Дополнительные упражнения по прогнозированию

      Комментарии к записи Дополнительные упражнения по прогнозированию отключены

Прогнозирование

Цели

После изучения данного раздела обучающийся должен уметь следующее:

1. Объяснить важность анализатекущих тенденций поведения инструмента при наклонно-направленном бурении дляпрогнозирования траектории скважины.
2. Выполнять простые расчетывручную для прогнозирования траектории скважины в двух измерениях:вертикальной или горизонтальной плоскости.
3. Выполнять простыепроекционные измерения на плане скважины с использованием транспортира инити.
4. Выполнять простые измерениядля проецирования траектории скважины по дуге в вертикальной плоскости.

Раздел

Прогнозирование

Введение
Одной из основных задач при бурениинаклонно-направленных скважин является прогнозирование траектории скважины помере ее выполнения. Иными словами, необходимо не только определять текущееместоположение забоя скважины, но также рассчитывать темп изменения зенитногоугла и азимута при использовании каждой компоновки и экстраполироватьполученные значения для проверки того, что скважина выбуривается по вернойтраектории к проектному забою. При отклонении скважины от заданной траекториимогут производиться корректирующие рейсы. Для точного прогнозирования траектории скважины втрех измерениях необходимо использовать ЭВМ или программируемый калькулятор.Компьютерные программы прогнозирования траектории скважины, как правило,выполняют расчеты, основанные на модели минимальной кривизны и методахитерации. В ПО EC*TRAKимеется несколько функцийпрогнозирования. Данные функции описаны в руководствах по ПО EC*TRAK. При отсутствии ЭВМ возможен упрощенный подход крешению данной задачи при условии, что расчеты ограничены вертикальной, либогоризонтальной проекцией скважины. Иными словами, данный подход является, впринципе, двухмерным. Следует отметить, что результаты упрощенных расчетов,описанных ниже в данном разделе, для поворотов ствола в трех измерениях будутиметь очень большую погрешность.
10.1 Прогнозирование горизонтальной проекции скважины
При использованииданного метода, в первую очередь, необходимо определить текущие координаты иазимут забоя скважины и степень бокового отклонения либо отклонения азимута,свойственную используемой роторной компоновке. Степень отклонения зенитногоугла или азимута можно легко рассчитать по следующей формуле:
Текущая степень отклонения (°/100 футов) = общее изменение азимута ´ 100 ,
длина пробуренного участка
где величины общегоизменения азимута и длины пробуренного участка должны указываться дляиспользуемой в настоящее время компоновки.Понятие «текущая степень отклонения» может быть заменено на понятие «текущеебоковое смещение».

Рис. 10-1
Требуемое общее отклонение = 2z,
где Z — угол (вградусах) между текущим направлением и направлением к проектному забою оттекущей точки забоя скважины.
Требуемая степень отклонения (°/100 футов) = требуемое общее отклонение ´ 100 ,
ИГ до проектного забоя
Понятие «требуемаястепень отклонения» может быть заменено на понятие «требуемое боковоесмещение». ИГ представляет собойизмеренную глубину (т. е. глубину, измеренную по стволу). ИГ допроектного забоя может быть оценена только приблизительно. ИГ можетпредставлять собой ориентировочное значение глубины до следующей точкиустановки обсадной колонны или проектного забоя. При выполнении участканабора кривизны можно приближенно рассчитать данное значение путем измеренияотхода ствола от вертикали и вертикальной глубины до проектного забоя споследующим определением длины гипотенузы прямоугольного треугольника.
Ожидаемое общее отклонение (в градусах) = текущая степень отклонения ´ ИГ до проектного забоя
Величина ожидаемогообщего отклонения должна сравниваться с величиной требуемого общегоотклонения для принятия решения о продолжении бурения с той же компоновкой илинеобходимости ее замены. Если существует вероятность того, что скважина недостигнет цели, необходимо принять решение о выполнении корректирующегорейса. При использовании управляемой системы достаточно будет простовыполнить интервал в режиме направленного бурения. При бурении скважины сиспользованием традиционной компоновки потребуется выполнить корректирующийрейс с применением двигателя и кривого переводника. Нижеприведенная формулаиспользуется для приблизительного расчета угла поворота (изменение азимута),который необходимо обеспечить при корректирующем рейсе при условии, что длинакорректирующего рейса мала по сравнению с расстоянием до проектного забоя.
Требуемый угол поворота компоновки (в градусах) = Z ± ожидаемое отклонение ,
где Z — угол (вградусах) между текущим направлением и направлением к проектному забою оттекущей точки забоя скважины. Если ожидаемоеотклонение соответствует направлению требуемого поворота (т. е. вправоили влево), то член уравнения «ожидаемое отклонение/2» отнимается от Z. Ноесли ожидаемое отклонение не соответствует направлению требуемого поворота,то данные члены складываются.
Пример
Интервал с глубины 2475 футов ИГ до 4 255 футов ИГ выполнен стабилизированной компоновкой. Наданном интервале азимут изменился с 62° до 68°. Угол от текущего забоя до направления кпроектному забою составляет 56°. Согласно вертикальной проекции привыдерживании данного угла отклонения скважина достигнет проектного забоя.Ориентировочная глубина проектного забоя составляет 9 000 футов ИГ.Необходимо рассчитать: a. текущую степень отклонения; b. требуемое общее отклонение для достижения проектного забоя; c. требуемую степень отклонения; d. ожидаемое отклонение при использовании стабилизированнойкомпоновки; e. требуемый угол поворота при выполнении корректирующего рейса.
a. Текущая степень отклонения = общее изменение азимута ´ 100 ,
длина пробуренного участка
\ Текущая степень отклонения = (68° – 62°) ´ 100
4 255 футов – 2 475 футов
= 0,34°/100 футов вправо
b. Требуемоеобщее отклонение для достижения проектного забоя = 2Z \ требуемое общее отклонение = 2 ´ (68° – 56°) = 24° влево
c. Требуемая степень отклонения = требуемое общее отклонение ´ 100
ИГ до проектного забоя
\ Требуемая степень отклонения = 24° ´ 100
9 000 футов – 4 255 футов
= 0,51°/100 футов влево
d. Ожидаемое отклонение = текущая степень отклонения ´ ИГ до проектного забоя
\ Ожидаемоеотклонение = 0,34° ´(9 000футов – 4 255 футов)
= 16° вправо
e. Требуемый угол поворота привыполнении корректирующего рейса = Z + ожидаемое отклонение
\ Требуемый угол поворота = 12° + 16°
2 влево
= 20° влево.
10.1.1 Упражнения
В случае выраженияглубин в метрах степень отклонения должна быть выражена в °/30 м, а в соответствующей формуле 30 заменяетсяна 100. 1. ТекущаяИГ составляет 7 650 фунтов. Результаты последней инклинометрии составили:зенитный угол 47°, азимут 020,5°. Направление от текущего забоя до проектногозабоя: С30°В. Фактическая глубина проектного забоя составляет ориентировочно 13785 футов ИГ. Оставшуюся часть скважины планируется выполнить сиспользованием стабилизированной роторной компоновки. Ожидаемая степеньотклонения составляет 0,084°/100 футов вправо. Необходимо рассчитать:
Требуемое общее отклонение =
Требуемая степень отклонения =
Ожидаемое отклонение при использовании роторных компоновок =
Требуемый угол поворота при использовании забойного двигателя с кривымпереводником =
2. Скважинавыполнена до глубины 2 450 м ИГ, пробуривается участок ствола диаметром 12?1/4 дюйма.Текущий азимут составляет 124,5°, при этом угол от текущего положения забоядо точки установки обсадной колонны диаметром 9-5/8 дюйма составляет 115°.Планируется использовать компоновку для плавного спада угла отклонения, темпотклонения которой при выполнении предыдущей скважины в данном районе и втакой же породе составлял 0,2°/30 м вправо. Таким образом, для поворота стволавлево необходимо выполнить корректирующий рейс с использованием двигателя скривым переводником. Ориентировочная глубина точки установки обсадной колонныдиаметром 9?5/8 дюйма составляет 3 250 м ИГ. Необходиморассчитать:
Требуемое общее отклонение =
Требуемая степень отклонения =
Ожидаемое отклонение при использовании роторной компоновки =
Требуемый угол поворота при использовании забойного двигателяс кривым переводником =
3. Результатыпоследней инклинометрии на глубине 5 600 футов ИГ составили: зенитный угол 23,5°, азимут 225,0°. Темп отклоненияроторной компоновки составляет 0,5°/100 футов вправо. a. Сколько составит ожидаемое общее отклонение при продолжениибурения скважины с использованием этой же КНБК до глубины 8 200 м ИГ? Угол, измеренный от текущего забоя до направления на проектный забойтранспортиром на горизонтальном плане, составляет 239,5°. b. На сколько градусов необходимо выполнитьповорот ствола при корректирующем рейсе?
10.2 Прогнозирование вертикальной проекции скважины
Прогнозированиетраектории скважины может аналогичным образом производиться и в вертикальнойплоскости. Данный метод позволяет получить более точные результаты, если вгоризонтальной плоскости траектория скважина направлена к проектному забою, аазимут если и меняется, то с малой интенсивностью. Иными словами, данныйподход также является двухмерным. Угол отклонения отвертикали (зенитный угол), необходимый для достижения проектного забоя изтекущей точки, может быть просто измерен транспортиром на вертикальном планескважины. При проецировании траектории скважины на вертикальный план следуетпомнить, что данная плоскость в целом не параллельна вертикальной плоскостискважины на ее любом конкретном участке. Это означает, что для выполненияизмерений транспортиром или проецирования траектории скважины на план, уголотклонения от вертикали должен быть, строго говоря, пересчитан по следующейформуле: Зенитныйугол на проекции = arctan [tan (фактический угол отклонения) ´ cos (DD)], где DD — уголмежду азимутом ствола и азимутом вертикального разреза. При разнице азимутовменее 10°, что является типичным случаем, зенитный угол на проекции будетпрактически соответствовать фактическому зенитному углу. В ином случае зенитныйугол, необходимый для достижения проектного забоя, может рассчитываться следующимобразом:
Требуемый зенитный угол = arctan расстояние до проектного забояв горизонтальной проекции
DФВГ
Расстояние до проектного забоя в горизонтальнойпроекции =
DФВГ = ФВГ проектногозабоя – текущая ФВГ.

Требуемый темп набора/спада кривизны = 2 (I2 – l1)

Рис. 10-2
06/92
Текущий темп набора/спада кривизны= изменение зенитного угла ´ 100 ,
длина пробуренного участка
(°/l00 футов) Примечание: Отрицательная величина указывает на спадкривизны.
Требуемый темп набора/спада кривизны = 2 (I2 – l1)´ 100
ИГ до проектного забоя
(°/100 футов) Уголотклонения (зенитный угол) на проектном забое = I1 + 2 (I2 –I1), где I1 —текущий зенитный угол, а I2 — зенитный угол кпроектному забою в текущей точке.
Ожидаемый темп набора/спада кривизны = текущий темпнабора/спада кривизны ´ ИГ до проектного забоя
(в градусах)
Пример Результаты последнейинклинометрии на глубине 7 340 футов ИГ составили: зенитный угол 44,5°, азимут 137,3°. Траектория скважины в горизонтальной проекциинаправлена к проектному забою, но зенитный угол к проектному забою в текущейточке составляет 36,5°. При бурении последнего интервала длиной800 футов ИГ зенитный угол был уменьшен с 46,5° до 44,5°. Ориентировочная глубина проектного забоясоставляет 9 500 футов ИГ.
Текущий темп спада зенитного угла = изменение зенитного угла ´ 100
длина пробуренного участка
\ Текущий темп спада зенитного угла = 2,0° ´ 100 футов
= 0,25°/100 футов
Ожидаемый общий спад зенитного угла = текущий темп спада зенитного угла ´ ИГ до проектного забоя
\ Ожидаемый спад = 0,25° ´ (9 500 – 7 340)
= 5,4°
Требуемый общий спад =2 ´ (44,5° – 36,5°) = 16°
Требуемая степень спада зенитногоугла (°/l00 футов) = требуемый общий спад ´ 100
ИГ до проектного забоя
\ Требуемый темп спада = 16° ´ 100
9 500 футов – 7 340 футов
= 0,74°/100 футов
Таким образом,потребуется сменить КНБК на компоновку, обеспечиваемую темп спада зенитногоугла около 3/4°/100 футов. В ином случае, при использованииуправляемой компоновки в режиме роторного бурения необходимо выполнитькороткий интервал с траекторией спада зенитного угла. Требуемый спад угла врежиме направленного бурения = (I2 – I1) — , где I1 —текущий зенитный угол, I2 — зенитный угол к проектному забою. \ Требуемый спад угла в режиме направленногобурения = = 5,3° Результат последнегорасчета является ориентировочным и действителен, только если длина интервала,который необходимо выполнить в режиме направленного бурения, мала посравнению с оставшимся расстоянием до проектного забоя.
10.2.1 Упражнение
Ниже представленырезультаты последней инклинометрии:
Результатыинклинометрии
ИГ Угол отклоненияот вертикали (Зенитный угол) Азимут ФВГ Расстояние насевер Расстояние навосток
10 450 футов 44,3° 58,5° 8 620 футов 3 780 футов 4 045 футов
Координаты проектногозабоя:
ФВГ Расстояние на север Расстояние на восток
10 000 футов 4 620 футов 5 471 футов
Бурение производится сиспользованием управляемого забойного двигателя NorTrak в роторном режиме.При выполнении последнего интервала с 8 783 футов ИГ до 10 450 футов ИГзенитный угол был уменьшен с 47,5° до 44,3°. Необходиморассчитать: a. расстояниедо проектного забоя в горизонтальной проекции; b. зенитныйугол к проектному забою в текущей точке; c. требуемыйобщий угол набора или спада кривизны для достижения проектного забоя; d. требуемыйтемп набора или спада кривизны для достижения проектного забоя; e. уголнабора или спада кривизны, который необходимо обеспечить на следующеминтервале, выполняемом в режиме направленного бурения.
10.3 Проецирование траектории скважины по дуге в вертикальной плоскости
При использованииуправляемой системы, системы с фиксированным углом набора кривизны илизабойного двигателя с кривым переводником для набора или уменьшения углаотклонения в одной вертикальной плоскости (без изменения азимута) дляпрогнозирования криволинейной траектории могут использоваться следующиеформулы. Принимается, что выполняемая кривая соответствует дуге окружности.

Рис. 10-3
Радиус кривизны (в футах) = Радиус кривизны (в метрах) = где BUR —интенсивность набора/спада кривизны, выраженная в °/100 футов или °/30 м ИГ. Глубинав футах Глубинав метрах где I1 и I2 —зенитные углы в градусах. Следует отметить,вышеприведенные формулы могут быть выражены для определения I2 по DИГ, DФВГ или Dотклонений.
10.3.1 Дополнительные упражнения по прогнозированию
1. Длябурения интервала с 2 040 м ИГ до 3 440 м ИГ использовалась стабилизированнаякомпоновка. На данном интервале азимут изменился с 126,5° до 131,1°. Результаты инклинометрии на глубине 3440 м ИГ составили:
ИГ Угол отклоненияот вертикали (Зенитный угол) Азимут ФВГ Расстояние на юг Расстояние навосток
35,0° 131,1°
Координаты проектногозабоя:
ФВГ Расстояниена юг Расстояние на восток
Фактическая глубинасоставляет ориентировочно 4 790 м. Необходимо рассчитать: a. угол от текущего забоя до направления кпроектному забою; b. требуемый зенитный угол для достиженияпроектного забоя; c. текущее боковое отклонение (т. е.темп отклонения на интервале с 2 040 м до 3 440 м ИГ); d. требуемое общее отклонение инструмента вгоризонтальной плоскости для достижения проектного забоя; e. боковое отклонение, т. е. ТЕМПотклонения, необходимый для достижения проектного забоя; f. ОЖИДАЕМОЕ общее отклонение; g. требуемый угол поворота при выполнениикорректирующего рейса.

Дополнительные упражнения по прогнозированию

Статьи к прочтению:

Английский на слух- дополнительные упражнения 2 Мёрфи


Похожие статьи: