Geofizika__4


Кафедра БН и ГС и ГФ ИНКЛИНОМЕТРИЯ Лаб.раб. №4
Цель работы: ознакомиться с инклинометрией скважин, стоящими перед ней задачами, формой представления и интерпретацией результатов.
Пояснение к работе:
Скважины в зависимости от геологических, геоморфологических и других условий проектируются или вертикальными, или наклонно направленными.
Направленное бурение производят в тех случаях, когда кровлю пласта необходимо вскрыть в точках, проекция которых на дневную поверхность смещена относительно устья скважины.
Это требуется:
1) при кустовом бурении;
2) в случае, когда невозможно разместить оборудование непосредственно над объектом бурения;
3) при вскрытии крутопадающих пластов и т.н.
Однако даже при бурении вертикальных скважин происходит отклонение ствола скважины от вертикали, называемое искривлением скважины; На рис. 4.1 схематически изображено положение ствола скважины в пространстве.
Как правило, искривление скважин впроцесса бурения подчиняется некоторым, присущим данному разрезу иди месторождению, закономерностям.
Эти закономерности не являются абсолютными и жесткими и часто осложнены случайными аномальными отклонениями, обусловленными многими разнообразными причинами.
Рис 4.1 Схема фактического положения ствола скважины в пространстве.
I В настоящее время выделены основные (главные) и побочные (второстепенные) факторы, приводящие к искривлению скважины.
Основные факторы - это, как правило, комплексные системные характеристики протекания процесса бурения, осуществляемого тем или иным способом.
К числу таких факторов относятся, например:
1 )наличие ориентированного перекоса забойной компоновки бурового инструмента при вращательном бурении;
2) неравномерное разрушение породы на забое при ударном, ударно-вращательном и вращательном бурении,
3) эксцентричная фиксация вращающегося снаряда в желобе, образовавшемся в наклонной скважине при спуско-подъемных операциях.
Проявлениеосновных факторов обусловлено комплексом причин - в каждом
случае проявляет себя определенный набор первичных или второстепенных, факторов
К второстепенным факторам относятся особенности геолого- технических и технико-технологических условий бурения.
К геолого-техническим факторам относятся:
1)анизотропность прочностных свойств горных пород, обусловленная их структурно-текстурными особенностями, наличием ориентированной трещиноватости;
2)перемежаемость слоев и пропластков горных пород по прочности;
3)чрезмерная крепость пород, требующая для своего преодоления осевых нагрузок на забой, многократнопревышающих жесткость скважинных компоновок бурового снаряда;
4) механическая непрочность горных пород, приводящая к чрезмерному разбуриванию ствола скважины и потере устойчивости в нем скважинных компоновок или к образованию пространственно ориентированных желобов при спуско-подьемных операциях.
Характер закономерного искривления, при различныхспособах бурения различен, наибольшее значение имеет исходная ориентация оси скважины к плоскости напластования анизотропных либо перемежающихся по прочности пород [8].
Возможные искривления скважин в зависимости orвеличины угла встречи оси скважины с плоскостью напластования следующие.
При очень пологом залегании пластов (угол падения до 10°) не наблюдается каких-либо преимущественных направления искривления.
При углах падения пластов в пределах 8 - 45° преобладает направление отклонения от вертикали вверх по восстанию пластав, ствол скважины стремится занять положение, перпендикулярное к плоскости напластования; векторы смещения забоев направлены в области сводов положительных структур.
При углах падения пластов более 60° преобладают направления отклонения вниз по падению пластов; ось скважины стремится занять положение, параллельное плоскостям напластования
К технико-технологическим факторам относятся:
использование нежестких, а также эксцентричных или искривленный скважинных компоновок;
чрезмерная осевая нагрузка в крепких породах;
вращение снаряда с- частотой, обусловливающей особое цикличное вращение снаряда вокруг своей оси и оси скважины с преобладающей одно сторонней подработкой стенок скважин.
Вследствие того, что геолого-техническими факторы трудно- предсказуемы, прогноз направления трасс скважин носит вероятностный характер.
Поскольку технико-технологическими параметрами может управлять технолог, постольку процесс направленного бурения на основе закономерностей естественного искривления поддается управлению.
Направленное бурение наоснова закономерностей естественного искривления включает в себя последовательное решение следующих задач-
проектирование трасс скважин;
оценка вероятности проведения трассы скважины но проектов траектории;
-выбор способов и средств стабилизации и коррекции трасс скважин.
Для решения поставленных задач используются данные инклинометрии скважин.
Понятие инклинометрии скважинДля контроля за искривлением скважины используют методинклинометрии, который позволяет контролировать положение оси скважины но замерам угла отклонения оси от вертикали — зенитного угла θ и азимута скважины φ, определяемого углом между направлением на магнитный северС„ и проекцией оси скважины на горизонтальную плоскость, взятой в сторону увеличения ее глубины.
Плоскость, проходящую через вертикаль и ось скважины в определенном интервале скважины, называют плоскостью искривления.
Таким образом, инклинометрические исследования (сокращенно инкл.) - это измерения зенитного угла и азимуте скважины в функции ее глубины,
инклинометрические исследования проводят при подъеме скважинного прибора в вертикальных скважинах глубиной свыше 300 м и в наклонных скважинах глубиной свыше 100 м для решения задач:
контроля заданного направления оси скважины в пространстве проектному в процессе бурения;
выделения участков перегибов оси ствола скважины, которые могут вызывать осложнения при бурении, при проведении геофизических исследований;
получение исходных данных для геологических построений, в том числе определения истинных глубин залегания продуктивных пластов, их нормальной мощности, истинного местоположения забоя, аяя интерпретации данных магнитного каротажа и пластовой наклонометрин.
Применяемая аппаратура
При проведении инклинометрических исследований применяют скважинные приборы, называемые инклинометрами.
Различают инклинометры трех типов:
Магнитные инклинометры.
Фотоинклинометры.
Гироскопические инклинометры.
Основной частью магнитного инклинометра с дистанционным управлением (ИШ-2, ИШ-3.ИШ-4, ИШ-4Т, ИТ-200, УМИ-25, И-7 и др.) является вращающаяся рамка, ось которой совпадает с главной осью инклинометра. Центр тяжести рамки совмещен с ее осью так, что плоскость рамки располагается перпендикулярно к плоскости искривления скважины. В рамке размещены оба датчика: угла наклона и азимута (рис. 4 2)
Датчик угла наклона состоит из углового реохорда 1, стрелки 2 и отвеса 3, с которым она скреплена. Отвес и стрелка располагаются в плоскости, перпендикулярной к оси рамки. При вертикальном положении прибора конец стрелки находится против начала измерительного реохорда. При отклонении прибора от вертикали на некоторый угол стрелка перемещается вдоль реохорда на такой же угол. В момент замера стрелка прижимается к реохорду вс незамкнутой части реохорда снимается напряжение, пропорциональное величине угла наклона скважины.

Рис 4.2 Схема измерительной части магнитных инклинометров.
В качестве датчика азимута используютбуссоль, подвешенную в рамке таким образом, что острие, несущее магнитную стрелку 4, устанавливается вертикальна, а колодка с расположенным на ней круговым реохордом - горизонтально. Магнитная стрелка располагается по магнитному меридиану и в момент замера пружинными контактами 5 закорачивает часть реохорда 6 так, что сопротивление незамкнутой части реохорда становится пропорциональным величине азимута φДля измерения θ и φ применяют мостовую электрическую схему, одним плечом которой служат попеременно подключаемая угловая или азимутальная реохорды.
Кожух всех типов инклинометров латунный или изготовлен из немагнитной стали.
Замеры азимута скважины инклинометрами этого типа можно проводить только в скважинах с открытым стволом.
Гироскопические инклинометры применяют для замеровθ иφв обсаженных трубами скважинах или при наличии аномального магнитного поля.
Принцип работы гироскопического инклинометра основан на свойстве гироскопа, имеющего три степени свободы, при вращении сохранять постоянным Положение своей оси в пространстве, направление которой может служить началом отсчета для замеров угла наклона и азимута скважины
Методика измерения в скважине:
Исследования выполняют магнитными (точечными и непрерывными) в необсаженных скважинах и гироскопическими инклинометрами в необсаженных и обсаженных скважинах.
Шаг измерений в открытом стволе должен быть равен.
-25 м в вертикальных скважинах с зенитными углами до 5’;
-10м в скважинах с углами выше 5°;
-5 м в скважинах с интенсивностью искривления до 0,5 град/м;
-2м на участках е интенсивностью искривления 0,5 град/м и более.
Измерения в точках провопят через 10 с после полной остановки прибора.
Технология проведения скважинных исследований гироскопическиминклометромделится на два этапа определение меридиана и замер траектории ствола скважины.
Скважинный прибор, соединенный геофизическим кабелем с наземным блоком, фиксируют на устье с помощью специального фланца, который обеспечивает установку инклинометра в вертикальном положении. Даяния процедура продолжается 40-60 мил.
После окончания операции «выставки гироскопического инклинометра- инклинометр освобождают и останавливаю на нулевой отметке глубины скважины и начинают автономную работу.
Измерение траектории ствола осуществляется при спуске и подъёме прибора непрерывно или в точках
Скорость записи до 5000 м/ч (при условиипредварительного шаблонирования скважины перед измерениями)
Основной замер траектории осуществляется на спуске; на подъёме осуществляют контроль проведенных измерения
Рекомендуется прохождение интервалов перфорации со скоростью 750 -1500 м/ч.
В целях снижения вероятности удара инклинометра об забой рекомендуется не доходить до него на 5-10 м. Стоянка на забое не более 20 с. Отрыв от забоя должен проводиться с минимально возможной скоростью.
В процессе замера траектории ствола скважины для компенсации дрейфа гироскопа необходимо проводить во время спуска и подъёма технологические остановки.
При последующем измерении, выполняемом после углубления скважины, интервал предыдущих измерений перекрывают.
Форма представления и интерпретация результатов инклинометрии скважины
Данные инклинометрии представляются в виде таблицы значений угла искривления θ магнитного азимутаφи дирекционного угла α направления искривления скважины. Значения θ,φ, αсоответствуют определенной глубине замера при поточечной регистрации данных.
Дирекционный угол - угол между северным концом осевого меридиана (или осью х географической координатной сетки данной зоны) и заданным направлением; он отсчитывается от северного конца меридиана по ходу часовой стрелки.
Дирекционный угол α отличается от магнитногоφна величину y±D.
т.е.α=φ+γ+- Dгде γ- угол сближения - угол между меридианами осевым и в данной точке;
D-магнитное склонение (восточнок со знаком «+»; западное «--»).
Значение γ+- D обычно указывается на картах.
По результатам измерений зенитного угла и азимута искривления скважины составляютсяпроекции оси скважины на горизонтальную плоскость земной поверхности (план трассы скважины) и вертикальные профили трассы скважины на плоскость магнитного меридиана или любую другую плоскость.
При построении допускают, что между двумя точками измерений интервал скважины прямолинейный и значения θ,и φ в его нижней точке являются постоянными для всего интервала L;.
Проекцию оси скважины на горизонтальную поверхность (план трассы скважины) строят в масштабе 1:200.
Сводную горизонтальную проекцию всего исследованного участка скважины получают графически путем последовательного построения проекций отдельных интервалов ∆L,(рис, 4.3, а).
Горизонтальная проекция, ∆L интервала i, отклоненного от вертикали на угол, θ (смещение оси скважины от вертикали в пределах этого интервала), рассчитывается по формуле
∆Lг=Lг*sinθiГде Li=hi-hi-1длина интервала, м;
hi и hi-1 глубины конечной и начальной точек интервала, м.
Горизонтальную проекцию участка скважины и скважины в целом получают путем последовательного построения всех вычисленных ∆Lг начиная с наименьшей глубины, и откладывают их в направлении измеренного угла φ.Определив последовательно по формуле горизонтальные проекции отдельных интервалов, отложив их значения в масштабе по направлениям дирекционных углов (магнитных азимутов) и соединив начальную точку первого интервала с конечной точкой последнею интервала, получим обшуга горизонтальную проекцию скважины на исследованном участке (рис. 4.4).
А)

Б)

Рис 4.3. Профиль скважины (а) и проекция участка ствола скважины на горизонтальную плоскость (б).

Рис. 4.4. Пример построения горизонтальнойпроекции оси скважины
Для определения глубины забоя, кровли кподошвыотдельных горизонтов разреза по вертикали и их гипсометрических отметок строят вертикальную проекцию ствола скважины (рис 4.3, б).
Вертикальные проекции отдельных участков скважины рассчитывают но формуле
∆Lв=Lв*cosθi.где Li=hi-1-hi, здесь hi-1 и hi - глубины нижней и верхней точек измерения.
Для определения абсолютной отметки вскрываемого пласта i-го пласта Hi, вычисляют сумму вертикальных проекций отустья скважины до изучаемого интервала
Hi=ihLi=i=1hLi*cosθiПри этом гипсометрическая отметка объекта
H=Hi-Ал,Где Ал- альтитуда устья скважины.
По данным инклинометрии скважины построить проекции оси скважины.
1.Построение вертикальной проекции скважины 1:2000. Ответ: м
2. Построение горизонтальной проекции скважины 1:200. Ответ: м
Вывод: ознакомились с инклинометрией скважин, стоящими перед ней задачами, формой представления и интерпретацией результатов
Выполнил Прасолов В.В. Подпись
Проверил Лубянова С.И.

Приложенные файлы

  • docx 18060295
    Размер файла: 71 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий