Методика расчета типовых профилей наклонно направленных скважин (часть 2)

Анализ выявленных зависимостей показывает, что, правильно подбирая тип породоразрушающего инструмента и величину осевой нагрузки, можно стабилизировать направление скважины при значительных величинах зенитного угла. Вместе с тем даже при небольших отклонениях величины осевой нагрузки от расчетной интенсивность естественного искривления может существенно меняться не только по величине, но и по направлению. Наиболее эффективный способ стабилизации направления наклонных интервалов скважины - применение специальных компоновок низа бурильной колонны, которые позволяют поддерживать заданное направление скважины в широком диапазоне величин осевой нагрузки.
Расчетными параметрами профиля являются:
- длины вертикального интервала (глубина зарезки наклонного ствола) H1;
- длина участка искусственного искривления L2;
- длина наклонного интервала L3;
- величина изменения зенитного угла на участке искусственного искривления θ0.
Длина вертикального интервала H1 выбирается с учетом геологического строения участка работ, конструкции скважины, затрат времени и средств на ориентацию и установку отклонителя. Длина этого интервала должна быть больше мощности неустойчивых пород, требующих крепления их обсадной колонной. При увеличении длины первого интервала, увеличивается объем работ по направленному искривлению скважины на втором интервале и увеличивается сложность ориентации отклоняющей компоновки. Наиболее рациональна такая длина первого интервала, при которой второй интервал находится в ближайшей к поверхности пачке устойчивых глин или мергелей.
Установив характер зависимости интенсивности искривления скважины от величины защитного угла, можно определить ее траекторию. Для упрощения процесса интегрирования определим характер кривой в прямоугольных координатах (Z; Y), лежащих в вертикальной плоскости, начало которых находится в месте зарезки наклонного ствола, ось Z направлена вниз под углом θр к вертикали, а ось Y по направлению проектного азимута скважины (рис. 8.11).

Величина зенитного угла и координаты забоя будут соответственно равны:

Уравнение траектории наклонного участка ствола скважины в этих координатах:

где θ'0 - начальный зенитный угол наклонного участка ствола скважины в координатах (Z;Y), z2 и у2 - начальные координаты наклонного участка ствола скважины (координаты точки сопряжения второго и третьего участка), которые определяются по следующим формулам:

Подставив в уравнение (8.8) координаты забоя из уравнений (8.6) и (8.7), можно решить его относительно неизвестной величины θ'0,
Длина участка искусственного искривления определяется по формуле:

Длина наклонного участка ствола скважины определяется по следующей формуле:

---