Способ контроля искривления ствола скважины

 

СОЮЗ СОВЕТ .:КИХ

СОЦИАЛИ(iÈ×ÅÑÊÈÕ

РЕСПУБЛИК (я)л Е 21 В 47/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4681100/03 (22) 18.04.89 (46) 23.10,91. Бюл. ¹ 39 (71) Всесоюзн ый научно-исследовательский . институт нефтепромысловой геофизики (72) В.А. Чесноков, В.А. Рапин, Д.А. Бернштейн, И.M. Барский, В.Н. Макаров, В.А. Напольский и В,И. Евдокимов (53) 622.243,7(088.8) (56) Григорян А.М., Лепешинский А.Ю. Геофизические измерения в пологих и горизонтальных стволах. — Нефтяное хозяйство, 1954, № 12, Европейцев P.Ê., Тарасов Г.Д., Кононов

А,Ф. и др, О строительстве в Западной Сибири первой горизонтальной скважины.—

Нефтяное хозяйство, 1986, N 12.

Изобретение относится к бурению глубоких разведочных и эксплуатационных скважин, в частности к проводке горизонтальных и сильно наклоненных скважин.

Цель изобретения — повышение точности контроля искривления ствола скважины.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства, реализующая способ; на фиг.

2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — участок ствола скважины с параметрами его искривления; на фиг. 4 — геометрические построения для расчета азимута и зенитного угла наклона скважины.

Устройство содержит бурильную трубу

1, на которой герметично установлены во взаимно перпендикулярных плоскостях датчики 2 — 5 прогиба, в качестве которых использованы тензорезисторы, наклеивае„„ЯЯ „„1686144 А1 (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ИСКРИВЛЕНИЯ

СТВОЛА СКВАЖИНЫ (57) Изобретение относится к бурению глубоких скважин (С), в частности горизонтальных и сильно наклоненных. Цель повышение точности контроля искривления ствола С. На бурильной трубе (БТ) устанавливают во взаимно перпендикулярных плоскостях датчики прогиба (тензорезисторы), градуируют их, прогибая БТ на заданную величину прогиба и регистрируя величину выходного сигнала. Устанавливают БТ в рабочее положение. С помощью градуировочной зависимости по величине выходного сигнала датчиков определяют прогиб в вертикальных и горизонтальных плоскостях.

Далее аналитически рассчитывают азимут и зенитный угол наклона С и радиус искривления ствола скважины, 4 ил. мые на корпус бурильной трубы 1. Датчики

2-5 прогиба с помощью проводов 6 соединены с электронным блоком 7, который вместе с индикатором 8 рабочего положения трубы 1 размещен в одном кожухе, укрепленном в бурильной трубе 1 с помощью кронштейнов 9. Передача информации на поверхность производится по электропроводному кабелю 10. Индикатор рабочего положения трубы представляет собой вращающуюся рамку, с эксцентричным грузом, соединяющую электрический контакт в том случае, когда труба находится в рабо- чем положении (фиг. 1). В этом положении датчики 2 и 3 расположены в вертикальной плоскости, причем датчик 2 находится сверху, а датчик 3 — снизу трубы, соответственно датчики 5 и 4 — слева и справа трубы, При

1686144 этом датчики 2 — 5 даю г информацию; датчик

3 — увеличение зенитного угла, датчик, 2— уменьшение зенитного угла, датчик 5 — увЕличение азимута, датчик 4 — уменьшение азимута, 5

Способ осуществляется следующим образом.

Перед спуском в скважину датчики 2-5 прогиба градуируют, прогибая трубу 1 на заданную величину прогиба и регистрируя 10 величину выходного сигнала. Далее наворачивают трубу с датчиками на турбобур или забойный двигатель и опускают инструмент на забой скважины. Для передачи информации используют либо бурильные трубы с 15 встроенной линией связи, либо используют каротажный кабель, переводя его с помощью бокового переводника из затрубного пространства внутрь бурильных труб.

Приподнимают инструмент над забоем на 20

0,5 м для того, чтобы он находился на весу.

Поворачивают трубы ротором в рабочее по. ложение, о чем свидетельствует замыкание электрического контакта в индикаторе 8 рабочего положения труб. После установки 25 трубы 1 с датчиками 2-5 в рабочее положение (фиг. 1 и 2) измеряют последовательно выходной сигнал от каждого из датчиков

2 — 5. Под действием силы тяжести бурильные трубы принимают форму ствола сква- 30 жины.

При этом в вертикальной и горизонтальной плоскостях трубы имеют прогиб Л, характеризующий радиус искривления К в данной плоскости. С помощью градуировоч- 35 ной зависимости по величине выходного сигнала датчиков 2 — 5 определяют прогиб

Л в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Далее рассчитывают азимут и зенитный угол наклона ствола скважины из 40 геометрических построений, где АВ = f. — длина трубы (no дуге), ОА = ОВ = 00 = R— радиус искривления clKBBNMHbl в плоскости измерений; С0 = Л вЂ” прогиб трубы в плоскости измерений; à — точка измерения; Š— 45 точка отсчета (то:ка, в которой азимут и зенитный угол наклона скважины известныы).

< СВО == !. САВ = а.

Допуская, что длина дуги ОВ приблизи- 50 тельно равна отрезку прямой DB, получают

Л 2Л

sin a - =— — =::

2

Учитывая, что прямая АО параллельна 55 касательной к траектории скважины в точке

Е, а прямая DB параллельна касательной в точке F, можно сделать вывод, что зенитный угол наклона в точках Е и F различается на угол 2 а. Исходя из этого, имеют

laF =l.вЕ+2а или1.вР=1вЕ+ 2 arcsin

2 6 где BF и 1 вŠ— соответственно зенитный угол в точках F и Е;

Л вЂ” прогиб трубы в вертикальной плоскости.

Аналогичная формула расчета для азимута

j гР = гЕ+ 2 arcsin

2А

Г где L.rF u l гŠ— соответственно азимут в точках F и Е;

h — прогиб трубы в горизонтальной плоскости, Погрешность измерений зенитного угла и азимута оценивают, исходя иэ точности измерения прогиба Л, которая составляет

+ 5 мм, Иэ тех же геометрических построений определяют радиус искривления скважины в вертикальной или горизонтальной плоскости, зная прогиб трубы Л и ее длину

12

8Л

Таким образом. измеряя величину прогиба бурильной трубы, можно сразу определить радиус искривления скважины и откорректировать его в процессе дальнейmего бурения.

Предлагаемый способ обеспечивает повышенную точность измерений зенитного угла и азимута, которая составляет 2 0,1О.

Это позволяет повысить точность проводки горизонтальных скважин и сократить сроки их сооружения, так как исключается перебуривание стволов, связанное с непопаданием в продуктивный пласт

Формула изобретения

Способ контроля искривления ствола скважины, включающий измерение параметров траектории ствола скважины, по котор,лм контролируют его искривление, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности контроля искривления ствола скважины, измеряют величину прогиба бурильных труб в вертикальной и горизонтальной плоскостях, по которой определяют зенитный угол, азимут наклона и радиус искривления ствола скважины.

1686144

1686144 (CC

&us r