Способ определения положения забоя скважины в магнитных породах

 

Изобретение относится к геофизическим исследованиям и может быть использовано для определения положения забоя скважины (С) в магнитных породах. Цель изобретения - повышение информативности и точности способа. Задаются две опорные плоскости, перпендикулярные одна другой и ориентированные так, что линия пересечения этих плоскостей совпадает с проектной осью С, а вектор напряженности магнитного поля не лежит ни в одной из этих плоскостей, и определяется угловое отклонение вектора остаточной намагниченности в текущей объемной системе координат, одна из осей которой совпадает с направлением реальной оси С в точке измерений, а две другие лежат в опорных плоскостях С, если точка измерений лежит на проектной оси С, причем измерения проводятся на поверхности , на образце ориентированного керна, взятого из точки измерений и ориентированного на установочном столе измерительного прибора так, что текущая система координат, условно зафиксированная на образце , совпадает с системой координат прибора . 2 ил. w fe

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 E 21 8 47/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

I (21) 4701.830/03 (22) 11.05,89 (46) 29.02.92. Бюл. ¹ 8 (71) Производственное геологическое объединение по проведению специальных. гидрогеологических и инженерно-геологических работ (72) В. И. Шпаковский, А, А. Пешков, И. Е.

Киряхно и Н. Ф. Городов (53) 662.241.7(088.8) (56) Леонтьев О. П. и др. Измерение искрив лений горизонтальных и наклонных- скважин подземного бурения, — в кн.: Техника и технология геологоразведочного бурения, вып. 3, Алма-Ата., 1976, с. 58 — 67.

Авторское свидетельство. СССР

¹ 448280, кл. Е 21 В 47/022, 1973. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ЗАБОЯ СКВАЖИНЪ| В МАГНИТНЪ|Х

ПОРОДАХ (57) Изобретение относится к геофизическим исследованиям и может быть использовано для определения положения забоя

Изобретение относится к геофизическим исследованиям и может быть использовано для определения положения забоя скважин в магнитных породах.

Известен способ определения положения забоя скважин, пробуренных в магнитных породах, с помощью механическИх. инклинометров, выполняющих измерения. способом последовательных ходов.

Однако согласно этому способу измере-.. ния можно производить только в горизонтальных и слабонаклонных Ыы 1716116 А1 скважины (С) в магнитных породах, Цель изобретения — повышение информативности и точности способа. Задаются две опорные плоскости, перпендикулярные одна другой и ориентированные так, что линия пересечения этих плоскостей совпадает с проектной осью С, а вектор напряженности магнитного поля не лежит ни в одной из этих плоскостей, и определяется угловое отклонение вектора остаточной намагниченности в текущей объемной системе координат, одна из осей которой совпадает с направлением реальной оси С. в точке измерений, а две другие лежат в опорных плоскостях С, если точка измерений лежит на проектной оси С, причем измерения проводятся на поверхности, на образце ориентированного керна, взятого из точки измерений и ориентированного на установочном столе измерительного прибора так, что текущая система координат, условно зафиксированная на образце, совпадает с системой координат прибора. 2 ил. скважинах. Кроме того, при большой глубине скважины сильно накапливается погрешность измерений.

Известен также способ определения положения забоя скважин в магнитных породах, основанный на постоянстве направления вектора напряженности магнитного поля в любой точке однородно намагниченного массива горных пород, при котором задается опорная плоскость скважины, определяемая проектной осью скважины и направлением вектора напряженности маг1716116 нитного поля в данном массиве, и определяется угловое отклонение этого вектора в текущей плоской прямоугольной системе координат, одна из осей которой совпадает с направлением реальной оси скважины в точке измерений, а другая лежит в опорной плоскости скважины, если точка измерений лежит на проектной оси скважины. Измерения проводят с помощью скважинного прибора, измерительная плоскость которого должна совпадать с текущей системой координат.

Недостатками этого способа являются малая информативность способа, так как определяется отклонение реальной оси скважины от проектной только в одной плоскости; низкая точность способа, так как при большой глубине скважины невозможно обеспечить точную ориентировку измерительной плоскости прибора в скважине.

Цель изобретения — повышение информативности и точности способа.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включающему задание опорной плоскости скважины и определение вектора напряженности магнитного поля в данном массиве гооных пород, задают вторую опорную плоскость, перпендикулярную первой и пересекающуюся . с ней по линии проектной оси скважины, опорные плоскости ориентируют относительно вектора напряженности магнитного поля, определяют направление реальной оси скважины в точке измерения, задают текущую объемную прямоугольную систему координат, одна из осей которой совпадает с направлением реальной оси скважины в точке измерений, а две другие лежат в опорных плоскостях скважины, определяют направление вектора остаточной намагниченности, измеряют величины проекций вектора остаточной намагниченности на оси координат текущей системы координат и определяют азимутальный и зенитный углы отклонения скважины в текущей точке, Измерение отклонения скважины в двух опорных плоскостях позволяет повысить информативность способа, а то, что измерения проводятся на поверхности, на образце ориентированного керна, делает результаты измерения независимыми от глубины скважины и позволяет повысить точность измерений, На фиг. 1 изображены проектная и реальная оси скважины и опорные плоскости скважины; на фиг. 2 — образец ориентированного керна в текущей системе координат и схема определения вектора остаточной намагниченности на оси этой системы.

Способ осуществляют следующим образом.

Для определения положения, забоя горизонтальных скважин, пробуренных из

5 подземных выработок, задаются две опорные плоскости, линия пересечения которых совпадает с проектной осью скважины, причем одна из них вертикальная, а другая— горизонтальная (фиг. 1). Угловое отклонение

10 скважины в вертикальной плоскости назовем зенитным отклонением скважины, а угловое отклонение скважины в горизонтальной плоскости — азимутальным отклонением скважины, Для получения базы сравнения берут

15 образец ориентированного керна с проектной оси скважины. Измерение направления вектора остаточной намагниченности производят с помощью астатического магнито20 метра МАЛ-036. Для этого образец устанавливают на установочном столе магнитометра так, чтобы вертикальная плоскость образца совпадала с вертикальной плоскостью установочного контейнера, ось

25 образца совпадала с его продольной осью, а центр масс образца лежал на пересечении осей этого контейнера. Измеряют проекции вектора остаточной намагниченности на оси координат — Ixo lyo, Izo. За базу сравнения

30 для определения азимутального отклонения скважины берут угол ао между проекцией этого вектора lxyo на плоскость ХУ и осью Х (фиг. 2). Модуль проекции lxyo определяют по формуле

35 г

lxyo= lxo + lyo . а угол а, определяют по формуле а, = arccos (" ) .

lxyo

40 За базу сравнения для определения зенитного отклонения скважины берут угол Ро между проекцией вектора остаточной намагниченности 4 на плоскость XZ и осью

X (фиг. 2). Модуль проекции lxzo определяют

45 по формуле, lxzo = Ixo + lzo

2 2 а угол Ро определяют по формуле

Po =arccos() .

Ixo

Затем выбирают несколько контрольных точек на всем протяжении скважины. В процессе бурения берут образцы ориентированного керна из этих точек и устанавливают в установочном контейнере магнитометра так, как устанавливают базовый образец. Определяют проекции вектора остаточной намагниченности Ixi, lyi Izi для этих образцов и рассчитываютуглы а; и Р по формулам;

Ixi

aj =arccos()

lxyi

1716116 р = arccos (" ), хi где

Ixyi =. ах +1 i, г б

Ixzi = Ixi + Ь! г г

Азимутальное отклонение скважины в

l-й контрольной точке вычисляют по формуле 10

b сб- ао-а i.

Зенитное отклонение скважины в i-й контрольной точке вычисляют по формуле

hPl =Р. -Pl . По полученным результатам определя- 15 ют координаты контрольных точек и строят профиль скважины.

Формула изобретения

Способ определения положения забоя gp скважины в магнитных породах, включающий задание опорной плоскости скважины и определение направления вектора напряженности магнитного поля в данном массиве горных пород, отличающийся тем, что, с целью повышения информативности и точности способа, задают вторую опорную плоскость, перпендикулярную первой и пересекающуюся с ней по линии проектной оси скважины, опорные плоскости ориентируют относительно вектора напряженности магнитного поля, определяют направление реальной оси скважины в точке измерений, задают текущую объемную прямоугольную систему координат, одна из осей которой совпадает с направлением реальной оси скважины в точке измерений, а две другие лежат в опорных плоскостях скважины, определяют направление вектора остаточной намагниченности, измеряют величины проекций вектора остаточной намагниченности на оси координат текущей системы координат и определяют азимутальный и зенитный углы отклонения скважины в текущей точке.

1716116

Щд 2

40

50!

Составитель Ю. Лупичева

Техред М;Моргентал Корректор О.Кундрик

Редактор M,Ïåòðîâà

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 593 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5