Выявление закономерностей естественного искривления скважин

Содержание

 

Содержание......................................................................................................... 3

Введение.............................................................................................................. 3

1. Выявление закономерностей естественного искривления скважин.............. 3

2. Расчет координат проектной скважины........................................................ 3

3. Выбор технических средств и описание методики проведения инклинометрии............................................................................................................................. 3

3.1 Оперативный контроль искривления скважин............................................ 3

3.2 Плановый контроль искривления скважин................................................. 3

3.3 Инклинометры.............................................................................................. 3

3.3.1 Инклинометры для оперативного контроля............................................ 3

3.3.2 Инклинометры для планового контроля.................................................. 3

4. Выбор средств и описание технологии борьбы с естественным искривлением 3

5. Выбор средств и описание технологии развития искривления.................... 3

6. Выбор технических средств и описание технологии искусственного искривления скважины............................................................................................................. 3

7. Расчёт угла установки отклонителя............................................................... 3

7. Спецвопрос..................................................................................................... 3

Заключение......................................................................................................... 3

Список литературы............................................................................................ 3

 

Введение

 

Техника и технология направленного бурения (НБ), отработанная методика проектирования и корректирования траектории геологоразведочных скважин являются одним из средств совершенствования процесса геологоразведочных работ, обеспечивающим сокращение объёма бурения при одновременном повышении информативности скважин.

Курс «Направленное бурение скважин» выделился из общего курса «Бурение скважин» в самостоятельный, что было связано с увеличением информации о естественном искривлении скважин, с развитием техники и технологии НБ. В то же время в производственных геологоразведочных организациях для обобщения опыта НБ, разработки совершенной и внедрение новых технических средств НБ создавались и успешно функционировали специализированные подразделения технической службы бурения. Совершенствование технических средств НБ, измерительной и контрольной аппаратуры и развитие теоретических положений, выполненных в научно-исследовательских (Всесоюзном институте методики и техники разведки, Казахском институте минерального сырья, Забайкальском комплексном институте) и учебных университетах и институтах (Томском политехническим, Свердловском горном и др.) позволили повысить надежность выполнения скважин геологического задания, а также бурить скважины по сложным, но технически и экономически обоснованным траекториям. Большой информационный производственный материал с данными об опыте бурения и показателях процесса искривления скважин, обобщение этого материала, представленное в изданной литературе по технике и технологии НБ скважин, служили базой для последовательного формирования учебного курса по НБ [3, 4].

Выбор технических средств и описание методики проведения инклинометрии

 

В процессе бурения необходимо контролировать положение оси скважины в пространстве с целью: определения истинного положения полезного ископаемого и правильного построения геологического разреза и определения положения забоя скважины.

Различается два вида контроля искривления скважин – оперативный и плановый.

Оперативный контроль искривления скважин

 

Оперативный контроль – осуществляется силами буровой бригады через 15 – 20 м бурения скважины или один раз в сутки и предназначен для определения начала существенного искривления скважины и своевременного принятия мер для его устранения.

Оперативный контроль следует проводить при:

1) пересечении буровым снарядом перемежающихся слоев пород различной твердости, сопровождающемся изменением зенитного и азимутального углов;

2) пересечении мягких несцементированных или сильно разрушенных пород, тектонических нарушений, трещин, пустот, а также при выходе из зоны осложнения;

3) смене пород с различными анизотропными свойствами;

4) смене диаметра скважины;

5) перед каждым циклом искусственного искривления и по окончания цикла искривления;

Плановый контроль искривления скважин

 

Плановый контроль – осуществляется геофизическими (каротажными) отрядами через определенные интервалы бурения (практически через 200 – 300 м проходки) или по всему стволу скважины после окончания ее бурения до проектной глубины.

Особенности технологии проведения планового контроля:

· измерение зенитных и азимутальных углов осуществляется обычно через 10 – 20 м при подъеме прибора (инклинометра) из скважины;

· скорость подъема прибора не > 2000 – 2500 м/час;

· глубины определяются по счетчику;

· при повторных замерах в одной скважине перекрывается не менее 5 точек прежнего замера;

· результаты измерений заносятся в буровой журнал.

Инклинометры

 

По назначению инклинометры разделяются на приборы:

· для измерения только зенитного угла;

· для измерения зенитного угла и азимута.

Датчики для измерения зенитного угла разделяются на две группы:

· использующие принцип горизонтального уровня жидкости;

· использующие принцип отвеса.

Датчики для измерения азимута:

· магнитная стрелка;

· гироскоп;

· щуп.

По способу измерения и передачи информации на поверхность инклинометры подразделяются на:

· забойные, производящие измерения и передачу информации в процессе бурения (телеметрические системы);

· приборы, опускаемые в скважину на кабеле и выдающие информацию в процессе подъема из скважины или спуска;

· автономные приборы, спускаемые на колонне бурильных труб и выдающие информацию только после подъема инструмента.

Состав и назначение блоков

БИЧЭ включает двухканальный микромеханический преобразователь ускорений линейных (ПУС) и микромеханический преобразователь скорости угловой ПСК(У). Ось чувствительности ПСК(У) расположена по продольной оси скважинного прибора, а оси чувствительности ПУС – взаимноортогональны и перпендикулярны продольной оси.

Электронный блок, включающий аналого-цифровые преобразователи, контроллер внутреннюю память, обеспечивает преобразование аналоговых сигналов БИЧЭ в цифровой код и регистрацию измерительной информации во внутренней памяти.

Вторичный источник питания преобразует постоянное напряжение аккумуляторной батареи 9 – 12 В в стабилизированные напряжения, необходимые для функционирования БИЧЭ и электронного блока.

Аккумуляторная батарея скважинного прибора выполнена в виде герметичного сменного блока, позволяющего осуществить его замену в полевых условиях.

Ручная лебедка, устанавливаемая на обсадной требе скважины с помощью устройств крепления, обеспечивает спуск и подъем скважинного прибора в скважине. В состав лебедки входит барабан с тросом, датчик глубины спуска, стопорное устройство. Датчик глубины спуска состоит из мерного колеса, охватываемого тросом и валкодера, включающего оптоэлектронные датчики угла поворота колеса. При спуске угол поворота мерного колеса пропорционален перемещению скважинного прибора.

Пульт управления обеспечивает управление режимами функционирования инклинометра и включает клавиатуру, дисплей, съемный модуль Flash-памяти, контроллер и автономный источник питания. Пульт управления подключается к скважинному прибору и датчику глубины спуска. При спуске скважинный прибор отсоединяется от пульта управления и переводится в автономный режим работы [6].

Визирное устройство предназначено для установки базовой линии скважинного прибора по направлению на реперный пункт с известными координатами. При визировании на реперный пункт визирное устройство устанавливается в верхней части корпуса скважинного прибора на базовой поверхности.

Технология съемки группы скважин включает последовательное выполнение процедур [6]:

· установку скважинного прибора инклинометра и наземного оборудования в исходном положении в устье одной из скважин;

· привязка с помощью визирного устройства базовой линии скважинного прибора к реперному пункту;

· включение с помощью клавиатуры пульта управления скважинного прибора, проверка его функционирования, ввод исходных данных (координат устья скважины и реперного пункта, параметров скважины);

· перевод скважинного прибора в автономный режим записи измерительной информации и отсоединение пульта управления от скважинного прибора;

· спуск скважинного прибора в положение забоя скважины и последующий подъем в исходное положение с помощью ручной лебедки;

· подключение скважинного прибора к пульту управления, выключение автономного режима записи, перезапись измерительной информации во Flash-память пульта управления, выключение инклинометра;

· выполнение перечисленных процедур на каждой скважине всей группы скважин;

· выполнение камеральной обработки с использованием программно-математического обеспечения инклинометра и построение конечного продукта съемки – чертежей сечений группы скважин по заданным глубинам.

Основные технические данные:

· инклинометр работоспособен:

1) в диапазоне температур окружающей среды от – 20 до +40 °С;

2) при вибрации в диапазоне частот от 10 до 55 Гц с амплитудой – 2 10 м/с2;

3) при многократных ударах с ускорением 20 м/с и длительностью ударного импульса 2 мс;

4) в обводненных скважинах с глубиной водяного столба до 50 м

· инклинометр обеспечивает съемку вертикальных скважин, обсаженных стальными трубами со следующими параметрами:

1) внутренний диаметр труб – 76 – 102 мм;

2) глубина скважины – 100 м;

3)  диапазон зенитных углов скважины – ± 8°.

· погрешность определения глубины – ± 0,3 м;

· диапазон измерения плановых координат X, Y – ± 2 м;

· случайная составляющая погрешности определения плановых координат X, Y, – 50/100 мм/м;

· габаритные размеры скважинного прибора:

1) диаметр – 68 мм;

2) длина – 1270 мм;

3) масса скважинного прибора – 10 кг.

 

3.3.2 Инклинометры для планового контроля

Жесткие компоновки

Двойные жесткие компоновки

Двойные жесткие компоновки применяются в основном при бескерновом бурении, что объясняется особенностями их конструкции.

По данным Мельничука И. П. наименьшая интенсивность естественного искривления была обеспечена компоновкой следующей конструкции (рис. 13). Толстостенная труба 3, выполненная из ниппельной заготовки диаметром 57 мм с толщиной стенки 6,0 мм, с помощью ленточной резьбы соединяется с переходником 5 диаметром 73 мм, который имеет также внутреннюю резьбу для соединения с шарошечным долотом. Внутренняя труба 3 помещается в наружную трубу-кожух, выполненную из ниппельной заготовки диаметром 73 мм с толщиной стенки 6,5 мм. В этом случае радиальный зазор 4 между наружной и внутренней трубами составляет 1,5 мм. Этого достаточно для прохождения внутренней трубы в наружную даже при некоторой их эллиптичности. Зазор между трубами заполняется графитовой смазкой, смазкой КАВС или солидолом.

Переходники 1, 5 армируются твердосплавными вставками 6, выступающими над телом переходника на 0,5 – 1,0 мм, служащими для калибровки ствола скважины и предохранения переходника от износа.

Рис. 12. Жесткая компоновка                          Рис.13. Двойная труба-стабилизатор ПГО «Востокгазгеология»

 

При данной конструкции низа бурильной колонны крутящий момент и осевая нагрузка на долото передаются только через внутреннюю трубу. Наружная же труба-кожух не подвергается ни осевым нагрузкам, ни скручивающим усилиям, выполняя роль центратора низа колонны и стабилизатора направления ствола скважины, а также играя роль гасителя поперечных вибраций снаряда, что положительно сказывается на ресурсе долота.

Использование двойных труб-стабилизаторов позволяет снижать интенсивность естественного искривления в 3 – 4 раза.

 

Коронки неправильной формы

Базированные коронки

Базированные коронки (рис. 19) предназначены для снижения интенсивности искривления скважины.

Коронка состоит из корпуса 1 к которому присоединена металло-керамическая матрица 2, содержащая естественные или искусственные объемные 3 и подрезные 7,8 алмазы. Наружная часть торца матрицы наклонена под углом γ к поперечной оси. В наклонной части торца матрицы выбран паз 4 (на рис. 15 горизонтальная проекция паза показана пунктиром). В боковую поверхность матрицы вмонтированы базовые направляющие 5,6. Базовые направляющие разнесены на угол β. Наружная поверхность матрицы коронки, заключенной между сторонами угла β, подрезными алмазами не армирована.

Рис. 19. Схема базированной коронки

 

При появлении некоторой посторонней поперечной силы, вызванной известными геолого-техническими причинами, величина и направление равнодействующей всех поперечных сил меняется, но не выходит за пределы сектора, ограниченного базовыми направляющими, что исключает возможность прижатия матрицы ее вооруженной частью к стенке скважины и резко снижает интенсивность увода скважины от первоначального направления.

Базированная коронка защищена авторским свидетельством (автор Кривошеев В.В.).

 

Гибкие компоновки

 

Шарнирные компоновки позволяют регулировать интенсивность естественного искривления скважин в изотропных породах. Для выполаживания скважин используются одношарнирные компоновки (рис. 24) характеризующиеся тем, что диаметр колонковой трубы на один стандарт меньше диаметра ПРИ, имеющего утолщенную матрицу (12А3, 13И3). В качестве ПРИ при бурении скважин шарнирными компоновками могут использоваться алмазные и шарошечные долота.

За счет веса бурильных труб шарнир прижимается к лежачей стенке скважины, и между осями компоновки и скважины появляется угол перекоса, ориентированный на выполаживание. Различаются две конструкции одношарнирных компоновок – с опорой на коронку и промежуточной опорой.

Двухшарнирные компоновки (рис. 25) применяются для уменьшения зенитного угла скважины. Однако снижение зенитного угла (Δθ) не должно превышать величины, определяемой из выражения (19)

,                              (19)

где D – диаметр скважины; d – диаметр БТ; l – длина колонковой трубы; l_к – длина коромысла; L – длина интервала искривления; f – угол перекоса коромысла (f = 5 – 7 град).

При несоблюдении этого условия может начаться выполаживание скважины (рис. 26) за счет перемещения верхнего шарнира от лежачей к висячей стенку скважины.

 

При исследовании работы шарнирных компоновок выяснилось, что компоновка вращается не только вокруг своей оси, но и вокруг оси скважины, накатываясь на стенку. Таким образом, при правом вращении снаряда имеет место левая прецессия снаряда (рис. 27).

Интенсивность искривления скважин компоновками в ряде случаев достигает 1 – 1,5 град/м, в среднем же находится на уровне 0,2 – 0,3 град/м.

Основным элементом шарнирных компоновок является буровой шарнир, обеспечивающий передачу крутящего момента и осевой нагрузки от одного к другому несооснорасположенному элементу бурильной колонны.

Рис.24. Одношарнирная компоновка.        Рис.25.Двухшарнирная компоновка

Рис.26.Выполаживание скважин                          Рис.27.Обратная прецессия

двухшарнирной компоновкой.                             бурового снаряда

 

Шарнир ШБЗ-6 (рис. 28) состоит из корпуса 1, оси 2 и четырех специальных пальцев 3, которые входят в соответствующие гнезда оси и окна корпуса. Пята 5, прижимаемая пружиной 6 к сферической поверхности оси, предназначена для уменьшения утечек промывочной жидкости. Пальцы от выпадания удерживаются втулкой 4. С колонной БТ шарнир соединяется переходником 7. Диаметр шарниров от 44 до 73 мм.

Рис.28. Шарнир ШБЗ-6:

1-корпус; 2-ось; 3-палец; 4-втулка; 5-пята; 6-пружина; 7-перехожник.

 

Коронки правильной формы

Балансированные коронки

Для управления искривлением скважин в ТПИ разработаны балансированные коронки (авторы Кривошеев В.В., Нейштетер И.А., Сулакшин С.С., Дельва В.А.).

Характер искривления и направление искривления зависят от соотношения сил, формирующихся на боковых поверхностях матрицы коронки, являющихся результатом разложения некоторой дезориентирующей силы N, которая, в свою очередь, является продуктом действия геолого-технических факторов, отклоняющих скважину от первоначального направления. Соотношение сил зависит от количества подрезных алмазов на боковых поверхностях матрицы, поэтому появляется возможность управления искривлением, увеличивая или уменьшая соотношение подрезных алмазов на боковых поверхностях коронок, и обеспечивая тем самым левое или правое отклонение скважины от первоначального направления естественного искривления. Немаловажное значение здесь играет и фрезерующая способность подрезных алмазов. Определенно, в частности, что наиболее эффективно фрезеруют стенку скважины острые алмазы изометричной формы. Таким образом, эффект искривления скважины в нужном направлении может быть усилен за счет установки на соответствующих поверхностях алмазов различной формы (дробленых или овализованных).

Фрезер-разбурник

Фрезер-разбурник предназначен для проработки искривлённых участков скважины после их отклонения с целью создания нормальных условий работы бурового снаряда и колонны бурильных труб.

Фрезер-разбурник с центрирующей муфтой (рис.33) состоит из ПРИ 1, переходника 2, бурильных труб 3, алмазного фрезера 4, подкоронника 5 и муфты центратора 6.

Шарнирная компоновка

Шарнирная компоновка ШК-57 (рис. 34) необходима для предотвращения срезания изгиба ствола, полученного с помощью съемного отклонителя и увеличения набора кривизны. Диаметр колонковой трубы 75 мм, а её длина 1200 мм.

 

Последовательность операций цикла искусственного искривления:

1) инклинометрия призабойной зоны;

2) чистка скважины долотом от выступов керна;

3) ориентация отклонителя на поверхности;

4) спуск отклонителя в скважину и вывешивание его над забоем;

5) интенсивная промывка забоя скважины;

6) ориентация отклонителя;

7) постановка отклонителя на забой;

8) раскрепление отклонителя;

9) выкручивание отбурочного снаряда из страховочной гайки;

10) бурение пилот скважины

11) постановка на забой отбурочного снаряда;

12) срыв керна;

13) извлечение отклонителя из скважины;

14) проверка правильности бурения пилот скважины;

15) удлинение и расширение пилот скважины до номинального диаметра;

16) фрезерование уступа;

17) бурение скважины шарнирной компоновкой укороченным рейсом до тех пор, пока не войдет стандартная колонковая труба;

18) инклинометрия искривления ствола скважины.

Спецвопрос

Аварии

Аварии, возникающие при бурении, можно разделить на четыре группы:

· аварии с долотами (отвинчивание долота при спуске инструмента вследствие недостаточного его закрепления, слом долота в результате перегрузки и т.д.);

· аварии с бурильными трубами и замками (слом трубы по телу; срыв резьбы труб, замков и переводников и т.д.);

· аварии с забойными двигателями (отвинчивание; слом вала или корпуса и т.д.);

· аварии с обсадными колоннами (их смятие; разрушение резьбовых соединений; падение отдельных секций труб в скважину и т.д.).

Для ликвидации аварий применяют специальные ловильные инструменты (рис. 36): шлипс, колокол, метчик, магнитный фрезер, паук и другие. Однако лучше всего предотвращать аварии, строго соблюдая правила эксплуатации оборудования, своевременно осуществляя его дефектоскопию, профилактику и замену.

Осложнения

Обвалы пород возникают вследствие их неустойчивости (трещиноватости, склонности разбухать под влиянием воды). Характерными признаками обвалов являются:

1. значительное повышение давления на выкиде буровых насосов;

2. резкое повышение вязкости промывочной жидкости;

3. вынос ею большого количества обломков обвалившихся пород и т.п.

Поглощение промывочной жидкости – явление, при котором жидкость, закачиваемая в скважину, частично или полностью поглощается пластом. Обычно это происходит при прохождении пластов с большой пористостью и проницаемостью, когда пластовое давление оказывается меньше давления столба промывочной жидкости в скважине.

Интенсивность поглощения может быть от слабой до катастрофической, когда выход жидкости на поверхность полностью прекращается.

Для предупреждения поглощения применяют следующие методы:

1. промывка облегченными жидкостями;

2. ликвидация поглощения закупоркой каналов, поглощающих жидкость (за счет добавок в нее инертных наполнителей - асбеста, слюды, рисовой шелухи, молотого торфа, древесных опилок, целлофана; заливки быстросхватывающихся смесей и т.д.);

3. повышение структурно-механических свойств промывочной жидкости (добавкой жидкого стекла, поваренной соли, извести и т.п.).

Газо-, нефте- и водопроявления имеют место при проводке скважин через пласты с относительно высоким давлением, превышающим давление промывочной жидкости. Под действием напора воды происходит ее перелив или фонтанирование, а под действием напора нефти или газа - непрерывное фонтанирование или периодические выбросы.

К мероприятиям, позволяющим избежать газо-, нефте- и водопроявлений, относятся:

1. правильный выбор плотности промывочной жидкости;

2. предотвращение понижения ее уровня при подъеме колонны бурильных труб и при поглощении жидкости.

Прихваты бурильного инструмента возникают по следующим причинам:

1. образование на стенках скважины толстой и липкой корки, к которой прилипает бурильный инструмент, находящийся без движения;

2. заклинивание бурильного инструмента в суженных частях ствола или при резких искривлениях скважины, при обвалах неустойчивых пород, при осаждении разбуренной породы в случае прекращения циркуляции.

Ликвидация прихватов – сложная и трудоемкая операция. Поэтому необходимо принимать все возможные меры, чтобы их избежать.

Причины аварий

Технические причины аварий

1. Неудовлетворительное качество исходного материала (механическая прочность, упругость, твердость, морозостойкость, коррозиестойкость и т. д.), из которого изготовлены буровые установки, технологический, вспомогательный и специальный инструмент, контрольно-измерительные и регистрирующие приборы, технические средства для гидрогеологических и геофизических исследований в скважинах.

2. Применение изношенных технических средств со скрытыми конструктивными недостатками или изготовленных (отремонтированных) с нарушением.

3. Усталость металла, возникающая в процессе эксплуатации под действием различных нагрузок, меняющихся по величине и направлению.

4. Использование технических средств, которые не соответствуют в полной мере своему назначению.

5. Низкие эргономические показатели применяемых технических средств, особенно в отношении оптимального распределения функций между человеком и машиной, соответствия системы управления и контроля психофизическим возможностям человека, рационального конструктивного решения рабочего места.

Заключение

 

 Развитии е техники и технологии направленного бурения является одним из эффективных путей повышения качества и экономичности буровых работ. Несмотря на имеющиеся достижения в разработке новых технических средств при внедрении методов направленного бурения, пока еще не везде в полной мере используют благоприятные геолого-методические предпосылки для совершенствования методики поисков и разведки на основе направленного бурения, еще недостаточно высок общий технологический уровень выполнения работ.

Анализ современного состояния проблемы направленного бурения и изучение основных тенденций развития технического прогресса позволяет считать перспективными следующие пути повышения эффективности методов направленного бурения.

1. Более широкое использование возможностей направленного бурения для совершенствования методики разведки.

2. Совершенствование системы планирования и нормирования.

3. Обеспечении производственных организаций комплексами технических средств для искусственного искривления скважин, а в связи с этим расширение объема серийного производства этой техники

4. Повышение качества инклинометрии.

5. Повышение уровня квалификации специалистов.

6. Совершенствование технологии направленного бурение с целью повышения общей результативности работ м полного и использования возможностей техники с учётом местных условий.

7. Разработка новых отклонителей, комплекса специального породоразрушающего и вспомогательного инструмента, позволяя получать требуемую кривизну или ответвление в любых породах при сохранении высокого уровня производительности труда.

Список литературы

 

1. Зиненко В.П. Направленное бурение. Учебное пособие для вузов – М.: Недра, 1990.

2. Костин Ю.С. Современные методы направленного бурения скважин. М. Недра, 1981.

3. Морозов Ю.Т. Методика и техника направленного бурения скважин на твердые полезные ископаемые. – Л.: Недра, 1987.

4. Сулакшин С.С. Направленное бурение. – М.: Недра, 1987.

5. www.drillings.ru

6. www.gyro.ru

Содержание

 

Содержание......................................................................................................... 3

Введение.............................................................................................................. 3

1. Выявление закономерностей естественного искривления скважин.............. 3

2. Расчет координат проектной скважины........................................................ 3

3. Выбор технических средств и описание методики проведения инклинометрии............................................................................................................................. 3

3.1 Оперативный контроль искривления скважин............................................ 3

3.2 Плановый контроль искривления скважин................................................. 3

3.3 Инклинометры.............................................................................................. 3

3.3.1 Инклинометры для оперативного контроля............................................ 3

3.3.2 Инклинометры для планового контроля.................................................. 3

4. Выбор средств и описание технологии борьбы с естественным искривлением 3

5. Выбор средств и описание технологии развития искривления.................... 3

6. Выбор технических средств и описание технологии искусственного искривления скважины............................................................................................................. 3

7. Расчёт угла установки отклонителя............................................................... 3

7. Спецвопрос..................................................................................................... 3

Заключение......................................................................................................... 3

Список литературы............................................................................................ 3

 

Введение

 

Техника и технология направленного бурения (НБ), отработанная методика проектирования и корректирования траектории геологоразведочных скважин являются одним из средств совершенствования процесса геологоразведочных работ, обеспечивающим сокращение объёма бурения при одновременном повышении информативности скважин.

Курс «Направленное бурение скважин» выделился из общего курса «Бурение скважин» в самостоятельный, что было связано с увеличением информации о естественном искривлении скважин, с развитием техники и технологии НБ. В то же время в производственных геологоразведочных организациях для обобщения опыта НБ, разработки совершенной и внедрение новых технических средств НБ создавались и успешно функционировали специализированные подразделения технической службы бурения. Совершенствование технических средств НБ, измерительной и контрольной аппаратуры и развитие теоретических положений, выполненных в научно-исследовательских (Всесоюзном институте методики и техники разведки, Казахском институте минерального сырья, Забайкальском комплексном институте) и учебных университетах и институтах (Томском политехническим, Свердловском горном и др.) позволили повысить надежность выполнения скважин геологического задания, а также бурить скважины по сложным, но технически и экономически обоснованным траекториям. Большой информационный производственный материал с данными об опыте бурения и показателях процесса искривления скважин, обобщение этого материала, представленное в изданной литературе по технике и технологии НБ скважин, служили базой для последовательного формирования учебного курса по НБ [3, 4].

Выявление закономерностей естественного искривления скважин

 

Закономерности естественного искривления скважин выявляются на основании фактических замеров искривления по группе скважин. Замеры зенитных и азимутальных углов по скважинам 15, 2, 24, 38, 50 приведены в табл. 1.

Таблица 1

Замеры зенитных и азимутальныз углов

Глубина,м	Скв.15		Скв.2		Скв. 24		Скв. 38		Скв. 50
	θ	α	θ	α	θ	α	θ	α	θ	α
0	17	65	17	65	15	90	1	60	10	70
100	18	67	18	70	16	92	2	65	11	73
200	19	69	18	79	17	97	2	70	12	74
300	21	74	19	91	19	92	3	79	14	80
400	21	74	21	99	19	93	7	83	17	85
500	22	77	23	103	20	93	10	87	19	88
600	23	78	25	113	22	94	12	81	23	94
700	24	81	29	117	23	96	13	80	22	95
800	22	83	27	110	25	99	16	79	24	97
900	24	90	25	106	29	105	18	79	25	99
1000	27	96	24	104	30	111	20	73	27	99

 

На основании данных табл. 1 будет проведён корреляционный анализ зависимостей зенитного и азимутального (отдельно) углов от длины скважины и оценена степень связи внутри названных зависимостей с помощью коэффициента корреляции.

Данные для проведения корреляционного анализа связи величины зенитного угла с длиной скважины заносятся в табл. 2.

В столбце l_i записываются средние значения глубин стометровых отрезков скважин.

В столбце θ_i записываются средние значения зенитных углов по всем пяти скважинам для соответствующих интервалов глубин.

Таблица 2

Данные для проведения корреляционного анализа связи величины зенитного угла с длиной скважины

li, м	θi, град	li –	θi –	(li – )2	(θi – )2	(li – ) ∙ (θi – )
50	12,5	- 450	- 6,16	202500	37,95	2772
150	13,3	- 350	-5,36	122500	28,73	1876
250	14,4	- 250	-4,26	62500	18,15	1065
350	16,1	- 150	-2,56	22500	6,55	384
450	17,9	- 50	-0,76	2500	0,58	38
550	19,9	50	1,24	2500	1,54	62
650	21,6	150	2,94	22500	8,64	441
750	22,5	250	3,84	62500	14,75	960
850	23,5	350	4,84	122500	23,43	1694
950	24,9	450	6,24	202500	38,94	2808
5000	186,6			825000	179,24	12100

 

Остальные столбцы рассчитываются в соответствии с приведенными в заголовке таблицы формулами.

     м,                        (1)

где   – среднее значение глубины по всей выборке; n – число строк в таблице.

,                        (2)

где  – среднее значение зенитного угла по всей выборке.

м,      (3)

где  – среднеквадратическое отклонение глубины скважины.

                              (4)

где  – среднеквадратическое отклонение зенитного угла.

Оценка степени связи зенитного угла скважины с её глубиной осуществляется с помощью коэффициента корреляции :

    (5)

Искомое корреляционное уравнение зависимости зенитного угла от глубины скважины определяется как:

    (6)

На основании проведенных расчётов построены эмпирический (по данным столбцов l_i и θ_i табл. 2) и теоретический (по корреляционному уравнению) графики зависимости зенитного угла от глубины скважины (рис. 1).

 

Рис. 1. Зависимость зенитного угла (θ) от глубины скважины (l):

1 – эмпирическая; 2 – теоретическая

 

Аналогичным образом проводится корреляционный анализ зависимости азимутального угла от глубины скважины.

Таблица 3

Данные для проведения корреляционного анализа связи величины азимутального угла с длиной скважины

li, м	αi, град	li –	αi –	(li – )2	(αi – )2	(li – ) ∙ (αi – )
50	71,7	-450	-15,23	202500	231,95	6853,5
150	75,6	-350	-11,33	122500	128,