🗊Презентация Направления и наклоны. Введение. (Модуль 1)

Direction and Inclination Модуль 1 - Введение Module 1 - Introduction D&M Learning Centers Updated Mar 14th, 2007

Задачи модуля Module Objectives По окончании этого модуля инженер должен уметь: At the end of this module you should be able to Объяснить важность измерений D&I для D&M Explain why D&I is important to D&M Перечислить различные типы профиля скважин List different types of well profiles Перечислить назначения направленных скважин List the applications of directional wells Перечислить и объяснить различные координатные системы List and explain the common oilfield mapping systems Находить точки в зонах UTM по заданным координатам Be able to plot points in UTM zones given the Northings and Eastings Объяснить максимальное значения конвергенции в координатной системе UTM Understand the maximum possible Grid Convergence limit in the UTM coordinate system.

Важность инклинометрии The Importance of D&I Что относится к главным сферам деятельности D&M What are the core D&M businesses Направленное бурение Directional Drilling Инклинометрия – D&I Measurements While Drilling – D&I Каротаж в процессе бурения Logging While Drilling В какой сфере в случае неудачи потенциальный финансовый ущерб может быть наибольшим? Which has the biggest monetary impact if we get it wrong?

Важность инклинометрии The Importance of D&I Выдержка из рекламного сайта D&M: Taken from the D&M external website: «Наш сервис позволяет оптимизировать направленный контроль с момента набора параметров и заканчивая проектной глубиной, сокращая сроки и затраты на бурение. […] Независимо от сложности траектории, мы проведем любую скважину – вертикальную, наклонную или горизонтальную точно туда, куда требуется» “Our drilling services optimize directional control from kickoff to total depth, reducing drilling time and cost. […] Short section or extended reach, we can place your well path where you want it—vertically, tangentially, or horizontally.”

Зачем нужна инклинометрия Why do we need D&I В чем заключается важность инклинометрии? Why are direction & inclination so important? Избежать столкновение с другими скважинами Avoid other wells (Anticollision) Предотвратить пересечение границ лицензионных участков Prevent crossing lease lines, boundaries or borders Попасть в цель Hit the Target

Основные типы профиля скважин Basic Well Profiles Элементы профиля скважины Features of a Well Profile Координаты устья Surface location Точка начала набора параметров Kick Off Point-Build Конец участка набора параметров End Of build/curve Интервал стабилизации Tangent Section Точка начала сброса параметров Drop Off Point Конец участка сброса параметров End of Drop/curve Проектная глубина TD – Total Depth

Основные типы профиля скважин Basic Well Profiles Основные типы профиля Basic Profiles Вертикальная скважина Straight Well (Vertical) S-образная скважина S-Type Well Прямой участок Hold Набор Build Стабилизация Tangent Сброс Drop

Основные типы профиля скважин Basic Well Profiles Основные типы профиля Basic Profiles Наклонная (J-образная) скважина Slant Well (J-Type) Прямой участок Hold Набор Build Стабилизация Tangent Горизонтальная скважина Horizontal Well Различные конфигурации Various configurations

Основные типы профиля скважин Basic Well Profiles Назначения направленных скважин Applications for deviated wells Недоступные участки Inaccessible locations Бурение с берега под морское дно Onshore to Offshore locations

Основные типы профиля скважин Basic Well Profiles Назначения направленных скважин Applications for deviated wells Второй ствол Sidetracking Разведочные скважины с несколькими стволами Multiple exploration wells – Geological sidetrack Бурение под соляной купол Salt dome drilling

Основные типы профиля скважин Basic Well Profiles Назначения направленных скважин Applications for deviated wells Скважины для глушения Relief wells Кустовое бурение Offshore Multi-well drilling

Основные типы профиля скважин Basic Well Profiles

Планирование скважин Planning Wells Клиент заключает контракт с подрядчиком по направленному бурению на разработку профиля скважины When a client wants a well planned then a DD company is contracted to design the well plan. Одной из задач разработчика является перенос 3-мерного профиля скважины на 2-мерный план, что вызывает необходимость использования координатной системы для точного составления плана. This involves designing a 3D well plan on 2D paper. Therefore a mapping system is used to ensure that the map is as accurate as possible Азимут скважины должен быть определен по отношению к используемому северу, будь то: The well has to be planned to the proper north reference. Магнитный север Magnetic North Географический север True North Координатный север Grid North

Картографические проекции Map Projection Картографические проекции Map Projections Картографическая проекция – математическая модель The Map Projection is a mathematical definition Она определяет точку на изогнутой поверхности Земли с помощью широты и долготы It takes a point on the surface of the curved earth and defines it by Latitude and Longitude Далее эта точка может быть нанесена на карту с помощью соответствующей координатной системы This can then be plotted on a flat piece of paper defined by a North and East grid

Картографические проекции Projection Models Две широко применяемые картографические проекции: Two Common Projection Models: Универсальная поперечная проекция Меркатора Universal Transverse Mercator (UTM) Grid System Делит поверхность Земли на 60 равных меридианных зон Divides world into 60 equal longitudinal zones Ширина каждой зоны равна 6 градусам Each zone is 6 deg wide Погрешность увеличивается по мере отдаления от экватора Distortion increases north & south of the equator Коническая равноугольная проекция Ламберта Lambert Conformal Conic Projection Параллели являются дугами концентрических окружностей Parallels of latitude that are unequally spaced arcs of concentric circles Погрешность увеличивается по мере приближения к краям Distortion increases toward the edges

Универсальная поперечная система Меркатора (1) Universal Transverse Mercator (1) Стандартная система Меркатора увеличивает погрешность по направлению к полюсам Standard Mercator causes distortion towards the poles Поперечная система Меркатора уменьшает погрешность по направлению к полюсам Transverse Mercator minimizes distortion towards the poles UTM применяется в ~60 странах UTM is preferred in ~ 60 countries Применяется в странах, вытянутых с севера на юг Used in countries/areas that run primarily North - South

Универсальная поперечная система Меркатора (2) Universal Transverse Mercator (2) Мир делится на 60 зон UTM The world is divided into 60 UTM Zones Расстояния определяются в метрах Length is defined in meters Координаты в сетке UTM должны включать в себя: UTM Grid Reference must include: Номер зоны Zone Number Полушарие (С или Ю) Hemisphere (N or S) Масштаб Scale factor Зависит от координат Function of position in zone Линии масштаба 1:1 находятся на расстоянии ~180 км по обе стороны от центрального меридиана Lines of true scale (1:1) lie ~180 km either side of central meridian

Построение зоны UTM UTM Zone Configuration Экватор проходит с востока на запад Equator runs East  West Центральный меридиан проходит с севера на юг Central Meridian runs North  South Прямоугольная сетка координат наложена на зону для построения проекции Rectangular Grid system superimposed on zone for mapping purposes Позволяет определять координаты по «северному удалению» и «восточному удалению» Allows points to be defined as Northings and Eastings

Зоны UTM – восточное удаление UTM Zone - Eastings Для избежания отрицательных восточных удалений центральному меридиану произвольно присваивается удаление 500 000 м To avoid negative Eastings the Central Meridian is assigned a false Easting of 500,000m На экваторе зона имеет ширину примерно 600 000 м At the Equator the zone is ~600,000m wide Восточное удаление меняется: От ~200 000 до ~800 000 м Range of Eastings are: ~200,000m  ~800,000m Пределы восточного удаления сужаются по мере приближения к полюсам Range of Eastings narrows towards the pole

Зоны UTM – северное удаление UTM Zone - Northings В северном полушарии северное удаление равно нулю на экваторе и растет по мере приближения к северному полюсу Northing Points North of Equator range from zero at the equator increasing to the north В южном полушарии северное удаление равно 10 000 000 м на экваторе и уменьшается по мере приближения к южному полюсу Northing Points South of Equator range from 10,000,000m at the equator decreasing to the south Это устраняет необходимость в отрицательных значениях Avoids negative numbers similar to Eastings Зоны UTM заканчиваются на 84° с.ш и 80° ю.ш. UTM zone is cropped at 84°N and 80°S

Координатный север и конвергенция (1) Grid North & Convergence (1) Линии координатной сетки, указывающие на север, параллельны Grid North lines are parallel Линии, указывающие на географический север сходятся на центральном меридиане True North lines converge on the Central Meridian Координатный и географический север в UTM совпадают только на центральном меридиане и экваторе Grid North and True North are only identical along UTM zone Central Meridian and the equator

Координатный север и конвергенция (2) Grid North & Convergence (2) Угол конвергенции Grid Convergence Угол между географическим и координатным севером, считая от географического Angle from True North (TN) to Grid North (GN) Имеет знак «+» к востоку +ve to the East Имеет знак «-» к западу -ve to the West

Угол конвергенции Grid Convergence Изменяется как синус широты Varies as the sine of the Latitude На экваторе угол конвергенции равен нулю At the equator Grid Convergence = 0º Также изменяется с удалением от ЦМ Also Varies with longitudinal displacement from CM Угол конвергенции = (Sin широты) x (долгота – ЦМ) Grid Convergence = Sin Latitude x (Longitude – CM) Формула для расчета на калькуляторе This will give an accurate answer by calculator Каково наибольшее значение угла конвергенции? What is the biggest Grid Convergence you can have?

Угол конвергенции UTM в разных полушариях UTM Convergence and Hemispheres В любой точке направление на географический север совпадает с меридианом, проходящим через эту точку True North at any point aligns with the longitudinal line through that point В северном полушарии направление на географический север повернуто к ЦМ In the Northern Hemisphere True North points inwards to the CM В южном полушарии направление на географический север повернуто от ЦМ In the Southern Hemisphere True North points outwards from the CM

Упражнение по зонам UTM UTM Zone Exercise В каком квадранте находится данная точка Which quadrant contains the following point? Южное полушарие Southern Hemisphere Северное удаление 9 500 000 м Northing 9,500,000 m Восточное удаление 600 000 м Easting 600,000 m Угол конвергенции положителен или отрицателен? Is the convergence positive or negative?

Ламбертова проекция Lambert Projections Проекция глобуса на конус Projects globe onto a cone Применяется в преимущественно в странах, вытянутых с востока на запад Used in countries / areas that run primarily from East  West Единица измерения - футы Uses feet instead of meters Для определения местоположения необходимо указать номер ламбертовой зоны You must specify the Lambert Zone Number

Ламбертова проекция - масштаб Lambert Projections - Scale Конус Ламберта пересекает землю на стандартных параллелях Lambert cone penetrates the earth along standard parallels Масштаб 1:1 вдоль стандартных параллелей Scale exact along standard parallel Масштаб не изменяется при движении с востока на запад Scale constant E  W Масштаб изменяется при движении с севера на юг Scale changes N  S

Пример ламбертовой проекции - США Example Lambert Projections - USA Применяется для построения карт всех 48 смежных штатов Has been used to map all mainland USA states Стандартные параллели находятся на 33° и 45° с.ш. Standard parallels at 33°N and 45°N Погрешность 0,5 – 1% между 30,5° и 47,5° с.ш. Scale error of 0.5% and 1% between 30.5°N and 47.5°N Максимальная погрешность приходится на штат Флорида – 2,5% Maximum error of 2.5% in Florida

Плоскостные проекции Planar Projections Производятся путем проекции поверхности земли на касательную плоскость Produced by projecting earth onto a tangent plane Масштаб не имеет искажений только в центре карты Only true at the center of the map Погрешность возрастает по направлению к краям карты Distortion increases towards edge of map Обычно применяется для нанесения на карту Северного и Южного полюсов Commonly used to map North & South Poles

Системы координат Grid Systems Компании-операторы на буровых используют местную систему координат Operators use local coordinate systems on rigs Определяется расстоянием по С/Ю и В/З от местной точки отсчета Distance North/South, East/West from a local reference Обычно привязывается к платформе или устью Normally referenced to Structure or Slot Такие системы просты в работе и для понимания Easy to plot and understand

Задачи модуля - повтор Module Objectives - Review По окончании этого модуля инженер должен уметь: At the end of this module you should be able to Объяснить важность измерений D&I для D&M Explain why D&I is important to D&M Перечислить различные типы профиля скважин List different types of well profiles Перечислить назначения направленных скважин List the applications of directional wells Перечислить и объяснить различные координатные системы List and explain the common oilfield mapping systems Находить точки в зонах UTM по заданным координатам Be able to plot points in UTM zones given the Northings and Eastings Объяснить максимальное значения конвергенции в координатной системе UTM Understand the maximum possible Grid Convergence limit in the UTM coordinate system.