ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИСКРИВЛЕНИЯ СКВАЖИН

Анализ искривления скважин показывает, что оно подчиняется определенным закономерностям, но для разных месторождений они различны и могут существенно отличаться. Общие закономерности искривления:

1. Скважины стремятся занять направление, перпендикулярное слоистости горных пород. По мере приближения к этому направлению интенсивность искривления снижается (рис. 4).

Рисунок 4 – Изменение направления скважины в крест слоистости горных пород

2. Уменьшение зазора между стенками скважины и инструментом приводит к уменьшению искривления.

3. Места установки центрирующих элементов и их диаметр весьма существенно влияют на направление и интенсивность зенитного искривления.

4. Увеличение жесткости инструмента уменьшает искривление скважины, поэтому скважины большего диаметра искривляются менее интенсивно, чем скважины малого диаметра.

5. Увеличение осевой нагрузки приводит к увеличению интенсивности искривления, а повышение частоты вращения колонны бурильных труб - к снижению искривления.

6. Направление и интенсивность азимутального искривления зависят от геологических факторов.

7. Абсолютная величина интенсивности азимутального искривления зависит от зенитного угла скважины - с его увеличением интенсивность азимутального искривления снижается.

 3. ИЗМЕРЕНИЕ ИСКРИВЛЕНИЯ СКВАЖИН

В процессе бурения необходим постоянный контроль за положением оси скважины в пространстве для этого необходимо определить:

1) истинные глубины залегания продуктивных пластов,

2) положение забоя скважины для попадание в заданную проектом точку.

Поэтому необходимо знать зенитные и азимутальные углы скважины и глубины их измерений. Такие замеры производятся с помощью специальных приборов - инклинометров.

Инклинометры подразделяются:

По способу измерения и передачи информации на поверхность:

1) на забойные - измеряют и передают информацию в процессе бурения,

2) автономные приборы, опускаемые внутрь колонны бурильных труб и выдающие информацию только после подъема инструмента,

3) инклинометры, опускаемые в скважину на кабеле или тросе.

В первом случае информация от забойных датчиков по каналу связи передается на поверхность, где и расшифровывается. В настоящее время используются как проводные, так и беспроводные каналы связи. Проводной канал связи широко используется с электробурами, так как в этом случае возможна передача сигнала с забоя по силовому кабелю.

На этом принципе работает телесистема СТЭ. Существуют системы с встроенными в каждую бурильную трубу кабелями, соединяемые разъемами, линии с индукционной связью и линии из цельного сбросового кабеля. Такие линии связи обеспечивают высокую передающую способность, но они достаточно дороги, осложняют спуско-подъемные операции, имеют низкую стойкость из-за износа кабеля, создают помехи при ликвидации обрывов бурильных труб.

К беспроводным каналам связи относятся гидравлический, электрический, акустический и некоторые другие. В гидравлическом канале информация передается по промывочной жидкости в виде импульсов давления, частота, фаза или амплитуда которых соответствует величине передаваемого параметра. Беспроводный электрический канал связи основан на передаче электрического сигнала по породе и колонне бурильных труб. Однако в этом случае с увеличением глубины скважины происходит значительное затухание и искажение сигнала. На этом принципе работает система ЗИС-4 и ее модификации.

Другие каналы связи пока не находят широкого применения.

Забойные инклинометрические системы имеют преимущества и позволяют:

1) постоянно контролировать положение скважины в пространстве,

2)  одновременно измеряют непосредственно на забое скважины:

· зенитный угол и азимут

· другие параметры процесса бурения

· характеристики проходимых пород.

Недостаток этих телеметрических систем - увеличение себестоимости работ.

Автономные инклинометры опускаются (бросаются) внутрь колонны бурильных труб и производят измерение зенитного угла и азимута в процессе бурения, но информация на поверхность не передается, а хранится в памяти прибора и считывается из нее после подъема колонны бурильных труб. Разрешающим сигналом для замера является, как правило, остановка процесса бурения, а при бурении инклинометр отключается. За один спуск инструмента может быть произведено до 50 замеров в зависимости от типа инклинометра.

Инклинометры, опускаемые в скважину на кабеле к настоящему времени у нас в стране имеет незначительно большее распространение. При их применении на замеры параметров искривления требуется дополнительное время, но такие инклинометры просты по конструкции и имеют низкую стоимость. По способу измерения азимута их можно подразделить на приборы для измерения:

· в немагнитной среде - с помощью магнитной стрелки,

· в магнитной среде.

Проектирование профилей наклонно-направленных скважин заключается:

1) в выборе типа профиля,

2) в определении интенсивности искривления на отдельных участках ствола,

3) в расчете профиля, включающем расчет длин, глубин по вертикали

4) отходов по горизонтали для каждого интервала ствола и скважины в целом.