Технология искусственного отклонения скважины.

Искривление скважины на заданном интервале в соответствии с проектом ее бурения проводят с помощью отклоняющего инструмента.

При бурении участка начального искривления профиля скважины необходимо контролировать положение отклонителя. Даже незначительное изменение положения отклонителя в процессе бурения приводит к отклонению скважины от заданного направления и вызывает необходимость в корректировании профиля скважины.

Наклонный ствол скважины, как правило, забуривают с естественного забоя скважины, а в аварийных случаях - с цементного моста.

Контрольные измерения геометрических параметров ствола скважины инклинометром следует производить при такой ве­личине зенитного угла, при которой для используемого инклинометра обеспечивается минимальная погрешность изме­рения азимута.

Длину интервала участка начального искривления, при которой обеспечивается выполнение поставленного условия, можно определить по формуле

S= α/ i + L + t,

где α - зенитный угол, при котором погрешность измерения азимута для используемого инклинометра минимальная, гра­дус; i - проектная интенсивность искривления ствола скважины отклонителем, градус/10 м; L - длина отклонителя, м; t - допустимое расстояние датчика инклинометра от стального замкового соединения, м.

Успешное отклонение ствола скважины от вертикали на всем интервале искривления достигается при обеспечении проектной интенсивности увеличения зенитного угла. Поэтому участок начального искривления необходимо планировать в интервалах расположения устойчивых горных пород, в которых за рейс долота обеспечивается увеличение зенитного угла не менее чем на 4-6°.

В процессе бурения участка начального искривления профиля скважины следует стремиться к тому, чтобы геометрические и жесткостные параметры отклонителя не изменялись.

В ходе бурения отклонителем необходимо контролировать фактическую интенсивность искривления ствола скважины.

Если азимут ствола скважины на интервале измерения не менялся, то фактическую интенсивность искривления ствола скважины отклонителем можно определить по формуле

i = 10(α₂ - α₁) / S,

где i - средняя интенсивность искривления ствола скважины, градус/10 м; α₁ , α₂ - зенитные углы соответственно в начале и конце измеренного интервала бурения отклонителем, гра­дус; S - интервал между точками измерения, м.

Для второго рейса бурильную колонну с отклонителем спускают с учетом результатов предыдущего рейса.

Геометрические размеры отклонителя изменяют в тех случаях, когда фактическая интенсивность искривления ствола скважины превышает проектную величину или когда она на 20-30 % меньше.

В ряде случаев в процессе забуривания наклонного ствола фактический азимут ствола скважины не совпадает с проектным. Это может произойти по следующим причинам:

1) в результате ошибок оператора при сборке и ориентировании отклонителя;

2) при докреплении резьбовых соединений бурильной колонны в процессе бурения;

3) из-за несоответствия фактического значения угла закручивания расчетному значению.

Если докрепление резьбовых соединений бурильной колонны исключается, а ориентирование отклонителя было про­ведено тщательно и без ошибок, то наиболее вероятная причина неточного забуривания наклонного ствола скважины - несоответствие фактического значения угла закручивания расчетному значению. Поэтому на основании инклинометрических измерений можно уточнить угол закручивания буриль­ной колонны от реактивного момента забойного двигателя. Для выведения ствола скважины на проектное направление отклонителем известны два основных способа: по плоской дуге; по пространственной кривой линии. Способ изменения направления ствола скважины по пло­ской дуге реализуется при постоянном положении отклоните­ля относительно апсидальной плоскости скважины.

Для изменения направления ствола скважины по пространственной кривой линии необходимо при углублении скважины изменять положение отклонителя. При постоянном значении угла между плоскостью изгиба отклонителя и апсидальной плоскостью скважины ствол скважины искривляется по винтовой линии.

Исходные данные для выбора способа корректирования направления ствола скважины следующие: геологические условия проводки скважины; величина пространственного искривления ствола скважины; глубина скважины; конструкция колонны бурильных труб; технические характеристики средств контроля за параметрами ствола скважины; условия проведения измерений; технические характеристики наземного бурового оборудования для управления отклонителем посредством колонны бурильных труб (ротор, привод ротора, механизм фиксации ротора, энергетические параметры забойного двигателя).

Способ изменения направления ствола скважины по пло­ской дуге целесообразно применять в следующих случаях:

при бурении интервала, не превышающего длины одной-двух бурильных труб, используемых для наращивания бурильной колонны;

если изменение азимута ствола скважины за интервал бурения меньше угла фиксации ротора (при его ступенчатой фиксации);

когда невозможно осуществлять ориентирование и управление отклонителем, например; при достаточно длинной ко­лонне бурильных труб или при значительном пространствен­ном искривлении ствола скважины.

Способ изменения направления ствола скважины по пространственной кривой предпочтительнее использовать при не­большом пространственном угле искривления и значительном интервале бурения при условиях, обеспечивающих ориентирование отклонителя с помощью телеметрической системы и управление отклонителем при бурении.

Необходимо отметить, что профиль скважины в виде плоской дуги имеет минимальную длину по сравнению с другими траекториями. Это преимущество более ощутимо, когда сква­жину необходимо искривлять на большой пространственный угол. Однако для проводки скважины по профилю плоской дуги приходится чаще замерять зенитный угол и азимут и рассчитывать ориентацию отклонителя, которая меняется по отношению к апсидальной плоскости. Это возможно в условиях, когда проходка за один рейс небольшая и где такие измерения и расчеты можно проводить регулярно через сравнительно небольшие интервалы.

При большой проходке за один рейс долота и использова­нии средств постоянного телеконтроля, а также в случае применения отклонителей, самоориентирующихся по отношению к апсидальной плоскости ствола скважины, удобнее корректировать направление ствола скважины, поддерживая расчетный угол установки отклонителя, т.е. искривляя скважину по пространственной спирали.