Профиль ствола скважины определяется для наклонно направленных скважин.

Профиль направленной скважины должен обеспечить: высокое качество скважины как объекта последующей эксплуатации; бурения и крепление скважины с применением существующих технических средств;

минимальные затраты на строительство скважины; возможность применения методов одновременной эксплуатации нескольких горизонтов при разработке многопластовых месторожде­ний нефти;

безаварийное бурение и крепление;

минимальные нагрузки на буровое оборудование при спуско- подъемных операциях;

надежную работу внутрискважинного эксплуатационного обору­дования;

свободное прохождение по стволу скважины приборов и устройств. При кустовом бурении профиль направленной скважины должен обеспечить заданную сетку разбуривания нефтегазового месторожде­ния и экономически рациональное число скважин в кусте при соблю­дении требований к надежности эксплуатации скважин.

Проектирование профиля скважины заключается в выборе типа и вида профиля, а также в определении необходимого для расчета гео­метрии профиля комплекса параметров, включающего:

проектные значения глубины и отклонения ствола скважины от вертикали;

длину вертикального участка;

значения предельных радиусов кривизны и углов наклона ствола скважины в интервале установки и работы внутрискважинного экс­плуатационного оборудования, а также на проектной глубине.

Проектирование профиля скважины и проектирование других технологических мероприятий, обеспечивающих его реализацию, сле­дует рассматривать в комплексе.

Другими словам, выбор того или иного профиля скважины обу­словливает в значительной степени выбор способа бурения, типа доло­та, гидравлической программы бурения, параметров режима бурения, и наоборот.

На выбор типа профиля скважины оказывает влияние оснащен­ность буровых предприятий специальными устройствами для наклон­но направленного бурения и технологической оснастки низа буриль­ной колонны, а также средствами контроля за параметрами ствола скважины и проводкой интервалов ориентированного бурения.

Проектный профиль ствола скважины может включать следую­щие участки (сверху вниз):

вертикальный;

начального искривления ствола скважины;

тангенциальный;

малоинтенсивного увеличения и уменьшения зенитного угла ствола скважины.

Для определения проекций каждого участка профиля на верти­кальную и горизонтальную оси необходимо знать радиус кривизны участка профиля, значения зенитных углов по его концам, длину и угол наклона тангенциального участка, если он имеется.

Профили наклонно направленных скважин приведены на рис. 9.13 формулы для определения проекций участков профиля - в табл. 9.3.

Расчет параметров проектного профиля наклонно направленной скважины осуществляется с помощью программы «Проектный про­филь», разработанный по ВНИИБТ.

Длина вертикальной скважины совпадает с глубиной, измеряемой по вертикали от ее устья. В наклонном бурении были введены понятия глубина скважины по вертикали и глубина скважины по стволу.

Таблица 9.3

Формулы для определения проекций участков профиля

В целях исключения неоднозначного толкования термина глубина скважины будем измерять ее только по вертикали.

Программой «Проектный профиль» предусмотрен расчет пара­метров двенадцати видов профиля.

В целях исключения неоднозначного толкования термина глубина скважины будем измерять ее только по вертикали.

Программой «Проектный профиль» предусмотрен расчет пара­метров двенадцати видов профиля.

Для выполнения расчетов по программе необходимы следующие параметры профиля наклонно направленной скважины:

проектная глубина скважины, т.е. глубина расположения кровли или заданной точки продуктивного пласта, в которую нужно вывести ствол скважины;

конечная глубина скважины;

смещение ствола скважины на проектной глубине;

длина вертикального участка;

радиус кривизны участка начального искривления скважины от- клонителем;

интервал установки внутрискважинного оборудования для добы­чи нефти и максимальное значение зенитного угла в этом интервале; максимальную величину зенитного угла на проектной глубине. Необходимо также знать технологические возможности исполь­зуемых искривляющих КНБК.

Указанных данных достаточно для определения кривизны и зе­нитных углов по концам каждого участка профиля.

В результате расчета может быть получена такая кривизна участ­ков профиля скважины, которая не может быть реализована имеющи­мися в распоряжении бурового предприятия КНБК.

Кроме того, полученные параметры скважины могут не удовле­творять поставленным условиям по зенитному углу в интервале уста­новки насосного оборудования и на проектной глубине. В этом случае необходимо повторить расчет с новыми исходными данными.

В целях исключения повторных расчетов предусмотрена прогон­ка по зенитному углу в конце участка начального искривления в неко­тором заданном интервале. При этом с заданным шагом будут рассчи­таны все варианты проектного профиля скважины для установленного диапазона изменения зенитного угла в конце участка начального ис­кривления.

Расчет параметров проектного профиля скважины с участком естественного искривления ведется по программе для S - образного профиля. Программой предусмотрен расчет двух видов S - образного профиля.

Первый вид профиля включает следующие участки:

вертикальный;

начального искривления отклонителем;

тангенциальный;

естественного искривления (см. рис. 9.13, 7).

Второй вид профиля включает участок малоинтенсивного увели­чения зенитного угла, расположенный непосредственно за участком начального искривления (см. рис. 9.13, 6 и 8).

Пример 9.1. Ниже приведены исходные данные для расчета пер­вого из перечисленных видов профиля наклонно направленной сква­жины с участком естественного искривления.

Проектная глубина, м................................. 2700

Смещение на проектной глубине, м........... 720

Конечная глубина, м................................... 2775

Длина вертикального участка, м................ 100

Глубина естественного искривления, м...... 1400

Радиус кривизны 2-го участка, м............... 573

Здесь глубина естественного искривления, равная 1400 м, пред­ставляет собой глубину начала участка естественного искривления ствола скважины.

После достижения глубины 1400 м стабилизирующая КНБК за­меняется на КНБК для проводки участка естественного искривления. Такая КНБК обычно включает долото, забойный двигатель без центра­тора, УБТ, а при роторном способе бурения - долото и секция УБТ.

Геометрия участка естественного искривления зависит от конст­рукции КНБК, типа используемого долота, режима бурения и физико- механических свойств разбуриваемых горных пород.

Закономерность естественного искривления для каждой конкрет­ной КНБК, площади или месторождения нефти и газа может быть ус­тановлена в результате статистической обработки промысловой ин­формации.

Программа снабжения банком данных, в который можно внести и хранить информацию о закономерности естественного искривления ствола скважины при бурении конкретной КНБК. Такая информация заносится в виде ряда значений зенитных углов через равные интерва­лы по длине скважины. В случае необходимость, занесенная в банк данных, информация может корректироваться.

В табл. 9.4 представлены результаты расчета профиля наклонной скважины с участком естественного искривления, который планируется бурить КНБК в составе: долото 111215,9 МЗГВ, турбобур ЗТСШ - 195 и 10 м УБТ диаметром 178 мм.

Таблица 9.4