Обоснование, выбор и расчет типа профиля скважины

Разработка месторождений нефти и газа горизонтальными скважинами значительно повышает нефтеотдачу пласта. Большое разнообразие геолого-технических условий эксплуатации месторождений, различное состояние разработки требуют индивидуального подхода к проектированию горизонтальной скважины. Для проектной скважины выбирается 5-ти интервальный профиль ствола (вертикальный участок, участок набора зенитного угла, наклонно-направленный участок, резко искривленный участок и горизонтальный участок.) в соответствии с учебным пособием [5]. Исходные данные для расчета профиля представлены в таблице 18.

Таблица 18 - Исходные данные для расчета профиля

№ п/п	Наименование параметра	Единица измерения	Величина
	Глубина по вертикали:
	- начала интервала увеличения зенитного угла, НВ	м
	- кровли пласта, НКР	м
	- кондуктора, НК	м
	- наклонной части ствола, Н	м
	- скважины, НПР	м
	- спуска глубинного оборудования, НЭЦН	м

Продолжение таблицы 18

	Отклонение точки вхождения в пласт от вертикальной оси ствола, АТПВ	м
	Длина горизонтального участка, LГ	м
	Максимально допустимая интенсивность изменения кривизны
	- участка набора зенитного угла, Da10	град/10 м	1,5
	- в интервале установки ЭЦН (длина интервала 40 м), Da10	град/10 м	0,25
	- резко искривленного участка, Da10	град/10 м

Длину вертикального участка Н_В принимаем 200 м, так как выше залегают рыхлые, неустойчивые породы четвертичных отложений, журавской и новомихайловской свит. Кроме того, будет экономически выгодно закончить набор зенитного угла - α₁ при бурении скважины под кондуктор, чтобы после смены диаметра долота на меньший по возможности исключить применение отклоняющих устройств. Так как скважина горизонтальная, то конечный зенитный угол ствола скважины α₂ = 90º.

Профиль горизонтальной скважины будем рассчитывать по методике БашНИПИнефть типа А [5].

Рассчитаем радиусы искривления второго и четвертого участков набора зенитного угла.

. (5)

По проектным данным допустимое приращение искривления ствола на 10 метров проходки

град/10 м;

значит

м.

Радиус искривления четвертого участка набора зенитного угла будет равен

; (6)

По проектным данным допустимое приращение искривления ствола на 10 метров проходки

град/10 м;

таким образом,

м.

Этот радиус должен быть больше минимально возможного радиуса искривления ствола, в который можно пропустить турбобур.

Далее рассчитываем значение начального зенитного угла на втором интервале по формуле

, (7)

где ,

,

.

Считаем

м,

м,

м,

.

Длины, вертикальные и горизонтальные проекции всех участков профиля рассчитываются по формулам, приведенным в таблице 19.

Таблица 19 - Расчет элементов пятиинтервального профиля типа А

Длина скважины по стволу, м	Проекции
вертикальная, м	горизонтальная, м
1 Вертикальный
l1 = HB	h1 = HB	-
2 Набор зенитного угла
l2 = 0,01745 · R1 · a1	h2 = R1 · sin a1	a2 = (1 – cos a1) · R1
3 Наклонно направленный участок
	h3 = HПР – h1 – h2 – h4	a3 = h3 · tg a1
4 Резко искривленный участок
l4 = 0,01745 · R2 · Da	h4 = (sin a2 – sin a1) · R2	a4 = (cos a1 – cos a2) · R2
5 Горизонтальный участок
l5 = LГ	-	a5 = LГ
Всего
LСКВ = Σli	HСКВ.В = Σhi	A = Σai

Рассчитаем длину вертикальных проекций всех участков профиля.

h₁ = Н_В = 200 м,

h₂ = R₁ · sin α₁ = 382 · 0,1219 = 46 м,

h₃ = H_ПР – h₁ – h₂ – h₄ = 1990 – 200 – 46 – 125 = 1619 м,

h₄ = м,

H_СКВ.В = = 200 + 46 + 1619 + 125 = 1990 м.

Рассчитаем длину горизонтальных проекций всех участков профиля.

a₂ = R₁ · (1 – cos α₁) = 382 · (1 – cos7º) = 3 м,

a₃ = h₃ · tg α₁ = 1619 · 0,1228 = 199 м,

a₄ = (cos α₁ – cos α₂) · R₂ = (cos7º – cos90º) · 143 = 142 м,

a₅ = L_Г = 500 м,

м.

Найдем длины всех участков профиля:

l₁ = Н_В = 200 м,

l₂ = 0,01745 · R₁ · α₁ = 0,01745 · 382 · 7º = 47 м,

l₃ = м,

l₄ = 0,01745 · R₂ · Δα = 0,01745 · 143 · (90º - 7º) = 207 м,

l₅ = L_Г = 500 м,

L_СКВ = 200 + 47 + 1631 + 207 + 500 = 2585 м.

Результаты расчетов представлены в таблице 20. Профиль ствола скважины представлен на рисунке 4.

Таблица 20 – Результаты расчета

Интервал по вертикали, м	Угол наклона ствола, град	Отклонение, м	Удлинение, м	Глубина скважины по длине ствола, м
от	до	длина	в начале интервала	в конце интервала	средний	за интервал	общее	за интервал	общее
					3,5
					48,5
	Забой	-

Рисунок 4 – Профиль ствола горизонтальной скважины