ОПТИМАЛЬНЫЙ ПРОФИЛЬ СТВОЛА НАКЛОННО НАПРАВЛЕННОЙ СКВАЖИНЫ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ЭКСПЛУАТАЦИИ НАКЛОННО НАПРАВЛЕННЫХ СКВАЖИН

Повышение эффективности эксплуатации наклонно направлен­ных скважин может осуществляться по двум основным направ­лениям:

1) оптимизация профиля ствола скважин в процессе бурения;

2) создание и освоение специальной техники и технологии для эксплуатации наклонно направленных скважин.

ОПТИМАЛЬНЫЙ ПРОФИЛЬ СТВОЛА НАКЛОННО НАПРАВЛЕННОЙ СКВАЖИНЫ

К числу первых исследований по оптимизации профиля ство­ла наклонно направленной скважины можно отнести работу В.Ф. Троицкого, в которой определялась суммарная прижимающая сила штанг к трубам на основе выведенной формулы. Однако предложенные типовые профили не нашли применения из-за сложности их проводки.

Ю.А. Песляком предложен профиль ствола наклонной сква­жины, в котором силы трения между штанговой колонной и внутренней стенкой насосных труб сведены к минимуму. Однако проводка скважины по всей длине ствола с монотонно возрас­тающей кривизной связана с неоправданно большими затратами в процессе бурения.

Для механизированной эксплуатации идеальный профиль ствола ННС имеет вертикальный участок в зоне расположения глубиннонасосного оборудования, затем участок набора кри­визны и участок естественного уменьшения наклона без огра­ничений пространственных параметров. Однако такой профиль также неприемлем для бурения, так как ориентация ствола наклонной скважины в процессе бурения на большой глубине затруднительна.

Для условий Западной Сибири предложены оптимальные про­фили кустовых наклонно направленных скважин, обеспечивающие надежную работу оборудования при механизированном способе добычи нефти, которые предусматривают ограничение зенитного угла до 20 в интервале работы насосного оборудования и малоинтенсивный набор его ниже этого интервала.

На основе теоретических и экспериментальных исследований в БашНИПИнефти разработана методика построения трехинтер-вального оптимального профиля ствола добывающей скважины и изложены в РД 39-0147276-246-88Р "Технологические требования для проектирования оптимального профиля и определение коли­чества насосных наклонно направленных скважин на кусте нефтяного месторождения". В этом документе приведены до­пустимые значения углов отклонения оси скважины от верти­кали, обеспечивающие надежную работу клапанов штангового насоса. В документе также приведены таблицы для оценки воз­можности спуска и надежной работы УЭНЦ на основе методики, разработанной в СибНИИНП В.А. Афанасьевым и А.В. Елизаровым. Суть методики заключается в обеспечении изгиба корпуса и вала насоса в пределах уяругой деформации во время спуско-подъемных операций и свободной вписываемости в рабочей зоне.

Из условия допустимого изгиба вала и корпуса насосного агрегата максимальное приращение угла искривления ствола скважины определяют по формуле

(121)

где α_н - приращение угла наклона ствола скважины на 10 м длины, град; [σ_н] - допустимое напряжение от изгиба при статистических нагрузках, Н/см²; Е - модуль упругости, Н/см²; d_н - наружный диаметр корпуса или вала, см. Условие свободной вписываемости установки

(122)

где δ - зазор между корпусом установки и внутренней стенкой обсадных труб, см; L_x - длина установки, см.

В этой же методике СибНИИНП приведена зависимость на случай, когда в стволе скважины не существует интервал для свободной вписываемости установки. В этом случае допустимое приращение угла наклона определяется допустимой стрелой прогиба вала насоса, значение его рассчитывают по формуле

(123)

где К - допустимая стрела прогиба вала, равная 0,002-0,0003 длины вала насоса.