🗊Презентация Самопроизвольное искривление ствола скважины. Лекция 9

Самопроизвольное искривление ствола скважины

Основные понятия искривления скважин Профиль скважины – проекция оси скважины на вертикальную плоскость. План скважины - проекция оси скважины на горизонтальную плоскость. Зенитный угол θ - угол меду осью скважины или касательной к ней и вертикалью. Азимут α - угол между направлением на север и горизонтальной проекцией оси скважины или касательной к ней, измеренный по часовой стрелке. Длина скважины L - расстояние между устьем и забоем, измеренное по оси. Отход S - длина горизонтальной проекции прямой, соединяющей устье и забой скважины. Глубина скважины h - длина вертикали, соединяющей устье с горизонтальной плоскостью, проходящей через забой скважины. Интенсивность искривления i - темп отклонения скважины от ее первоначального направления по зенитному углу или азимуту. Радиус кривизны R - радиус дуги оси скважины, искривленной с постоянной интенсивностью i. Круг допуска - область вокруг точки проектного забоя скважины.

Бурение вертикальных скважин Вертикальной считается скважина, у которой устье и центр круга допуска лежат на вертикальной прямой, являющейся проектным профилем скважины, а отклонение ствола от вертикали не превышает радиус круга допуска. Проводка строго вертикальных скважин представляет собой сложный процесс, т.к. при бурении часто возникает самопроизвольное искривление ствола, которое затрудняет проводку и последующую эксплуатацию скважины, а также приводит к увеличению стоимости бурения. Наиболее важное значение обеспечение вертикальности ствола имеет для глубоких и сверхглубоких скважин.

Определение Искривлением ствола скважины называется нарушение его прямолинейности. Ось любой скважины, в том числе и забуренной строго вертикально, в той или иной степени отклоняется от прямой линии. Самопроизвольное (естественное) искривление – нежелательное явление, и поэтому его стараются предупредить или уменьшить различными способами. Главные причины искривления скважины: перекос наддолотной части бурильной колонны в стволе; неоднородность свойств разбуриваемых пород.

Причины естественного искривления скважин:

Общие закономерности искривления скважин

Силы, действующие на наддолотную часть КНБК осевая составляющая сила от всех вышележащих сжатых УБТ; изгибающий момент, передаваемый от вышележащих изогнутых УБТ и приложенный к верхнему концу наддолотной компоновки; собственный распределенный вес наддолотной компоновки; боковые силы (силы реакции стенки скважины на компоновку в местах контакта); изгибающий момент в нижней части компоновки, возникающий на долоте вследствие асимметричного разрушения горной породы на забое; реакция забоя скважины, которую в общем случае можно представить в виде двух сил: осевой составляющей и боковой силы; крутящий момент, передаваемый на долото; центробежная сила.

Действие отклоняющей силы на долото

Отрицательные последствия самопроизвольного искривления скважины повышенный износ бурильных труб; увеличение затрат времени на спускоподъемные операции и повышение опасности прихватов; значительные трудности при спуске обсадной колонны в скважину, а иногда и невозможность спустить ее до намеченной глубины; повышение опасности смятия обсадных колонн в интервалах резкого перегиба оси ствола скважины; формирование жёлобов; сложность проведения ловильных работ (например, соединение с оборванной частью бурильной колонны); увеличение протяженности скважины по сравнению с прямолинейной, пробуренной на ту же глубину; необходимость проведения дополнительных работ (выправление ствола, перебуривание отдельных интервалов, проведение контрольных замеров кривизны и т.д.); ошибки в определении позиции залежи, измерении мощности пласта, в подсчете запасов; повышение затрат на бурение скважины.

КНБК для предотвращения естественного искривления скважины Жесткие КНБК – минимальная интенсивность искривления скважины достигается за счет применения в составе компоновки УБТ максимально возможного наружного диаметра и жесткости и рационального размещения двух-трех (и более) опорно-центрирующих элементов, ограничивающих поперечное смещение. Отвесные (маятниковые) КНБК – минимальная интенсивность искривления достигается за счет создания эффекта маятника, который увеличивается с ростом зенитного угла скважины. Эффект маятника может быть создан при размещении в составе компоновки опорно-центрирующего элемента на определенном расстоянии от долота. Параметры КНБК для предотвращения естественного искривления скважины определяются в результате специальных расчетов.

Опорно-центрирующие элементы КНБК Калибраторы - предназначены для калибровки по диаметру ствола скважины и улучшения работы долот. Центраторы - предназначены для центрирования бурильной колонны в месте их установки. Стабилизаторы - предназначены для центрирования бурильной колонны на участке длины стабилизации для стабилизация зенитного угла. Маховики - короткие УБТ, служат для уравновешивания вращающейся массы вала ГЗД, устанавливается под валом ГЗД. Расширители - предназначены для расширения ствола скважины.

Центраторы, стабилизаторы

Технические средства направленного бурения

ПОЛОЖЕНИЕ ВЗД -ОТКЛОНИТЕЛЯ В СТВОЛЕ СКВАЖИНЫ

Переводник искривленный регулируемый

Турбинные КНБК для бурения вертикальных скважин

Буры РТБ : слева – роторно-турбинный бур; cправа – реактивно-турбинный бур