Материал: Уфимский государственный нефтяной технический университет

Пример расчета

H_кр = 1750 м, H_п = 1800 м; A= 1100 м, h_в = 150 м.

Интервал установки ЭЦН: 1100–1500 м.

Конструкция скважины:

– направление D_н = 324 на глубину 30 м, D_д = 394 мм;

– кондуктор D_к = 245 мм на глубину 450 м, D_д = 295 мм;

– техническая колонна D_тк = 168 мм на глубину 1750 м, D_д = 215,9 мм;

Для бурения выбираем следующие компоновки:

– вертикальный участок: Д 295,3—3ТСШ1-240—Ц—УБТ 178–25 м—БТ

– участок набора зенитного угла: Д 295,3—1ТСШ-240—КП—УБТ 178–25 м—БТ

– наклонно-прямолинейный участок: Д 215,9—Ц—3ТСШ1-195—УБТ—БТ.

Если при бурении под кондуктор не удается набрать нужный зенитный угол, возможны следующие решения:

1) кондуктор опустить на проектную глубину, а дальнейшее увеличение зенитного угла осуществлять неориентируемой компоновкой;

2) кондуктор спустить ниже проектной глубины — до глубины окончания участка набора зенитного угла;

3) использовать для набора зенитного угла другой турбобур с другими параметрами — большей интенсивностью искивления, за счет чего участок набора зенитного угла закончится на меньшей глубине, а кондуктор спускать до этой глубины.

Для данного примера в качестве неориентируемой компоновки можно использовать компоновку Д 215,9 МЗГВ—КСИ 215,9—3ТСШ1-195—УБТ—БТ.

Набор зенитного угла предполагается начать с глубины 150 м, т.е. h_в = 150 м. На участке набора зенитного угла предполагается использовать компоновку Д 295,3—1ТСШ-240—КП—УБТ 178–25 м—БТ.

На первом этапе расчета определяется радиус искривления на участке набора зенитного угла. Как было указано выше, он определяется выбранным типоразмером отклонителя и имеющимися ограничениями на интенсивность искривления.

Выбранная компоновка для набора зенитного угла представляет собой турбобур с кривым переводником, для которого, в связи с особенностью соотношений масс и длин его частей, по мере увеличения зенитного угла интенсивность искривления ствола постепенно уменьшается, и, соответственно, возрастает радиус кривизны ствола скважины. Использование напрямую формулы для итерационного (пошагового) расчета затруднительно, и осуществимо лишь с применением ЭВМ. Цель данного пособии заключается не в обучении составления учащимся программ, а в достаточно быстром и надежном способе расчета и построения профилей наклонно-направленных скважин. Поэтому участок набора зенитного, реально представляющий собой достаточно сложную кривую, с изменяющимся радиусом искривления, заменяется на дугу среднего радиуса, который определяется по данным таблицы 6, учитывая необходимые ограничения на радиус искривления (см. п.2.2).

Порядок расчета радиуса кривизны участка набора зенитного угла

1. Вычисляется вспомогательный угол ₁, считая его зенитным углом наклонно-прямолинейного участка в предположении, что участок набора зенитного угла отсутствует:



2. Ориентировочный максимальный зенитный угол (зенитный угол наклонно-прямолинейного участка) _ор будет больше ₁. Для удобства расчетов _ор обычно выбирают кратным пяти или десяти, примем _ор= 40.

3. По таблице 6 выбирается кривой переводник, угол перекоса резьб которого  позволяет достичь необходимого ориентировочного максимального зенитного угла _ор. Для данной компоновки угол перекоса резьб кривого переводника должен быть больше 2, иначе невозожно достичь зенитного угла в 40. Выбор кривого переводника с =3,75 нецелесообразен, т.к. на начальном участке (до 10) достигается интенсивность искривления i₁₀=1,65 град/10 м, что выше допустимой величины i_доп=1,5 град/10 м (см. п.2.2). Принимаем =3.

4. Из таблицы 6 получаем, что средний радиус искривления при использовании данной компоновки в интервале увеличения зенитного угла от 0 до 40 составит R= 570 м.

Интервал установки ЭЦН приходится на наклонно-прямолинейный участок, что соответствует ограничениям (см. п.2.2) на выбор компоновок.

Максимальный зенитный угол  (зенитный угол наклонно-прямолинейного участка) рассчитывается по формуле:



,

где , .

После чего находим длины участков ствола скважины l_i и их горизонтальных a_i и вертикальных h_i проекции по формулам, приведенным в табл. 18.

1-й участок:

.

2-й участок:

,

,

.

Из приведенных вычислений следует, что участок набора зенитного угла заканчивается на глубине H_наб=h₁+h₂=150+351,7=501,7 м, что превышает проектную глубину спуска кондуктора (450 м).

Использование первого решения данной задачи (см. выше) для Западной Сибири может оказаться нерациональным, т.к. проходка на долото после спуска кондуктора составляет 800–1000 м, а интервал бурения приведенной выше неориентиремой компоновкой вряд ли превысит 200 м.

Второй вариант также нерационален, т.к. кондуктор придется спускать на глубину, превышающую расчетную на 51,7 м.

Принимаем третье решение. Используем для набора зенитного угла турбобур Т12МЗБ-240 с углом перекоса резьб кривого переводника Из таблицы 6 получаем, что средний радиус искривления при использовании компоновки с таким турбобуром в интервале увеличения зенитного угла от 0 до 40 составит R= 505 м.

Максимальный зенитный угол  (зенитный угол наклонно-прямолинейного участка) рассчитывается по формуле :



,

где , .

После чего находим длины участков ствола скважины l_i и их горизонтальных a_i и вертикальных h_i проекции по формулам, приведенным в табл. 18.

1-й участок:

.

2-й участок:

,

,

.

Из приведенных вычислений следует, что участок набора зенитного угла заканчивается на глубине H_наб=h₁+h₂

=150+308,2=458,2 м, что неплохо согласуется с проектной глубину спуска кондуктора (450 м). Поэтому кондуктор спустим до глубины 458,2 м.

3^а-й участок:

,



.

Итого по кровле пласта:

,

,

.

3^б-й участок:

, ,

.

Итого по скважине:

,

,

.

После чего заполняем табл. 19.

Таблица 19

№ участка	ai, м	hi, м	li, м	Применяемая компоновка
1	0	150	150	0–30 м: Д 394; УБТ 30–150 м: Д 295,3; 3ТСШ1-240; Ц; УБТ 178–25 м; БТ
2	104,9	308,2	331,5	Д 295,3; 1ТСШ-240; КП;УБТ 178–25 м; БТ
3а	995,1	1291,8	1630,6	Д 215,9; Ц; 3ТСШ1-195; УБТ; БТ
Итого по кровле пласта	1100,0	1750,0	2112,1
3б	38,5	50	63,1	Д 215,9; Ц; 3ТСШ1-195; УБТ; БТ
Итого по скважине	1138,5	1800,0	2175,2

Схема трехинтервального профиля с участком стабилизации зенитного угла, построенного по результатам расчета, показана на рис. 10.



Рисунок 10

2.4.2. Расчет трехинтервального профиля с участком
падения зенитного угла

Данный профиль представляет собой частный случай рассматриваемого в п.2.4.3 четырехинтервального профиля, у которого отсутствует наклонно-прямолинейный участок (участок стабилизации зенитного угла).

Исходными данными для расчета являются:

– глубина кровли H_кр и подошвы H_п пласта;

– отход Aпо кровле пласта;

– длина вертикального h_в участка;

– радиусы искривления на участке набора зенитного угла R₁ и на участке падения зенитного угла R₂;

– конструкция скважины;

– интервал установки ЭЦН.

Значения H_кр, H_п, A обычно задаются геологической службой НГДУ.

Значения радиусов искривления R₁, R₂ определяются выбранными типоразмерами отклонителей и имеющимися ограничениями на интенсивность искривления.

Максимальный зенитный угол  рассчитывается по формуле:

,

где ,

.

Зенитный угол при пересечении скважиной кровли пласта:

.

Зенитный угол при достижении скважиной подошвы пласта:

.

Формулы для определения длин всех участков и их горизонтальных и вертикальных проекций приведены в табл. 20.


Таблица 20

Формулы для расчета трехинтервального профиля с участком падения зенитного угла

№ участка	ai	hi	li
1
2
3а
Итого по кровле пласта
3б
Итого по скважине