| 16.1 | Исходные данные и результаты расчетов |
| | Как было указано ранее в разделе 11, большинство инструментов для инклинометрии определяют зенитный угол и азимут ствола для ряда значений измеренной глубины скважины. Данные значения используются для расчета координат ствола и интенсивности его искривления. |
| | | Измеренные значения | Расчетные значения |
| | | Измеренная глубина (по траектории ствола) | Фактическая вертикальная глубина |
| | | Зенитный угол | Смещение к северу |
| | | Азимут | Смещение к востоку |
| | | | Вертикальный интервал |
| | | | Интенсивность искривления ствола скважины |
| 16.2 | Имеющиеся методики |
| | Существует множество тригонометрических методик, которые могут применяться для расчета инклинометрических параметров. Среди них можно выделить следующие: q Тангенциальный метод q Равновесный тангенциальный метод q Метод среднего угла q Метод расчета по 10 хордам q «Ртутный» метод q Метод ускорений q Метод радиуса кривизны q Метод минимальной кривизны Далее приводится краткое описание некоторых из перечисленных расчетных методик. Методы среднего угла, радиуса кривизны и минимальной кривизны подробно описаны в Приложении 2. |
| 16.3 | Тангенциальный метод |
| | Из рисунка выше: |
| | TVD1 = CL1 ´ cos I1 LAT1 = CL1 ´ sin I1 x cos B1 DEP1 = CL1 ´ sin I1 x sin B1 | Для получения расчетной (предполагаемой) траектории ствола |
| | Где: |
| | TVD — фактическая вертикальная глубина LAT — широта (расстояние по направлению север-юг) DEP — долгота (расстояние по направлению восток-запад) | CL — длина траектории ствола I — зенитный угол B — угол азимута |
| Рис. 16-1 | В данной методике принимается, что участок траектории ствола скважины между любыми двумя измерительными точками представляет собой прямую линию. Кроме того, здесь принимается, что результаты измерений направления ствола скважины в самой нижней точке действительны также для любой точки на участке траектории ствола. Данная методика была первой, которая применялась на месторождениях перед появлением карманных калькуляторов. Она дает значительную погрешность и потому больше не применяется. |
| | Примечание.Строго говоря, значения вертикальной глубины, широты и долготы, показанные на рисунках и используемые в формулах, являются разностью координат по соответствующим осям между измерительными точками 1 и 2, а не абсолютными величинами |
| | |
| 16.4 | Равновесный тангенциальный метод |
| | | | |
| | Из рисунка выше: |
| | ΔTVD = (CL ´ 0,5) ´ (cos I2 + cos I1) ΔLAT = (CL ´ 0,5) ´ (sin I1 ´cos B1 +sin I2 ´ cos B2) ΔDEP = (CL ´ 0,5) ´ (sin I1 ´ sin B1 + sin I2 ´ sin B2) |
| | Где: |
| | TVD — фактическая вертикальная глубина | CL — длина траектории ствола |
| | LAT — широта (расстояние по направлению север-юг) | I — зенитный угол |
| | DEP — долгота (расстояние по направлению восток-запад) | B — угол азимута |
| Рис. 16-2 | В данной методике принимается, что каждый участок траектории ствола скважины (интервал ствола между двумя измерительными точками) состоит из двух прямых отрезков одинаковой длины. Как показано на рисунке выше, зенитный угол и азимут верхней половины участка траектории определяется по результатам измерений в верхней точке, в то время как результаты измерений в нижней точке определяют расчетный зенитный угол и азимут второй половины участка траектории ствола. Хотя данный метод более точен по сравнению с тангенциальным методом, в нем все же используется существенное приближение; кроме того, он более сложен для ручных расчетов. Поэтому применение данного метода не рекомендуется. |
| 16.5 | Метод среднего угла |
| | Из рисунка выше: |
| | TVD = (CL´cos Iavg) LAT = CL ´ sin Iavg ´ cos Bavg DEP = CL ´ sin Iavg ´ sin Bavg |   |
| | Где: |
| | TVD — фактическая вертикальная глубина | CL — длина траектории ствола |
| | LAT — широта (расстояние по направлению север-юг) | I — зенитный угол |
| | DEP — долгота (расстояние по направлению восток-запад) | B — угол азимута |
| Рис. 16-3 | В данной методике принимается, что каждый участок траектории ствола скважины представляет собой прямую линию. Азимут ствола принимается равным среднему значению между углами азимута, измеренными в верхней и нижней точках каждого участка. Аналогичным образом, зенитный угол ствола (угол наклона) принимается равным среднему значению между зенитными углами, измеренными в верхней и нижней точках каждого участка. Точность данного метода снижается при увеличении протяженности участков траектории ствола. Его точность снижается также на изогнутых участках ствола, например, при наборе или спаде угла отклонения. Этот метод довольно прост, поскольку он сводит проблему к решению прямоугольных треугольников. Он иногда используется при необходимости выполнения вручную серии расчетов по результатам измерений скважинными приборами (например, приборами многоточечных измерений). |
| 16.6 | Метод радиуса кривизны |
| | | | |
| Рис. 16-5 | В данной методике принимается, что участок траектории ствола скважины представляет собой плавную кривую с минимальной кривизной. В результате участок ствола заменяется дугой на поверхности сферы. Фактически он сводится к дуге окружности, однако это не является допущением метода, а представляет собой результат минимизации общей кривизны интервала ствола с учетом физических ограничений. Результаты измерений в начале и на конце участка траектории ствола скважины представляют собой векторы, направленные по касательной к траектории ствола в двух точках измерений. Эти два вектора выравниваются по траектории ствола скважины посредством коэффициента, который определяется кривизной (интенсивностью искривления) рассматриваемого участка ствола. Данный метод наиболее теоретически обоснован и рекомендован к использованию, однако для выполнения расчетов по нему требуется программируемый калькулятор или компьютер. Поскольку расстояние MD (измеренная глубина) измеряется вдоль кривой, а зенитные углы и азимуты (I и A) определяют прямолинейные пространственные направления, возникает необходимость выравнивания прямолинейных сегментов по кривой линии. Это выполняется посредством введения коэффициента RF.  ; для малых углов (DL менее 3°) данный коэффициент обычно принимается равным 1. Тогда получаем: Смещение к северу:  Смещение к востоку:  Смещение по вертикали:  |
| | Примечание.Между фактическими и расчетными величинами существует некоторое расхождение, однако оно слишком мало для графического отображения на данном рисунке. |
| | |
| 16.8 | Определение терминов, используемых в полевых расчетах |
| | Измерительная точка........................... | Любая точка, в которой проводятся измерения различных величин, необходимых для выполнения инклинометрических расчетов. |
| | Измеренная глубина............................. | Фактическая длина ствола скважины от поверхности до любой заданной измерительной точки. |
| | Зенитный угол......................................... | Угол между вертикалью и осью ствола скважины в измерительной точке. |
| | Длина участка траектории ствола.. | Разница между измеренной глубиной в двух измерительных точках. |
| | Вертикальная глубина........................ | Длина прямой линии, полученной путем проецирования участка траектории ствола на вертикальную плоскость. На практике это разность между значениями вертикальной глубины в двух измерительных точках. |
| | Общая/фактическая вертикальная глубина...................................................... | Суммарная вертикальная глубина всех участков ствола. |
| | Отклонение участка траектории ствола.......................................................... | Длина прямой линии, полученной путем проецирования участка траектории ствола на горизонтальную плоскость. На практике это расстояние по горизонтали между двумя измерительными точками. |
| | Смещение к северу................................ | Горизонтальное смещение одной измерительной точки относительно другой в северном ИЛИ южном направлении. |
| | Смещение к востоку............................. | Горизонтальное смещение одной измерительной точки относительно другой в восточном ИЛИ западном направлении. |
| | Абсолютные прямоугольные координаты.............................................. | Суммарное смещение рассматриваемой точки к северу или востоку относительно начала координат. |
| | Линия смыкания................................... | Прямая линия в горизонтальной плоскости, проведенная из предполагаемого местонахождения на поверхности в последнюю измерительную точку. |
| | Направление смыкания...................... | Направление линии смыкания. |
| | Вертикальный интервал..................... | Расстояние на горизонтальной плоскости от бурового выреза до проекции точки местонахождения забоя на предлагаемой плоскости. |
| 16.9 | Выполнение инклинометрических расчетов |
| | При наличии компьютера или программируемого калькулятора рекомендуется использовать метод минимальной кривизны. Программное обеспечение EC*TRAKпозволяет выполнять расчеты по следующим 4 методикам: q Метод среднего угла q Равновесный тангенциальный метод q Метод радиуса кривизны q Метод минимальной кривизны Подробные инструкции по применению программного обеспечения EC*TRAK приведены в его руководстве. Существует множество программ, написанных для калькуляторов марки HP. Инструкции по применению прилагаются к этим программам. Программа MCV в модуле буровых расчетов (микрочип) для HP41 не только рассчитывает результаты инклинометрии с использованием метода минимальной кривизны, но также предоставляет ряд полезных функций планирования. На следующей странице приведен пример заполненного полевого листа расчетов результатов инклинометрии, а на стр. 16-10 показана распечатка результатов инклинометрии, выдаваемая компьютерной программой. На последних страницах (стр. 16-11 и 16-12) приводится ряд практических примеров инклинометрических расчетов. |
