книги / Решение геолого-технических задач при направленном бурении скважин

4. МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТРАЕКТОРИЙ СКВАЖИН

4.1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОДНОСТВОЛЬНЫХ СКВАЖИН

Выбор типа профиля одноствольной скважины

Профиль прямолинейных скважин, ось которых располагается вертикально или наклонно (рис. 19, о), выбирают в том случае, когда месторождение сложено относительно однородными, согласно зале­ гающими пластами горизонтальных или пологонаклонных (до 20—30°) пород и толщ полезных ископаемых.

Профиль скважин, искривленных в одном направлении (рис. 19,6), выбирают, если месторождение сложено согласно залегающими на­ клонными пластами анизотропных или перемежающихся по твердости изотропных горных пброд.

Профиль скважин, состоящий из прямолинейного и криволиней­ ного участков (рис. 19, в), выбирают, когда разрез сложен породами относительно изотропными, залегающими горизонтально или пологонаклонйо, а также анизотропными либо перемежающимися по твердости крутопадающими породами.

Профиль скважин, искривленных в разном направлении (рис. 19, г), выбирают в сложных геологических условиях типа опрокинутых складок.

Основные расчеты выполняются по методикам, изложенным в

Рис. 19. Типовые профили одноствольных скважин

73

Рис. 20. Схема к расчету прямолинейного профиля сква­ жины

Расчет профиля прямолинейной скважины

Исходными данными для расчета прямолинейного профиля сква­ жины являются (рис. 20): расстояние по вертикали между устьем скважины и точкой встречи геологического объекта Я; угол падения пласта р; угол встречи пласта у.

Зенитный угол скважины

Расстояние по горизонтали между устьем скважины и точкой встречи геологического объекта S

Расчет профиля скважины постоянной кривизны по всей длине

Исходными данными в этом случае являются (рис. 21): интенсивность искривления скважины по всей длине ее оси или по

интервалам (гв1, ь 2, ц3, ..., i,J (градус/м); глубина подсечения залежи Я, м; угол падения залежи Р, градус;

угол встречи оси скважины с залежью у или конечный зенитный угол 0, градус.

74

$п

где А,— кривизна скважины, м -1,

Горизонтальная проекция оси скважины

75

Рис. 22. Схема построения с помо­ щью лекал профиля скважины при разной интенсивности искривления в отдельных интервалах

Профиль скважины на разрезе строят по координатам точек (начала отрезков) оси скважины. Для этого рассчитывают вели­

(4.12) и (4.13). Откладывая на чертеже значения этих величин (см. рис. 21), можно найти точки скважины по интервалам и соединить их, пользуясь линейкой, прямыми линиями или плавной кривой, пользуясь лекалом.

Если проектируется группа скважин с одинаковым профилем, то делают трафарет, е помощью которого профили копируют на разрез.

В табл. 13 приведены величины зенитных углов и координаты плоскоискривленных скважин по двум взаимно перпендикулярным осям х и z с шагом 20 м. Расчеты сделаны по формулам (4.11)— (4.13) для десяти вариантов траекторий вертикально забуренных скважин, имеющих интенсивность искривления 0,005—0,05°/м с шагом 0,005°/м. Интенсивность искривления принята постоянной по всей длине скважины.

76

Данные табл. 13 можно использовать для определения проектных координат вертикально забуренных скважин и для изготовления лекал-палеток, необходимых при проектировании и построении одно­ родных и комбинированных профилей вертикально и наклонно забуренных скважин. Профили строят по координатам в принятом масштабе для соответствующей кривизны. Затем изготовляют ле­ кала-палетки.

Для построения комбинированного профиля на кальке отмечают интервалы с постоянной интенсивностью искривления Ах; Л2; А3; Л4 (рис. 22). Верхнее лекало накладывают в произвольной точке А под углом к вертикали, соответствующим начальному зенитному углу скважины, и проводят часть профиля до глубины hv Затем в точке В накладывают лекало, соответствующее кривизне скважины на интер­ вале h2, без перегиба профилей разной интенсивности искривления /м и /в2 в точке В и т. д. до конечной глубины Н.

Кальку накладывают на проектный разрез так, чтобы скважина пересекала на заданной глубине Н рудное тело. После этого графически определяют место заложения устья скважины и проектный профиль переносят на разрез.

Расчет профиля плоскоискрнвленной скважины с постоянной кривизной в отдельных интервалах

Начальные зенитные углы каждого интервала снизу вверх:

Рис. 23. Схема к расчету профиля скважины при разной интенсивности искривления в отдельных интервалах

77

Т аб л и ц а 13

Зенитные углы н координаты нлосконскрнвлениых скважин глубиной до 1000 м (0о=О)

78

70

Горизонтальные проекции отрезков оси скважины S u S2 и S3, имеющих разную интенсивность искривления, и суммарная длина проекций S:

Длина каждого отрезка 1и 12, /3 и суммарная длина ствола скважины по ее оси:

На разрезе по вычисленным координатам откладывают точки А0> Ax, A2, Ая. Между точками A0 и A x; A x и A2, A2 и А„ определяют текущие значения зенитного угла с шагом, равным шагу замера искривления:

Координаты промежуточных точек для каждого зенитного угла:

80