Скважины, располагаемые на земле

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3

Планирование направленных скважин предполагает наличие некоторых ограничивающих факторов на их месторасположение. Расположение на земле определяется факторами возможности отклонение ствола от вертикали.

Расположение на море

Основной разницей между буровой, расположенной на поверхности Земли и в море является число и близость стволов скважин. На морских платформах стремятся пробурить от 6 до 60 стволов. Расстояние между их центрами может быть только 6 футов.

На выбор месторасположения может влиять глубина, толщина слоя песка, коралловые рифы, локальные течения и т.п.

Конечная цель. Геологические условия

Первый шаг в планировании любой скважины состоит в определении целей. Направленная скважина может иметь одну или более целей. Это могут быть определенные пласты или геологические особенности такие как разломы, выклинивания; другие стволы скважин или их комбинация. Здесь мы рассматриваем способ определения этих целей.

Как мы уже видели, существует много опорных систем месторасположения на поверхности. То же самое относится и к подземной цели с добавлением вертикальной глубины. При планировании скважины, проще всего использовать локальную систему координат для ”привязки” цели. Если точное положение опорной точки и цели известно, то локальные координаты можно легко определить.

Прямоугольные координаты

Прямоугольные координаты цели обычно задаются в футах/метрах Север/Юг и Восток/Запад от локальной опорной точки. Они могут быть легко выведены вычитанием поверхностных координат сетки из координат цели. Например таблица №3-1. Положительные величины означают удаление на Север или Восток. Отрицательные величины означают удаление на Юг или Запад.

Полярные координатыможно вывести из прямоугольных координат. Они выражаются как расстояние (удаление) и направление (или квадрант, или азимут). Полярные координаты получаются из прямоугольных следующим образом:

Азимут = Tg^-1[(E/Wкоордината)/(N/Sкоордината)]

В вышеприведенном примере: Азимут = Tg^-1 (200/500)= 21.8⁰

Как мы знаем, цель находится в направлении на Восток и Юг от опорной точки на поверхности. Цель удалена от этой точки в направлении, определяемом углом S21.8⁰Е или 158.2⁰. Расстояние (удаление) определяется формулой:

Расстояние = [ (E/Wкоордин.)² + (N/Sкоордин.)² ]^1/2

В вышеприведенном примере: расстояние = (200² + 500²)^1/2 = 538.5

Таким образом, мы можем считать, что цель удалена на расстоянии 538.5 метров при азимуте 158.2⁰.

Помните, что эти уравнения не работают при координатах N/S = 0. Знак азимута зависит от координаты E/W. Всегда располагайте азимут в правильном квадранте, чтобы функция тангенса была определена на промежутке 0-90⁰.

Таблица 3-1

	N/S	E/W
Координаты сетки цели Координаты опорной точки Парциальные координаты	6, 354, 500.00N 6, 355, 000.00 N - 500.00	262, 744.00E 262, 544.00E 200.00

Полярная Система Координат

Полярные координаты являются системой, наиболее часто применяемой при картировании, поскольку они дают кратчайший маршрут между двумя точками; магнитный север служит в качестве известной точки; и поскольку сравнительно легко получить точное направление с помощью магнитного компаса.

Такой принцип применяется и для измерения в скважинах, за исключением того, что для однозначного указания конкретной точки в пространстве должен учитываться третий размер – действительная глубина по вертикали.

Для определения полярных координат в скважине замеряются значения глубины, угла наклона и азимута (направления), и используются для определения местоположения точки посредством тригонометрических вычислений.

Азимуты

Ствол скважины является круглым отверстием, которое не может быть надлежащим образом представлено одной прямой линией. Если ее представить в виде цилиндра, то для индикации направления скважины может применяться лишь одна линия вдоль длины ствола скважины. По соглашению, эта линия представляет высокую сторону (Н.5.) ствола.

При использовании отклоняющего инструмента, например, кривого переводника, для определения правильно ли сориентирован инструмент, должно быть известно положение “0” кривого переводника. Положение “0” кривого переводника может считаться измерением, указывающим, куда пойдет скважина, тогда как ранее упомянутое измерение высокой стороны есть не что иное, как азимут ствола скважины.

При использовании кривого переводника/или отклонителя, переводник(и) будут иметь маркировочную метку, вытравленную или вырезанную на вершине изгиба. Ориентация маркировочной метки - это угловое положение кривого переводника (или корпуса) относительно ствола скважины.

Измерительный инструмент (телесистема и т.д.) не может быть непосредственно связан с маркировочной меткой изогнутого элемента. Поскольку измерительные инструменты привинчиваются к кривому переводнику, и поскольку резьбовое соединение редко собирается так, чтобы совпали маркировочные метки на двух инструментах, на измерительном инструменте должна быть собственная маркировочная метка. Хотя возможно собрать забойную компоновку (ВНА) так, чтобы маркировочные метки измерительного прибора и кривого переводника в точности совпадали, на практике это встречается очень редко.

Рисунок 3-9

Рисунок 3-10

На рис.3-10 приведено возможное соотношение между маркировочными метками кривого переводника и измерительного прибора. Очевидно, что этот угол должен быть измерен до того, как узел спускается в скважину. Согласно правилам, это измерение выполняется так, как в случае, если смотреть вниз на верхнюю часть инструмента.

Высокая сторона

Как объяснялось ранее, для определения направления нужна контрольная точка. Это же справедливо для ориентации маркировочной метки. Можно измерить угол между магнитным севером и маркировочной меткой измерительного прибора или угол между маркировочной меткой измерительного прибора и высокой стороной ствола скважины; применяемая контрольная точка зависит от стабильности направления ствола скважины.

Рисунок 3-11

В истинно – вертикальном стволе скважины нет направления ствола (и нет высокой стороны). Необходимо связывать ориентацию маркировочной метки (ориентацию кривого переводника и, следовательно, долота) с магнитным севером. Теоретически, ствол с углом наклона имеет высокую сторону; однако, в промысловых условиях вибрации и колебания часто трудно установить расположение высокой стороны с помощью акселерометров маятникового типа (при низком угле наклона). Применение кривого переводника может внести еще большую путаницу. До тех пор, пока направление ствола не станет достаточно стабильным для того, чтобы обеспечить надежную контрольную точку, должна применяться магнитная ориентация маркировочной метки. При достижении скважиной определенного зенитного угла, направление стабилизируется, легче связать требуемые коррекции направления с высокой стороной ствола скважины: градусы влево или вправо от высокой стороны. В стволах меньшего диаметра или при более твердых пластах это может быть возможно при очень низких углах наклона, например, 3 градуса.

В скважинах большого диаметра, с мягкой литологией или выше забойного двигателя, ствол может оказаться не замеренным; поэтому, пока угол наклона скважины находится в пределах 8-10 градусов, довольно часто встречается ссылка на ориентацию маркировочной метки относительно " высокой стороны" ствола скважины.

Магнитная ориентация маркировочной метки или ориентация относительно “высокой стороны” ствола скважины указываются различными путями. При использовании ориентации маркировочной метки относительно “высокой стороны”, она обычно указывается в виде влево или вправо от “высокой стороны”, с максимумом в любом направлении 180 градусов.

При применении магнитной ориентации маркировочной метки, она связывается с градусами от магнитного севера и термины " вправо" или " влево" никогда не используются (магнитные азимуты всегда вправо (по часовой стрелке) от магнитного полюса).

Рисунок 3-12

Рисунок 3-13

После сборки КНБК маркировочные метки кривого переводника и измерительного прибора обычно не совпадают. Поэтому при ориентации необходимо учитывать эту разницу.

⇐ Предыдущая 1 23