Расчет профиля проектной скважины

Отклонение нового забоя от старого должно быть больше радиуса зоны выработки, т.е. второй ствол в интервале ее фильтровой части должен пройти за пределами этой зоны. В противном случае возможны различные осложнения в процессе бурения и, кроме того, будет затруднен нормальный приток жидкости в скважину после зарезки и бурения второго ствола.

При определении профиля ствола следует руководствоваться:

- профиль проектируется на цель заказчика (профиль ствола зависит от направления залегания продуктивного пласта);

- оптимальная длина бокового ствола (зависимость от интервала профиля первоначального ствола скважины);

- интенсивность искривления не должна превышать 5⁰ на 10 метров, за исключением случаев без спуска хвостовика (применение телесистем допускает интенсивность искривления до 12⁰ на 10 метров);

- окно зарезки в обсадной колонне эксплуатационной скважины располагается в интервале глин, между муфтами эксплуатационной колонны (хорошее качество цементирования в межколонном пространстве);

- при выборе интервала забуривания место зарезки бокового ствола выбирается, по возможности, ближе к забою основного ствола, так как в случае низкого качества цементного камня за эксплуатационной колонной или его отсутствия проводятся работы по повторному цементированию затрубного пространства;

- проектирование осуществляется с учетом оптимальной траектории скважины и, исходя из условий возможности проводки скважины при различных режимах бурения, дохождения нагрузки на долото и последующим спуском колонны;

- при проектировании бокового ствола следует учитывать вероятность пересечения соседних стволов;

- проектирование бокового ствола с горизонтальным окончанием необходимо начинать с определения протяженности, формы и направления горизонтального участка скважины (указанные параметры зависят от степени неоднородности продуктивного пласта, его мощности и литологии, распределения горной породы по твердости и устойчивости разреза), и окончательно выбирать после бурения и пробной эксплуатации на конкретном месторождении нефти и газа нескольких разведочных скважин;

- геологическая характеристика разреза должна давать полное представление о следующем:

а) возможность заканчивания скважины без разобщения и изоляции нижней части разреза, включая продуктивный пласт;

б) наличие интервалов устойчивых пород и их мощность;

в) литологический состав, характер и степень фациальных изменений пород продуктивного пласта и вышележащих пластов;

г) углы наклона и его мощность;

- эксплуатационная характеристика пласта должна включать:

а) запасы нефти или газа, добыча которых вертикальными или наклонными скважинами затруднена, либо практически невозможна;

б) пластовое давление;

в) состояние разработки залежи;

г) режим работы пласта;

д) способы эксплуатации и предполагаемая частота, причины и характер ремонтов.

В данном случае расчет профиля наклонной скважины сводится к определению длины тангенциального участка при заданных параметрах (рисунок 2.1).

1. Назначение скважины — эксплуатационная.

2. Проектная глубина по вертикали Н - 3000м.

3. Вид скважины — наклонно-направленная трех интервальная.

4. Азимут бурения - 90°.

5. Радиус кривизны R – 400 м.

6. Максимальная интенсивность изменения зенитного угла — 1,44 град/10м.

7. Отклонение от вертикали точки входа в подошву продуктивного пласта А - 300м.

8. Диаметр колонны, в которой проводятся работы – 245 мм.

9. Зарезка на глубине h₁ = l₁ = 720м.

a

а₂

А

l₃

H

l₁

R

l₂

h₁

h₂

h₃

а₃

Рисунок 2.1 – Расчетная схема профиля скважины

Для расчета профиля скважины используются следующие формулы.

Значение зенитного угла α, при котором обеспечивается проектное смещение ствола скважины на проектной глубине H[1]:

, (2.1)

,

где H₀ = H – h₁=3000 – 720 = 2280 м.

Вертикальный участок:

h₁ = l₁ = 720 м.

Участок набора кривизны:

- горизонтальная проекция

, (2.2)

м;

- вертикальная проекция

, (2.3)

м;

- длина ствола скважины

, (2.4)

м.

Участок наклонно прямолинейный:

- вертикальная проекция

, (2.5)

h₃ = 3000 – (720 + 52,8) = 2227,2 м;

- горизонтальная проекция

, (2.6)

а₃ = 2227,2∙tg8^o= 296,5м;

- длина ствола скважины

, (2.7)

м.

Суммарная длина

- ствола скважины

, (2.8)

L = 720+55,4+2246,6 = 3022 м;

- горизонтальных проекций

, (2.9)

А = 3,5+296,5 = 300 м;

- вертикальных проекций

, (2.10)

Н = 720 + 52,8 + 2227,2 = 3000 м.

Рациональным типом долота данного размера для каждых конкретных геолого-технических условий бурения является такой тип, который при бурении в рассматриваемых условиях обеспечивает минимальную величину эксплуатационных затрат на 1 м проходки.

Для бурения под эксплуатационную колонну диаметром 146 мм необходимо долото, диаметр которого можно определить по формуле:

, (2.14)

где d_м - диаметр муфты эксплуатационной колонны [4], d_м = 166 мм; -минимально допустимая разность диаметров муфт обсадных труб и скважины, мм. Значения приведены в п. 2. 3. [3], в зависимости от диаметра обсадных труб: для труб диаметром 146 мм, r w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="720" w:footer="720" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></w:body></w:wordDocument>"> =20 мм.

d_д= 166 + 20= 186 мм.

Правила [3] допускают отклонение от рекомендуемой величины r w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="720" w:footer="720" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></w:body></w:wordDocument>"> . Поэтому, исходя из практики бурения, выбираем долото диаметром 190,5 мм, которое обеспечит беспрепятственный спуск колонны до проектной глубины, качественное ее цементирование и предотвратит возможные осложнения.

Разнообразие механических свойств горных пород, глубина залегания, разные способы бурения обуславливают использование различных конструкций и типов долот.

Тип долота должен соответствовать определенным свойствам горных пород, которые разбуриваются. Под свойствами горных пород в первую очередь понимается их твердость и абразивность.

Согласно источнику [8], учитывая тип долота и применяемый способ бурения ВЗД, выбираем долота производства ВБМ – III 190,5 М-ГАУ-R65 и III 190,5 С3-ГАУ-R27.

Исходные данные для расчета

Ниже представлены исходные данные для расчета:

- вид технологической операции – бурение;

- скважина наклонно-направленная, профиль скважины состоит из трех участков (рис. 2.1): H=3000 м, h₁=720 м, R = 400 м, α = 8⁰;

- интервал – 720 - 3000 м;

- к началу операции спущен кондуктор диаметром 245 мм;

- бурение ведётся под эксплуатационную колонну диаметром 146 мм;

- способ бурения – ВЗД. Винтовой забойный двигатель ДГ-155, вес (масса) ВЗД Q_зд = 4570 Н (466 кг), длина 4,3 м;

- диаметр долота – 190,5 мм;

- осевая нагрузка на долото – 135 кН (13761 кгс);

- плотность раствора – 1070 кг/ ;

- перепад давления в ВЗД и долоте Δp=6,5 МПа (0,66 кг/мм²);

- коэффициент трения колонны о породу µ = 0,3;

- условия бурения – нормальные;

-клиновой захват ПКР-560 с длиной клина l_k = 400 мм.

Таблица 2.7 - Результаты проектировочного расчета бурильной колонны. Компоновка бурильной колонны (снизу-вверх)

№ п/п	Тип Трубы	Размеры, мм	Группа прочности	Длина секции, м
	НУБТ	159x71
	ПК ПК	127x13 127x9	Д Е	2611,7

Таблица 2.8 - Параметры внутритрубного пространства:

№	Интервал, м
	0 – 2611,7 (ПК 127х9)
	2611,7 – 2861,7 (ПК 127х13)
	2861,7 – 3017,7 (НУБТ)

Таблица 2.9 - Параметры кольцевого пространства:

№	Интервал, м	dc, м	dн, м
	0 – 720	0,225	0,127
	720-2861,7	0,2095	0,127
	2861,7-3017,7	0,2095	0,159
	3017,7-3022	0,2095	0,155

Дата добавления: 2015-07-08