Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Методика направленного бурения скважин включает и себя решения следующих задач: 1) обоснования и выбора рациональ­ной для данных условий бурения траектории скважин; 2) рас­чета траектории скважины; 3) выбора технических средств и ре­жимов направленного бурения.

Траектория скважины выбирается с учетом се назначения, геологических условий бурения, закономерностей естественного искривления, технических возможностей п"экономических сооб­ражений.

Наиболее существенным требованием при бурении геолого­разведочных скважин является сохранение проектной плотности разведочной сети при подееченин залежи полезного ископаемого. Это означает, что отклонение ствола скважины от заданной точки нодеечепия не должно превышать определенной величины,

т. е. скважина должна быть направленной. При этом се проект­ная траектория может быть задана произвольно, без предвари­тельного расчета, или выбрана на основе анализа закономерно­стей естественного искривления скважин н результатов предва­рительного расчета.

Первый способ задания траекторий приемлем лишь в наи­более простых геологических условиях и при ограниченной глу­бине скважин. Чаще всего в этих условиях проектируются пря­молинейные вертикальные или наклонные скважины. Проведе­ние скважин значительной глубины по вертикальной прямоли­нейной траектории требует применения предупредительных мер или искусственного искривления, что ведет к снижению произ­водительности и удорожанию буровых работ. Оно может быть оправдано лишь при бурении скважин в специальных целях или в особо благоприятных геологических условиях (изотропные по­роды горизонтального залегания). Наиболее рациональным яв­ляется метод направленного бурения скважин по типовым тра­екториям, предварительно рассчитанным по средним значениям интенсивности естественного искривления ранее пробуренных скважин на равных интервалах их глубин при установившейся для данного месторождения технологии бурения.

С этой целыо, прежде всего, производят обработку данных ипклинометрическіг* измерений и строят вертикальные и гори­зонтальные проекции трасс ранее пробуренных скважин.

Данные пиклипометрнческих измерений записывают в табл. 11.1.

Приращение горизонтального смещения забоя рассчитывают ио формуле

Ал:» ^ (La — £„_,) sin — Ql-L. . (і 1.4)

Для построения горизонтальной проекции трассы скважины через точку Л, изображающую устье скважины, проводят пря­мую с азимутом аі и откладывают па пей отрезок А — 1, равный Ал’, (рис. 11.3,а). Через точку / проводят прямую с азимутом а-,, па которой откладывают отрезок 1—2, ранный Лл’2. Построе­ние продолжают подобным же образом для всех остальных то-

чек. Соединив точки А, 1. 2, … прямыми, получают положение трассы сквпжнны к плане. Вертикальную проекцию скнлжнны можно построить п любой вертикальной плоскости, например, нкрест простирания пластов, как показано па рис. 11.3,6. Для этого через точки А, 1, 2, … опускают перпендикуляры па лн — пию РР, изображающую плоскость профиля скважины, и полу­чают точки 0, т. Отрезки 0—/, 0—11, 0—т представ­

ляют собой смещения забоя хи Хг, . ■ х по профилю РР. Их из­меряют и записывают в табл. 11.1.

Затем из точки А (рис. 11.3, а) описывают дугу радиусом в соответствующем масштабе.

На расстоянии х параллельно вертикали АВ проводят прямую аа, получая на пересечении ее дугой точку 1. Из точки 1 опи­сывают дугу радиусом и

на расстоянии х% проводят пря­мую ЬЬ параллельно вертикали АВ. Их пересечение дает точку

2. Подобным же образом строят все остальные точки. Соединяя точки А, 1, 2, … прямыми, по­лучают вертикальную проекцию трассы скважины па плоскость профиля РР.

Для изучения закономерно­стей естественного искривления скважин их разбивают на группы с учетом геологических и технико-технологических осо­бенностей их бурения, чтобы образовать качественно однород­ные в статическом смысле совокупности (выборки). Для каж­дой группы определяют значения средних арифметических ве­личин зенитных и азимутальных углов или нх приращений у и средние квадратические отклонения о через равные интер­валы длины стволов:

У + У* "Ь • ■ • ~~Уп

У ~~

Исследованиями Л. М. Курмашева, Ю. Т, Морозова н других па многих месторождениях разных районов страны было уста новлеио соотпетствне опытных данных и н юн ш о м стр н чсс к их из­мерений’закону нормального распределения, определяющему за­висимость между возможными значениями случайной величины и соответствующими им вероятностями. При нормальном законе распределения среднее арифметическое характеризует наиболее вероятное значение случайной величины, около которого груп­пируются все возможные значения совокупности. Разброс значе­ний случайной величины около ее среднего арифметического характеризуется величиной среднего квадратического отклоне­ния. Статистические закономерности распределения опытных данных инклинометрических измерений при условии соблюдения качественной однородности выборок (групп скважин) отражают закономерный характер естественного искривления скважин, что и позволяет использовать средние значения измеренных ранее величин для прогнозирования с определенной. степенью точности траекторий вновь буримых скважин в тех же геолого-техниче — ских условиях. Отклонение фактической траектории скважины от проектной при этом, конечно, не исключается, но оно будет иметь характер случайного явления, вероятность которого можно оценить заранее.

Практически расчет проектной траектории скважины сводится к реализации ее математической модели, полученной в резуль­тате статистической обработки данных инклинометрических из­мерений ранее пробуренных скважин. Математические модели чаще всего представляются в виде уравнения зависимости вели­чины зенитного угла 0 (или интенсивности зенитного искривле­ния) от длины ствола скважины:

0 = /(1) или *е = /(1). (11.7)

При больших азимутальных искривлениях могут применяться модели, описывающие изменение полного угла искривления р = = по практически всегда стремятся осуществить бурение по плоскоискривленной траектории, задавая скважины вкрест простирания пород и сводя, таким образом, азимутальное ис­кривление к минимуму. Математическая модель может быть по­лучена в виде уравнения прямой линии, окружности или плоской крипон, например

10 — а 4-Ы, (11.8)

где и и Ь — опытные коэффициенты, определяемые методом наи­меньших квадратов по данным инклинометрических измерений.

Учитывая, что получим уравнение профиля еква-

й1-

жины в виде

Граничное условие напишем в виде

I — О О 0„. (11.10)

Тогда окончательно

0-00 + 01+-^1. ^ (П И)

Эта зависимость, как показано Ю. Т. Морозовым, хорошо ап­проксимирует зенитное искривление скважин при алмазном бу­рении в анизотропных и перемещающихся породах.

Комментарии запрещены.