Измерение искривления скважин

И естественное и искусственное искривление скважины требует постоянного контроля (измерения) положения ствола скважины в пространстве – инклинометрии, выполняемой геофизиками.

Технология проведения измерений положения оси скважины в пространстве и используемые приборы позволяют получать непрерывную запись координат оси скважины, что обеспечивает качественную привязку геологической информации к положению в горном массиве.

Существует несколько вариантов приборов для измерения координат оси скважины в пространстве. Основная задача сводится к непрерывному измерению и передаче на поверхность величин зенитного и азимутального углов оси скважины по всей длине или по заданным участкам ствола скважины

В большинстве приборов для измерения зенитного угла используется сила тяжести, в виде отвеса, положения шарика, занимающего нижнее положения в кольцевой канавке, горизонтальной поверхности уровня жидкости или положение пузырька воздуха в жидкости. Для измерения азимутального угла в немагнитных средах используется магнитная стрелка, а в магнитных средах и внутри обсадных или бурильных труб гироскоп. Гироскоп может также использоваться и для измерения зенитного угла.

На рис. 41 показаны схемы приборов для измерения координат оси скважины в пространстве. На рис. 41 а схема наиболее распространенного прибора с отвесом и магнитной стрелкой с электрической схемой передачи сигнала –

УМИ-25. Такой прибор позволяет получать непрерывную информацию по всей длине оси скважины

На рис.41 б схема фотоинклинометра. Существуют фотоинклинометры как для единичных замеров, так и для получения многократных измерений.

При необходимости измерения положения оси скважины в магнитных средах (скважины при разведке железосодержащих полезных ископаемых или обсаженные железными трубами участки нефтегазовых скважин) магнитная стрелка не может использоваться и применяют гироскопические инклинометры

На рис. 42 приведен гироскопический инклинометр и принципиальная схема гироскопа. Гироскоп в этих приборах представлен массивным ротором электромотора, вращающимся с частотой 40000 об/мин. , установленном свободно на вертикальной и горизонтальной осях, что позволяет ему сохранять заданное на поверхности положение его оси вращения, как в горизонтальной плоскости, так и в заданном направлении относительно направления на север. Положение гироскопа относительно корпуса прибора и направлением плоскости наклона скважины фотографируется.

Смещенный груз

а б

Рис. 41

Рис. 42

Принцип измерения заключается в том, что измерительная часть прибора с отвесом или с фиксатором горизонтальной плоскости и со смещенным грузом закрепляется в корпусе прибора так, что может свободно вращаться вокруг оси.

В искривленной скважине плоскость, проходящая через смещенный груз с нулевой линией, будет совпадать с апсидальной плоскостью – отвес займет вертикальное положения и магнитная стрелка будет показывать угол между апсидальной плоскостью (нулевая линия) и направлением на север, т.е. азимут скважины. положение отвеса и магнитной стрелки могут передаваться по кабелю на поверхность и записываться в виде инклинограммы. В гироскопическом инклинометре, на поверхности, ось горизонтального маховика устанавливается на Север, а ось вертикального маховика устанавливаться вертикально. При спуске (или подъеме) прибора, корпус прибора будет занимать фиксированное положение в апсидальной плоскости, и на поверхность будут передаваться данные о зенитном и азимутальном углах

Более подробно студенты геофизических специальностей знакомятся с приборами и методикой измерения координат оси скважины в курсе «геофизические исследования скважин – ГИС».