Гравитационное поле Земли

Рис. 2.16

Ньютоновский закон гравитации:

Любая материальная частица притягивает любую другую с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними.

Гравитационная сила является функцией расстояния от центра тел в выражении 2-16.

Гравитационное поле G в первую очередь зависит от:

• Широты (основной фактор).

• Глубины/высоты: в зависимости от среднего уровня моря земной коры.

• Местных флуктуации плотности земной коры.

Некоторые изменения в измеренных значениях G в районах связаны с вращением Земли. Поэтому радиус на экваторе больше чем радиус на любом из полюсов. Величины G изменяются от 0,997 (на экваторе), до приблизительно 1,003 на широтах в 90 град. (изменение на 0,006).

Уменьшение G тоже видно при увеличении глубины скважины. Скорость изменения составляет приблизительно 0,0005 на 10000 футов. Вам понадобилось бы спуститься на глубину в 20000 футов, чтобы заметить изменение G на 0,001. Другими словами, если бы величина G на поверхности была бы точно равна 1000, то на глубине в20000 футов она равнялась бы 0,999. Местные флуктуации плотности Земной коры практически можно не учитывать. Другие расхождения в измеренных значениях G связаны с инструментальными погрешностями инклинометра. Они могут быть из-за:

* Температурной чувствительности

* Ошибками из-за неправильной установки осей

* Погрешностями в электронной цепи.

* Шоковых нагрузок на инклинометр из-за вибрации, связанной с бурением.

Магнитная интерференция

Во время процесса бурения ствола скважины стальные компоненты бурильной колонны намагничиваются. Магнитные устройства для измерения искривления ствола, помещенные в бурильной колонне, будут подвержены воздействию намагниченных компонентов бурильной колонны: поэтому устройства для измерения искривления ствола скважины всегда помещаются в немагнитные секции бурильной колонны для изоляции их от намагниченных стальных компонентов. Длина немагнитного промежутка, необходимого для защиты от интерференции, зависит от различных факторов:

1) Сила поля магнитного полюса намагниченной стальной бурильной колонны выше и ниже датчика.

2) Направления ствола скважины по отношению к магнитному северу или югу.

3) Наклон ствола скважины.

4) Географическое положение (которое относится к углу падения)

Сила магнитного полюса

Ввиду того, что бурильная колонна (а возможно лишь долото) вращается в пределах природного магнитного поля Земли, сама бурильная колонна становится магнитом. Поскольку бурильная колонная чрезвычайно длинная по сравнению с ее диаметром, магнитные полюса колонны могут считаться изолированными дискретно-точечными источниками магнетизма. Эти точечные источники располагаются в самом конце секции бурильной колонны: обычно принимается, что интерференция будет увеличиваться в 4 раза при расстоянии до б футов и в 9 раз при расположении на расстоянии лишь в 4 фута.

Сила магнитных полюсов бурильной колонны зависит от отдельных стальных компонентов, составляющих ее. Гриндрод и Вольф (Конференция по бурению в Новом Орлеане, 1983 г.) представили магнитные величины силы полюса для четырех различных забойных компоновок. Обобщенные значения для выбранных конфигураций бурильной колонны:

Компонент	Микровеберы	Электромагнитные единицы
Верхняя бурильная колонна	800 мкВб	6360 ЭМЕ
Долото, Навидрил или изогнутый переводник	300 мкВб	2400 ЭМЕ
Долото, наддолотный стабилизатор, короткая муфта (герметичная сборка)	200 мкВб	1600 ЭМЕ
Долото и наддолотный стабилизатор	120 мкВб	100 ЭМЕ

Следует отметить, что магнитные значения были определены Гринродом и Вольфом при работе с лабораторией Шел Ойл Эксплорэйшн в начале 1980 годов. Принимается, что эти магнитные значения вероятно более точные чем цифры И. Дж. Блайзе (период 1971 г.), которые отражают магнитные силы в виде гораздо меньших величин. Инженеры должны изменить свои существующие программы, чтобы они отражали эти более современные значения.