Аналитический расчет координат ствола скважины

Целью расчета, так же как и графических построений является определение фактического положения ствола и сравнения его с проектным, а также определение требуемых параметров искривления скважины для попадания в заданную проектом точку.

Сущность расчета заключается в определении приращения координат для каждой точки, в которой произведен замер зенитного угла и азимута, а затем – координат любой точки ствола. При этом используется прямоугольная система координат, связанная с устьем скважины. Ось Z направлена перпендикулярно вниз, ось X горизонтальна в направлении на проектную точку, ось Y перпендикулярна осям X и Z и направлена вправо относительно оси X.

В настоящее время известно более десяти методов расчета приращений координат ΔX, ΔY, ΔZ. Наиболее распространенным из них является метод усреднения углов в связи с тем, что он сравнительно прост и в то же время обладает достаточной точностью. Сущность метода заключается в том, что участок ствола между двумя точками замера представляется отрезком прямой, а зенитный угол и азимут на участке интерполяции принимаются равными средним арифметическим соответствующих углов, замеренных в начале и в конце интервала. Следовательно, приращения координат по этой методике могут быть определены по формулам

ΔX = l · sinθ_ср · cos(α_пр - α_ср), (3.1)

ΔY = l · sinθ_ср · sin(α_пр - α_ср), (3.2)

ΔZ = l · cosθ_ср. (3.3)

Координаты любой точки ствола определяются как сумма приращений координат

(3.4)

Ожидаемые координаты точки вскрытия пласта X_ож и Y_ож рассчитываются по формулам

X_ож = X + (H - Z) · tgθ_ож · cos(α_пр - α_ож), (3.5)

Y_ож = Y + (H - Z) · tgθ_ож · sin(α_пр - α_ож), (3.6)

а отклонение r_ож предполагаемой точки вскрытия от проектной по формуле

(3.7)

где H – глубина залегания продуктивного горизонта по вертикали, м; S_пр – проектный отход (смещение) скважины, м; θ_ож и α_ож – ожидаемые зенитный и азимутальный углы скважины на кровле продуктивного горизонта, град.

Ожидаемые углы определяются на основании известных закономерностей естественного искривления скважин в интервале от точки с координатами X,Y и Z до входа в продуктивный пласт.

Если величина r_ож больше радиуса круга допуска, то необходимо исправительные работы с целью вывода скважины на проектную траекторию.

Требуемые зенитный θ_тр и азимутальный α_тр углы для попадания ствола в проектную точку определяются по формулам

(3.8)

(3.9)

где (3.10)

а допустимые отклонения требуемых углов Δθ_доп и Δα_доп определяются из выражений

(3.11)

(3.12)

где r – радиус круга допуска, м.

Задание для работы №3

1. По данным инклинометрических замеров предыдущей работы рассчитать координаты забоя скважины глубиной 1000 м.

2. Определить отклонение предполагаемой точки вскрытия пласта от проектной, заданной в работе №2. При расчетах принять, что искривление за оставшийся интервал отсутствует, то есть ожидаемые параметры искривления на кровле пласта равны зенитному и азимутальному углам на глубине 1000 м.

3. Рассчитать требуемые зенитный угол и азимут для вскрытия пласта в проектной точке и их допустимые отклонения при радиусе круга допуска 50 м.

После расчетов произвести сравнение полученных аналитическим и графическим методами результатов и дать объяснения в их разности, если она имеется.

В отчете представляются все расчеты и их результаты.

Для выполнения данной работы может быть использована программа RADIUC.

Перед выполнением работы необходимо на диске Publich создать папку со своим именем и скопировать в нее каталог RADIUC.216 из папки Radiuc.

Запуск программы осуществляется из своего каталога файлом RADIUC.

Последовательность работ

В основном окне меню выбираем «Проектные данные инклинометрии» и нажимаем «Enter».

Вводим значение проектных данных в появившемся окне в соответствии с исходными данными (рис.3.1). Нажимаем «Esc».

Примечание:сведения об управлении данной программой указаны внизу экрана.

В основном окне меню выбираем «Фактическая инклинометрия» и нажимаем«Enter».

В появившемся окне вводим значения глубины точек замера, зенитного и азимутального углов (рис.3.2.). При этом ввод данных точек замера необходимо осуществлять не с нуля (шаг замера 10 или 20 метров), иначе, программа работать не будет.

Сведения об управлении программой, также даны внизу экрана (для ввода данные в следующий столбец и перехода с одного столбца в другой, нажимается клавиша «Tab»).

Рис. 3.1. Основное окно программы

Основные расчетные данные по траектории скважины показаны в правой части экрана.

Для визуального отображения траектории скважины (вертикальная и горизонтальная проекции), необходимо одновременно нажать клавиши «Alt + G» (рис. 3.3).

Выход в основное меню ввода данных инклинометрии осуществляется нажатием клавиши «Esc».Выход из программы осуществляется нажатием клавишиF10.

Работа №4