Лабораторная работа - Инклинометрия

Геофизика_Л4_отчет.docx

ЮРГТУ (НПИ) каф. БНСиГ
Цель работы: ознакомиться с инклинометрией скважин стоящими перед ней задачами формой представления и интерпретацией результатов.
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.
) при кустовом бурении;
) в случае когда невозможно разместить оборудование непосредственно над объектом бурения;
) при вскрытии крутопадающих пластов и т.п.
Искривление скважин в процессе бурения подчиняется некоторым присущим данному разрезу или месторождению закономерностям.
В настоящее время выделены главные и второстепенные факторы приводящие к искривлению скважин.
Основные факторы – это комплексные системные характеристики протекания процесса бурения осуществляемого тем или иным способом.
)Наличие ориентированного перекоса забойной компоновки бурового инструмента при вращательном бурении.
)Неравномерное разрушение породы на забое при ударном ударно-вращательном и вращательном бурении.
)Эксцентричная фиксация вращающегося снаряда в желобе образовавшемся в наклонной скважине при СПО.
Проявление основных 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:
) анизотропность прочностных свойств горных пород обусловленная их структурно-текстурными особенностями наличием ориентированной трещиноватости;
) перемежаемость слоев и пропластков горных пород по прочности;
) чрезмерная крепость пород требующая для своего преодоления осевых нагрузок на забой многократно превышающих жесткость скважинных компоновок бурового снаряда;
) механическая непрочность горных пород приводящая к чрезмерному разбуриванию ствола скважины и потере устойчивости в нем скважинных компоновок или к образованию пространственно ориентированных желобов при СПО.
К технико-технологическим факторам относятся:
) использование нежестких а также эксцентричных или искривленных 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 односторонней подработкой стенок скважин.
Понятие инклинометрии скважин
Для контроля за искривлением скважины используют метод инклино-метрии который позволяет контролировать положение оси скважины по замерам угла отклонения оси от вертикали – зенитного угла и азимута скважины φ определяемого углом между направлением на магнитный север См 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.
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 для интерпретации данных магнитного каротажа и пластовой наклонометрии.
Применяемая аппаратура
При проведении инклинометрических исследований применяют скважинные приборы называемые инклинометрами. Различают инклинометры трех типов:
Магнитные инклинометры.
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. 4.1).
Рис. 4.1. Схема измерительной части магнитных инклинометров.
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 и с незамкнутой части реохорда снимается напряжение пропорциональное величине угла наклона скважины.
В качестве датчика азимута используют буссоль подвешенную в рамке таким образом что острие несущее магнитную стрелку 4 устанавливается вертикально 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 φ.
Для измерения 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 молено проводить только в скважинах с открытым стволом.
Гироскопические инклинометры применяют для замеров и φ в 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:
м в вертикальных скважинах с зенитными углами до 5°;
м в скважинах с углами выше 5°;
м в скважинах с интенсивностью искривления до 05 градм;
м на участках с интенсивностью искривления 05 градм и более.
Измерения в точках проводятся через 10 с после полной остановки прибора.
Технология проведения скважинных исследований гироскопическим инклинометром делится на два этапа – определение географического меридиана и замер траектории ствола скважины.
Скважинный прибор соединённый геофизическим кабелем с наземным блоком фиксируют на устье с помощью специального фланца который обеспечивает установку инклинометра в вертикальном положении. Данная процедура продолжается 40-60 мин.
После окончания операции «выставки гироскопического инклинометра» инклинометр освобождают и останавливают на нулевой отметке глубины скважины и начинают автономную работу.
Измерение траектории ствола осуществляется при спуске и подъеме прибора непрерывно или в точках.
Скорость записи – до 5000 мч.
Основной замер траектории осуществляется на спуске; на подъёме осуществляют контроль проведенных измерений.
Рекомендуется прохождение интервалов перфорации со скоростью 750-1500 мч.
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 возможней 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 скважин
Данные инклинометрии представляются в виде таблицы значений угла искривления магнитного азимута φ и дирекционного угла α направления искривления скважины. Значения φ и α соответствуют определенной глубине замера при поточечной регистрации данных.
Дирекционный угол – угол между северным концом осевого меридиана и заданным направлением; он отсчитывается от северного конца меридиана по ходу часовой стрелки.
Дирекционный угол α отличается от магнитного φ на величину γ±D т.е.
где γ – угол сближения – угол между меридианами осевым и в данной точке;
D – магнитное склонение.
По результатам измерений зенитного угла и азимута искривления скважины составляются проекции оси скважины на горизонтальную плоскость земной поверхности и вертикальные профили трассы скважины на плоскость магнитного меридиана или любую другую плоскость.
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 Li.
Горизонтальная проекция Li интервала i отклоненного от вертикали на угол i рассчитывается по формуле:
hi – hi-1 – глубины конечной и начальной точек интервала м.
Горизонтальную проекцию участка скважины и скважины в целом получают путем последовательного построения всех вычисленных Li 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 и соединив начальную точку первого интервала с конечной точкой последнего интервала получают общую горизонтальную проекцию скважины на исследованном участке.
Для определения глубины забоя кровли и подошвы отдельных горизонтов разреза по вертикали и их гипсометрических отметок строят вертикальную проекцию ствола скважины.
Вертикальные проекции отдельных участков скважины рассчитывают по формуле:
где Li = hi+1 – hi здесь hi+1 и hi – глубины нижней и верхней точек измерения.
Для определения абсолютной отметки вскрываемого i-го пласта Нi вычисляют сумму вертикальных проекций от устья скважины до изучаемого интервала
При этом гипсометрическая отметка объекта
где Ал – альтитуда устья скважины.
Построение проекции оси скважины по данным инклинометрии скважины
Исходными данными в таблице являются первые четыре столбца другие четыре – расчетные согласно вышеописанным формулам.
Графические построения выполнялись с помощью программы AutoCAD 2010. Полученные результаты представлены на рис. 4.2 4.3.
Рис. 4.2. Горизонтальная проекция оси скважины
Рис. 4.3. Профиль скважины
Вывод. В результаты проделанной работы ознакомился с инклинометрией скважин формой представления и интерпретацией результатов. С практической стороны научился графическому представлению результатов с помощью программного продукта AutoCAD.
В результате обработки данных и графического представления их результатов сделал следующие выводы. В результате бурения скважины геометрия ствола отклонилась от проектной.
Отклонения по глубине:
фактическая (абсолютная) – 553 м
Отклонение положения забоя от устья в проекции на горизонтальную плоскость – 1545 м.
Работу выполнилРаботу принял

Проекция и профиль скважины.dwg

Профиль скважины.dwg