Самопроизвольное искривление скважин

Положение оси скважины в любой точке принято характеризовать тремя величинами: зенитным углом a₃ (рис. 9.1), т. е. углом между вертикалью и касательной к оси в данной точке; азимутальным углом a_а, т. е. углом между направлением юг-север и проекцией касательной к оси в данной точке на горизонтальную плоскость; смещением, т. е. кратчайшим расстоянием между устьем и проекцией данной точки на горизонтальную плоскость.

Скважины, зенитный угол которых не превышает 2 - 3°, условно принято называть вертикальными. Скважины, в которых с глубиной изменяется только зенитный угол, называют плоскоискривленными. Если же с глубиной изменяются и зенитный, и азимутальный углы, скважина является пространственно искривленной.

Рисунок 9.1 - Элементы, характеризующие положение оси скважины в пространстве:

1 - горизонтальная плоскость; 2 - вертикальная плоскость, в которой лежит участок ОА оси скважины; 3 - касательная в точке О к участку ОА оси скважины; 4 - вертикаль; SN - направление на север

Интенсивность искривления

, (9.5)

где Dj_и - прирост угла искривления скважины (в градусах) на длине l (в м),

, (9.5)

Da_з - абсолютная величина разности зенитных углов в начале и в конце интервала длиной l, градус; Da_а - абсолютная разность азимутальных углов в тех же точках, градус; a_аc - среднеарифметическое значение зенитного угла в том же интервале, градус.

Самопроизвольное отклонение фактической траектории от проектной, обычно именуемое искривлением (точнее, неуправляемым искривлением), может иметь ряд отрицательных последствий: нарушается сетка разработки месторождения; увеличиваются длина ствола скважины, расходы на ее сооружение, силы трения между трубами и стенками скважины; осложняется выполнение СПО; возрастают затраты мощности на бурение; интенсифицируется износ бурильных, обсадных труб и НКТ; усиливается желобообразование; ухудшается качество цементирования скважин.

Можно назвать несколько причин, способствующих самопроизвольному искривлению скважин.

Причины геологического характера: анизотропия пород; частое чередование пород с разными механическими свойствами, особенно мри наклонном залегании их; наличие в породах трещин и других полостей и т. п. Долото, работая на забое, сложенном такими неоднородными по составу, текстуре и другим свойствам породами, встречает в разных точках существенно разные сопротивления. Результирующая реакций забоя оказывается смещенной относительно его центра; поэтому на нижний участок бурильной колонны действует изгибающий момент, под влиянием которого долото поворачивается на некоторый угол к первоначальному направлению оси колонны.

Причины технического порядка: наличие в нижней части бурильной колонны изогнутых труб или перекошенных резьбовых соединений при бурении с помощью забойных двигателей; несоосность талевой системы и стола ротора, несоосность стола ротора и направления скважины (последние сказываются в основном при бурении верхнего интервала скважины).

Причины технологического порядка: чрезмерно высокие осевые нагрузки на долото, вызывающие продольный изгиб нижнего участка бурильной колонны.

Предотвратить самопроизвольное искривление скважины или хотя бы свести его к минимуму можно надлежащим выбором компоновки нижнего участка бурильной колонны при заданной осевой нагрузке на долото, при необходимости — уменьшением нагрузки до допустимого минимума; систематическим контролем направления скважины, особенно при бурении часто чередующихся по свойствам пород; исключением из компоновки нижнего участка бурильной колонны изогнутых, с перекошенными резьбовыми соединениями труб и тщательной центровкой талевой системы относительно стола ротора, проверкой горизонтальности последнего.

Дата добавления: 2014-01-03