Интенсивности набора зенитного угла в составных профилях

Бурение по дуге окружности производится обычно не на всем протяжении от вертикали до горизонтали. Бурение по дуге окружности, как правило, осуществляется только в тех случаях, когда глубина точки входа в пласт (TVD) и характеристика траектории ствола хорошо известны (например, в Остин Чок). Вместо профиля с дугами окружности часто проектируют "составной" профиль. При этом используется более одного проектного участка набора зенитного угла и один или больше участков стабилизации зенитного угла.

Рис. 2.9 "Составной" профиль

Для скважин, спроектированных с одним участком стабилизации зенитного угла, составной профиль может иметь одну и ту же интенсивность набора зенитного угла в верхнем и нижнем участках набора зенитного угла. В некоторых случаях для верхнего и нижнего участков набора зенитного угла закладывают различные значения интенсивности. Например, в верхнем участке могут применять интенсивность набора 4°/30м (100 фут.), а ниже участка стабилизации зенитного угла интенсивность набора может быть 8°/30 м (100 фут.). Таким образом, в одной и той же скважине с составным профилем могут использоваться участки с большим и средним радиусами искривления.

В составных профилях значения интенсивностей участков набора зенитного угла, верхнего и нижнего, являются решающими, но по разным причинам. Верхний участок набора зенитного угла обычно находится в более мягких горных породах, которые более склонны к размыву, что ведет к более неустойчивому характеру изменения зенитного угла. Это приводит к извилистости скважины и может значительно увеличить крутящий момент и силы натяжения, действующие на бурильную колонну. Однако соблюдение интенсивности набора зенитного угла на верхнем участке не так важно с точки зрения входа в пласт в заданной точке. В то же время значение интенсивности набора зенитного угла ниже участка стабилизации зенитного угла является решающим, так как остается мало места для исправления скважины перед входом в пласт в заданной точке. Даже если в верхнем участке интенсивность набора зенитного угла не достигает желательного уровняв еще остается время исправить профиль скважины, меняя местоположение точки отклонения скважины (КОР), длину участка стабилизации зенитного угла, интенсивность набора зенитного угла и/или компоновку низ бурильной колонны (ВНА) при бурении нижнего участка набора зенитного угла. Информация по управлению траекторией скважины, полученная при бурении верхнего участка набора зенитного угла, может оказаться полезной при изменении этих параметров в нижнем участке для точного управления траекторией скважины при входе в пласт. На практике эти два участка набора зенитного угла обычно находятся в различных горных породах.

Значение интенсивности набора зенитного угла нижнего участка в проекте принимается ниже ожидаемого значения интенсивности набора при подаче выбранной компоновки низа бурильной колонны (ВНА) без вращения. Как правило, проектная интенсивность набора зенитного угла будет на 2-3°/100 фут меньше ожидаемой в случае подачи бурильной колонны без вращения при большом радиусе искривления и в большинстве скважин со средним радиусом искривления. Если фактическая интенсивность набора угла в процессе подачи колонны без вращения все еще слишком мала, чтобы обеспечить вход в пласт в заданной точке, необходимо поднять компоновку низа бурильной колонны (ВНА) и заменить ее на более эффективную. В случаях, когда фактическая интенсивность набора угла слишком высока, чтобы обеспечить попадание в заданную точку пласта, применялись следующие методы.

Для случая подачи бурильной колонны без вращения, т.е. при слишком высокой интенсивности резких перегибов, не дающей вращать бурильную колонну в связи с высокой вероятностью появления усталости металла из-за значительных напряжений изгиба:

1. Меняется ориентация плоскости действия отклонителя (слева направо и наоборот), в результате отклонения траектории скважины от запланированного азимута, снижается интенсивность набора угла в вертикальной плоскости. В настоящее время специалисты считают, что этот метод дает более извилистую скважину и не применим ни при каких обстоятельствах.

Подача промывочной жидкости увеличивается и бурильщик компании по направленному бурению "разрабатывает" ствол (ориентированное расширение), в одном месте пытаясь размыть ствол и снизить интенсивность набора угла. Эта практика вполне приемлема и должна применяться перед подъемом компоновки (ВНА) и заменой ее на компоновку с меньшим отклоняющим действием.

Для случая, когда допускается вращение бурильной колонны, например, при наборе зенитного угла по большому радиусу.

Бурильная колонна расхаживается с вращением, чтобы уменьшить интенсивность набора угла в вертикальной плоскости до желательного уровня. Желательно заложить в проект компоновку, которая позволяет максимально увеличить время, затрачиваемое на вращение. Это также увеличивает скорость проходки и способствует очистке ствола скважины. На практике необходимо будет подавать бурильную колонну без вращения большую часть времени, если не все время. В начале отклонения от вертикали для достижения требуемой интенсивности набора зенитного угла. Однако, если компоновка (ВНА) правильно сконструирована (например, при правильных размере и местоположении) и после набора некоторого номинального значения зенитного угла (например, 10 град.), требуемая интенсивность набора угла может быть достигнута в процессе вращения.

Профили скважин могут проектироваться с комбинацией различных интенсивностей набора зенитного угла, даже если нет/участков стабилизации и зенитного угла. Например, в верхней части может применяться менее интенсивный темп набора зенитного угла, так как мягкие горные породы, как правило, не позволяют получать большую интенсивность набора зенитного угла. Когда горные породы становятся более прочными, интенсивность набора угла может быть увеличена (например, чтобы уменьшить длину участка набора).