Расчет производится по следующим формулам:
(13)
где – проекция i-го отрезка скважины на вертикальную ось Z; l – длина отрезка скважины по оси, l = 100 м; – средний зенитный угол отрезка скважины на i – м интервале.
(14)
где – проекция i-го отрезка скважины на горизонтальную ось X; – средний азимут отрезка скважины на i-м интервале.
(15)
где – проекция i-го отрезка скважины на горизонтальную ось Y.
Текущие координаты скважины находятся путём последовательного суммирования проекций отрезков скважин на одноимённые оси:
(16)
(17)
(18)
где Zi, Xi,Yi – текущие координаты трассы по соответствующим осям.
На основании табл. 4 строится вертикальная и горизонтальная проекции скважины (рис. 3).
Рис. 3. вертикальная и горизонтальная проекции скважины
3. Выбор технических средств и описание методики проведения инклинометрии
В процессе бурения необходимо контролировать положение оси скважины в пространстве с целью: определения истинного положения полезного ископаемого и правильного построения геологического разреза и определения положения забоя скважины.
Различается два вида контроля искривления скважин – оперативный и плановый.
3.1 Оперативный контроль искривления скважин
Оперативный контроль – осуществляется силами буровой бригады через 15 – 20 м бурения скважины или один раз в сутки и предназначен для определения начала существенного искривления скважины и своевременного принятия мер для его устранения.
Оперативный контроль следует проводить при:
1) пересечении буровым снарядом перемежающихся слоев пород различной твердости, сопровождающемся изменением зенитного и азимутального углов;
2) пересечении мягких несцементированных или сильно разрушенных пород, тектонических нарушений, трещин, пустот, а также при выходе из зоны осложнения;
3) смене пород с различными анизотропными свойствами;
4) смене диаметра скважины;
5) перед каждым циклом искусственного искривления и по окончания цикла искривления;
3.2 Плановый контроль искривления скважин
Плановый контроль – осуществляется геофизическими (каротажными) отрядами через определенные интервалы бурения (практически через 200 – 300 м проходки) или по всему стволу скважины после окончания ее бурения до проектной глубины.
Особенности технологии проведения планового контроля:
· измерение зенитных и азимутальных углов осуществляется обычно через 10 – 20 м при подъеме прибора (инклинометра) из скважины;
· скорость подъема прибора не > 2000 – 2500 м/час;
· глубины определяются по счетчику;
· при повторных замерах в одной скважине перекрывается не менее 5 точек прежнего замера;
· результаты измерений заносятся в буровой журнал.
3.3 Инклинометры
По назначению инклинометры разделяются на приборы:
· для измерения только зенитного угла;
· для измерения зенитного угла и азимута.
Датчики для измерения зенитного угла разделяются на две группы:
· использующие принцип горизонтального уровня жидкости;
· использующие принцип отвеса.
Датчики для измерения азимута:
· магнитная стрелка;
· гироскоп;
· щуп.
По способу измерения и передачи информации на поверхность инклинометры подразделяются на:
· забойные, производящие измерения и передачу информации в процессе бурения (телеметрические системы);
· приборы, опускаемые в скважину на кабеле и выдающие информацию в процессе подъема из скважины или спуска;
· автономные приборы, спускаемые на колонне бурильных труб и выдающие информацию только после подъема инструмента.
3.3.1 Инклинометры для оперативного контроля
Автономные компасные инклинометры оперативного контроля
Автономные компасные инклинометры оперативного контроля делятся на две группы [5].
1. Одноточечные приборы, обеспечивающие за один спуск в скважину измерение одной точки ее ствола (зенитного и азимута) в диапазоне зенитных углов от 2 до 178°.
2. Многоточечный фотографический инклинометр МТ-4-40 конструкции ВИТР, обеспечивающий за один спуск в скважину измерение до 100 точек ее ствола с регистрацией на 8-миллиметровой пленке; диапазон его работы от 2 до 60°.
Инклинометры оперативного контроля опускаются в наклонные скважины на тонком канате диаметром 3 – 4 мм с использованием портативных лебедок типа электрической лебедки ЛОК-1500 конструкции ВИТРа, а в горизонтальные и восстающие скважины с помощью бурильной колонны.
Спуск автономных инклинометров оперативного контроля должен осуществляться при использовании блок-трубы (рис. 4) скважины со счетчиком глубины.
К одноточечным инклинометрам относятся [5]:
· электромеханический инклинометр ИОК-42 конструкции ВИТР
· механические малогабаритные инклинометры МИ-42У и МИ-ЗОУ конструкции «Востказгеология».
Автономный одноточечный инклинометр ИОК-42
Автономный одноточечный инклинометр ИОК-42 представляет устройство, обеспечивающее его работу от автономного блока электропитания. Техническая характеристика представлена в табл 5 [5].
Таблица 5
Техническая характеристика ИОК-42
|
Диапазон измерения углов, градус: зенитных азимутальных |
0 – 180 0 – 360 |
|
Погрешность измерения углов, градус: зенитных (при углах 3 – 177°) азимутальных |
±1 ±2,5 |
|
Питание скважинного прибора (сухие элементы А343 или дисковые аккумуляторы типа Д-0,26 С), В |
2×4,5 |
|
Внешнее гидростатическое давление на защитном кожухе, МПа, не менее наружный диаметр защитного кожуха длина кожуха, в т. ч. с утяжелителем |
20 42 2000/3000 |
|
Масса, кг, в т. ч. с утяжелителем |
8/15,5 |
Спуск прибора производят с заарретированным (закрепленным) чувствительным измерительным элементом (ЧЭ), который по команде электронного таймера в заданной точке скважины, по истечении установленного времени, освобождает ЧЭ, магнитная стрелка устанавливается в плоскости магнитного меридиана Земли, затем по команде таймера ЧЭ основа закрепляется. После этого прибор извлекается из скважины. На дневной поверхности прибор с ЧЭ извлекается из защитной гильзы, и показания ЧЭ определяются визуально (желательно с помощью увеличительной лупы).
Прибор позволяет проводить измерения в скважинах любого направления от близких к вертикали до восстающих благодаря сферическому магнитно-гравитационному чувствительному элементу ЧЭ (2 – 178°).
При замере скважин с зенитными углами 2 – 60° наиболее эффективно спускать инклинометр на тросе с помощью любой лебедки. При измерении скважин с зенитными углами свыше 60° инклинометр в точку замера доставляется на бурильной колонне. При этом для устранения влияния стальной бурильной колонны на чувствительный элемент (датчик азимута) инклинометр должен быть удален от бурильной колонны на 3 – 5 м. Это может быть достигнуто использованием одной легкосплавной бурильной трубы (ЛБТ) или набором специальных антимагнитных штанг аналогичной длины. В сложных геологических условиях (большое количество шлама, обрушения стенок скважины и т.п.) следует помещать прибор в специальный контейнер из немагнитного материала.
Инклинометр состоит из защитного кожуха, тросовой головки, чувствительного элемента (ЧЭ), арретирующего механизма, таймера, блока питания.
Защитный кожух предохраняет инклинометр от механических воздействий и служит для защиты прибора от внешнего гидростатического давления столба жидкости в скважине. Кожух представляет собой трубу диаметром 42 мм из сплава Д16Т. Для увеличения скорости спуска инклинометра в скважине с вязкой промывочной жидкостью к нему присоединяется утяжелитель.
Тросовая головка является универсальным узлом, обеспечивающим крепление прибора к тросу лебедки или к колонне бурильных труб. Головка состоит из верхнего наконечника и тросовой муфты.
Магнитно-гравитационный чувствительный элемент инклинометра является датчиком зенитного угла и азимута и представляет собой две полусферы, подвешенные в подвижной рамке (рис. 5).
Нижняя полусфера (отвес) со смещенным вниз центром тяжести вращается на агатовых подпятниках в керновых опорах рамки и обеспечивает индикацию зенитного угла. В отвесе, перпендикулярно плоскости среза полусферы, установлен подпружиненный керн, на котором свободно вращается на агатовом подпятнике верхняя полусфера (картушка), являющаяся датчиком азимута, так как вклеенные внутри ее два постоянных магнита ориентируют картушку в направлении магнитного меридиана Земли. Рамка с полусферами вращается вокруг оси инклинометра на бронзовых подшипниках и, благодаря эксцентрично расположенному центру тяжести, всегда самоустанавливается в апсидальной плоскости скважины [5].
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11
