Dl2
3
Ю
Z, м
В

21.

МЕТОД УСРЕДНЕНИЯ
2
УГЛОВ
Dx = Dℓ*sin((fi + fi+1 )/2)*sin(( i + i+1)/2)
Dy = Dℓ*sin((fi+ fi+1 )/2)*cos(( i +
i+1)/2)
Dz = Dℓ*cos((fi + fi+1 )/2)

22.

БАЛАНСНЫЙ ТАНГЕНЦИАЛЬНЫЙ
(трапецеидальный) МЕТОД 3
x
Dz1
1
f1
Dz
y
Dz2
1
f2
2
Dx1
z
Dx
Dx2
2
Для каждого участка
определяют приращение
координат тангенциальным
методом.
Результирующие приращения
находят как сумму приращений
координат для верхнего и
нижнего участков.

23.

Dx = Dℓ/2*(sinf1 *sin 1 + sinf2 *sin 2)
Dy = Dℓ/2*(sinf1 *cos 1 + sinf2 *sin 2 )
Dz = Dℓ/2*(cosf1 + cosf2 )

24.

МЕТОД расчета по
РАДИУСУ КРИВИЗНЫ
4
Участок ствола скважины между двумя точками замера
аппроксимируется пространственной кривой.
Принимается, что проекции исследуемого участка ствола между
точками замера на вертикальную и горизонтальную плоскости
представляют собой дуги окружностей. В каждой из плоскостей эти
дуги проходят таким образом, что касательные к ним в точках,
являющихся проекциями точек замера, направлены по отношению к
исходной координатной сетке под углами, равными соответственно
зенитным углам и азимутам в этих точках.
Участок траектории между двумя точками замера
характеризуется двумя параметрами: радиусом кривизны проекции
траектории на вертикальную плоскость (дуга окружности) и радиусом
кривизны проекции траектории на горизонтальную плоскость (дуга
окружности).
Последний радиус является радиусом вертикального цилиндра,
на поверхности которого находится рассматриваемый участок
траектории ствола скважины.

25.

f1
f2
1
Rв
Dz
f1
Dh
2
f2
2
Ds
1
1
Dh
Dy
2
Dx
Rг
2
1

26.

Мет од применим при малом изменении
азимут ов в инт ервале измерений

27.

МЕТОД ПОСТОЯННОЙ
КРИВИЗНЫ
Мет од применим в верт икальных
скважинах
5