Методика расчета профиля дополнительного ствола

Для выбора оптимального по стоимости профиля дополнительного ствола, необходимо рассчитать каждый из возможных вариантов его бурения, а затем реализовывать наиболее экономичный из них с уче-

том геолого-технических условий бурения.

При проектировании дополнительного ствола следует также учи­тывать, что в случае, когда дополнительный ствол бурится с набором зенитного угла, то он состоит только из криволинейного участка, ин­тенсивность искривления которого определяется из выражения:

j=57,3/R_d, (8.3.6)

где R_d — радиус искривления этого участка, м;

R_d=lS0L_Kp/n-G, (8.3.7)

или

^ = 0,01/45-^0, (8.3.8)

где L_Kp - длина криволинейного участка, м; о - общий угол искусст­венного искривления, град.

о=0_к-0_н, (8.3.9)

где в_н, в_к - соответственно, начальный и конечный зенитные углы дополнительного ствола, град.

Горизонтальная (S_d) и вертикальная (h_d) проекции криволинейно­го участка определяются из выражений:

S_d = R_d • (cos#_H - cos?_K), (8.3.10)

h_d = R_d- (sin^-sin^). (8.3.11)

Проектирование дополнительного ствола из интервала стабили­зации зенитного угла основного ствола скважины.

1. Порядок расчета стоимости бурения дополнительного ствола с постоянными набором зенитного угла и радиусом искривления (рис. 8.3.10, а) для наклонно направленного дополнительного ствола.

Определяется угол входа дополнительного ствола из уравнения

.=a_rcsinK^(c0S^-^tg^^+Si^-^^/^⁾

2x(l + tg0„²)

4tg9l*{cose_H +tgO_H -S, /R_df -4(l + tgff)x ((cosfl, + tgfl„ sing, -j /д)² -l) \

2(l + tg<) /

где Sj - расстояние по горизонтали между точками вскрытия пласта основным и дополнительным стволами, м; R_d - радиус искривления дополнительного ствола, м; в_н — начальный зенитный угол дополни-

тельного ствола, град.

Для расчетов принимается в_к > 0, уравнение (8.3.12) справедливо при R_d > Sj, при этом минимальный радиус искривления дополни­тельного ствола (R_d) находится из выражения:

R=Sj / (cos0_H-cos0_K-tg0_H -(sin0_K- sin0„)), (8.3.13)

при0_к=89°.

Если таких технических средств в наличии нет, то необходимо про­ектировать дополнительный ствол по иной траектории.

Длина дополнительного ствола находится по формуле (8.3.8), вер­тикальная проекция по формуле (8.3.11), стоимость бурения опреде­ляется из выражения:

C_y=C_M«P-L_Kp, (8.3.14)

где С_м*р — стоимость бурения одного метра дополнительного ствола, тыс. руб; L_Kp — длина криволинейного участка, м.

2. Порядок расчета дополнительного ствола комбинированного типа с одним криволинейным и прямолинейным участками (рис. 8.3.10, б).

Рассчитывается угол входа дополнительного ствола в продуктив-

а)

б)

Рис. 8.3.10. Возможные варианты профиля дополнительного ствола, проектируемого из интервала стабилизации зенитного угла основного: а) криволинейный дополнительный ствол; б) комбинированный, криволиней­ный и прямолинейный; в) комбинированный, криволинейный с разными ради­усами искривления

ный пласт по формуле

в_к = arcsin((2jc • sin0_H + 4х² • sin0/ - 4(х² - со&в/)) / 2), (8.3.15) где х определяется из выражения

(R_d-cose_H+R_d-^e_H-S_l}cose„

2C^KP-0,01745RJC"

fe-cosg, - Д^япв» +sJ-ca&0²JC? -4(С?0,175Д„)

2CJ-0,01745-^/C

fe-8^-^0,01745^)/^

2C"*-0,01745-Д,/С*

где C/p и C^ — соответственно, стоимость одного метра бурения кри­волинейного и прямолинейного участков дополнительного ствола, тыс. руб.; Sj, R_d, в_н — то же, что и в выражении (8.3.12).

Для расчета конечного зенитного угла (0_К) принимается —К х < 1.

Вертикальная проекция дополнительного ствола, находится по формуле

h_d = (R^ose_d - Rjtos6_K - R#mO_K - Si) I (t_g0_H - tg0J. (8.3.16)

Горизонтальная проекция находится из выражения:

S_d = R_d • (cos0_K-cos0„) + (h_d-R_d- (sin0_K-sin0„)) • t_g0„. (8.3.17)

Длина дополнительного ствола (L) определяется из выражения

L = 0,01745 -V(0_H-0_K) +

+(h_d ■ R_d • (sin0_K - sin0_H)) / cos0_K = L_Kp + L_np, (8.3.18)

Общая стоимость бурения дополнительного ствола по данной тра­ектории (Q_c) будет равна

C_dc = L_Kp-C_M«P + L_np-C_Mnp, (8.3.19)

Минимальный радиус искривления дополнительного ствола при q_K = 89° находится из выражения

^=((tg0_H-tg0_K)-^+^)/

/(cos0_w - cos0_K - t_g0_K • sin0_K + tg0_K • sin0„). (8.3.20)

Далее проверяется наличие технического средства с рассчитанным радиусом искривления, если бурение осуществить возможно, то по

формуле (8.3.15) определяется длина дополнительного ствола; по формуле (8.3.19) - стоимость бурения.