Причины искривления скважин.
Искривление скважин бывает:
Естественное - непреднамеренное искривление по различным причинам.
Искусственное - специальное искривление с помощью различных технологических и технических приемов.
Причины естественного искривления скважин:
Основные понятие искривления скважин:
Профиль - проекция скважины на вертикальную плоскость.
План - проекция скважины на горизонтальную плоскость.
Зенитный угол θ - угол меду осью скважины или касательной к ней и вертикалью.
Азимут α - угол между направлением на север и горизонтальной проекцией оси скважины или касательной к ней, измеренный по часовой стрелке.
Длина скважины L - расстояние между устьем и забоем, измеренное по оси.
Отход S - длина горизонтальной проекции прямой, соединяющей устье и забой скважины.
Глубина скважины h - длина вертикали, соединяющей устье с горизонтальной плоскостью, проходящей через забой скважины.
Интенсивность искривления i - темп отклонения скважины от ее первоначального направления по зенитному углу или азимуту.
Радиус кривизны R - радиус дуги оси скважины, искривленной с постоянной интенсивностью i.
Круг допуска - область вокруг точки проектного забоя скважины.
Профиль и план искривленной скважины:
Искривление скважины в данной точке О характеризуют углы:
искривления (зенитный) a;
азимутальный j;
наклона h.
1 - горизонтальная плоскость; 2 - ось скважины; 3 - плоскость оси скважины; 4 - вертикаль; 5 - направление начала отсчета;
6 - направление проводки скважины.
Общие закономерности искривления скважин:
В большинстве случаев скважины стремятся занять направление, перпендикулярное слоистости горных пород. По мере приближения к этому направлению интенсивность искривления снижается
Уменьшение зазора между стенками скважины и инструментом приводит к уменьшению искривления.
Места установки центрирующих элементов и их диаметр весьма существенно влияют на направление и интенсивность зенитного искривления.
Увеличение жесткости инструмента уменьшает искривление скважины, поэтому скважины большего диаметра искривляются менее интенсивно, чем скважины малого диаметра.
Увеличение осевой нагрузки приводит к увеличению интенсивности искривления, а повышение частоты вращения колонны бурильных труб - к снижению искривления.
Направление и интенсивность азимутального искривления зависят от геологических факторов.
Абсолютная величина интенсивности азимутального искривления зависит от зенитного угла скважины. С его увеличением интенсивность азимутального искривления снижается.
Вертикальные скважины. Способы предупреждения их искривления.
Бурение вертикальных скважин:
Вертикальной считается скважина, у которой устье и центр круга допуска лежат на вертикальной прямой, являющейся проектным профилем скважины, а отклонение ствола от вертикали не превышает радиус круга допуска.
Проводка строго вертикальных скважин представляет собой довольно сложный процесс, т.к. при бурении часто возникает самопроизвольное искривление ствола, которое затрудняет проводку и последующую эксплуатацию скважины, а также приводит к увеличению стоимости бурения. Наиболее важное значение обеспечение вертикальности ствола имеет для глубоких и сверхглубоких скважин.
Предупреждение самопроизвольного искривления скважин:
Увеличение жесткости компоновки низа бурильной колонны (КНБК).
Установка 2 – 3 полноразмерных центраторов.
Снижение осевой нагрузки на долото.
Периодическое вращение бурильной колонны.
Использование КНБК, основанных на эффекте маятника или отвеса.
Применение метода пилотной проводки скважины.
Применение реактивно-турбинных буров РТБ
Применение турбинно-роторного способа бурения.