Выбор и расчет профиля наклонно-направленной скважины

 

Принимается для бурения наклонно-направленной скважины. На данной площади 3-х участковый профиль, состоящий из вертикального участка, искривленного участка и прямолинейно-наклонного участка. Учитывается для расчета, что третий участок представляет приблизительно прямую линию. Глубина зарезки наклонного ствола на глубине 200 метров. Бурение искривленного участка осуществляется отклонителем ШО1-195. При бурении под эксплуатационную колонну для изменения направления ствола скважины используют отклонитель ШО-195. Первый спуск отклонителя осуществляется по меткам. Последующие ориентирования отклонителя на забое производится с помощью телесистемы. Интенсивность искривления участка набора кривизны, угла (искривленного участка) принимается i₁₀ = 1°.

РАСЧЕТ НАКЛОННОГО СТВОЛА СКВАЖИНЫ

Исходные данные:

Глубина скважины L _в – 1838 м.

Глубина зарезки наклонного ствола Н _в = 200 м.

Диаметр долота D _д = 0,2953 м.

Диаметр забойного двигателя D _з.д = 0,24 м.

Длина отклонителя L_.що= 10м.

Длина забойного двигателя L _2тсш = 17 м.

Определяется радиус искривления ствола скважины:

R =  × 10 × К =  × 10× 1,05 = 600 м, где К – коэффициент, учитывающий ошибки в расчетах принимается (1,05÷1,10).

Определяются минимальные радиусы искривленного ствола скважины при использовании различных забойных двигателей:

 

 =  =  = 282 м;

f_от =  =  = 9,9 мм;

I = 0,049  = 0,049 × 24⁴ = 16,257см²;

 =  =  = 429,4 м,

 

где К₁ – принимаемый зазор между забойным двигателем и стенкой скважины, в зависимости от твердости горных пород 2 – 6см;

f _зд – прогиб отклонителя забойного двигателя в искривленном стволе

скважины;

I – момент инерции поперечного сечения забойного двигателя;

Е – модуль Юнга, Е = 2,1 × 10⁷

 

 =  =  = 599 м,

f_зд =  =  = 6,31 мм;

I = 0,049  = 0,049 × 19,5⁴ = 7085 см²,

 

где: q _зд – масса забойного двигателя длиной в 1 см (кг).

Так как минимальные радиусы меньше расчетного радиуса искривления ствола скважины, то принимается R = 600 м.

Определяется максимальный угол наклона ствола скважины:

 

соs α =  =  = 0,9910; α = 7^о,

 

где: А – проложение – 200 м; Н = L_в – Н_в = 1838 – 200=1638 м.

Определяется горизонтальная проекция искривленного участка:

 

а = R × (1 – соs α) = 600 × (1 – 0,9910) = 5,4 м.

 

Определяется вертикальная проекция искривленного участка:

 

h = R × sin α = 600 × 0,1219 = 73,14 м.

 

Определяется вертикальная проекция прямолинейного наклонного участка:

 

Н = L_в – (Н_в + h) = 1838 – (200 + 73,14) = 1565 м.

 

Определяется горизонтальная проекция прямолинейного наклонного участка:

 

А = Н × tg α = 1565 × 0,1228 = 192 м.

 

Определяется длина искривленного участка:

 

ℓ₂ = 0,01745 × R × α = 0,01745 × 600 × 7 = 73,3 м.

 

Определяется длина прямолинейного наклонного участка:

 

ℓ₃ = Н₁ / соs α = 1565 / 0,9910 = 1579 м.

 

Определяется длина наклонного участка:

 

L_н = ℓ₁ + ℓ₂ + ℓ₃ =200 + 73,3 + 1579 = 1852 м.

 

Определяются коэффициенты приращения по интервалам наклонной скважины:

к₂ = ℓ₂ / h = 73,3 / 73,1 = 1,002;

к₃ = ℓ₃ / Н = 1579 / 1565 = 1,009.

 

ПРОФИЛЬ НАКЛОННОЙ СКВАЖИНЫ

 

Схема 2