RU2187637C2 - Способ наведения буровой колонны на месторождение по азимуту - Google Patents
Способ наведения буровой колонны на месторождение по азимуту Download PDFInfo
- Publication number
- RU2187637C2 RU2187637C2 RU2000121708A RU2000121708A RU2187637C2 RU 2187637 C2 RU2187637 C2 RU 2187637C2 RU 2000121708 A RU2000121708 A RU 2000121708A RU 2000121708 A RU2000121708 A RU 2000121708A RU 2187637 C2 RU2187637 C2 RU 2187637C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inclinometer
- azimuth
- drill string
- axis
- plane
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин и может быть использовано при наведении ствола скважины в проектною точку продуктивного пласта по азимуту из вертикального положения буровой колонны. Задача изобретения - повышение точности наведения буровой колонны на месторождение по азимуту из вертикального положения. Для этого фиксируют корпус инклинометра относительно отклонителя и поворачивают колонну бурильных труб с устья скважины. Затем определяют геофизический азимут Ам с устья скважины на месторождение и угла α между плоскостью действия отклонителя и измерительной осью инклинометра. Поворот бурильной колонны осуществляют до тех пор, пока текущий азимут AZT измерительной оси инклинометра будет равен Aм-α, если плоскость действия отклонителя расположена справа от измерительной оси инклинометра, или Aм+α, если плоскость действия отклонителя расположена слева от измерительной оси инклинометра. При этом текущий азимут в процессе поворота определяют по формуле где Wx, Wy - проекции горизонтальной составляющей вращения Земли на оси инклинометра, перпендикулярные продольной оси. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин и может быть использовано при наведении ствола скважины в проектную точку продуктивного пласта по азимуту из вертикального положения буровой колонны.
Известен способ контроля азимута отклонителя в процессе бурения (патент 2091577, Е21В 47/022, публ. БИ 27-97), заключающийся в измерении составляющих магнитного поля Земли в виде отношения двух напряжений с феррозондов.
Недостатком известного способа является невозможность его применения при кустовом бурении скважин на суше и бурении морских скважин с одной платформы, где расстояние между стволами в верхнем участке 5-7 метров. Такой способ наведения может стать причиной повреждений соседних работающих скважин, так как магнитное поле в зоне измерений искажено. Кроме того, этот способ не может быть применен при разбуривании горизонтальных стволов из фонда старых обсаженных вертикальных скважин, в которых феррозонды не работают.
Известен способ измерения параметров искривления скважины (заявка на изобретение 95103371, Е 21 В 47/02, публ. БИ 2-97), взятый в качестве прототипа, заключающийся в измерении зенитного угла, азимута и положения отклонителя, в установке над отклонителем диамагнитной трубы, в которую устанавливают и фиксируют относительно отклонителя магнитометрический инклинометр с фиксированными относительно корпуса датчиками зенитного угла и азимута, а их ориентирование в плоскости искривления скважины осуществляют с устья скважины путем поворота буровой колонны и контролируют по показаниям датчика положение отклонителя.
Недостатком известного способа является необходимость установки диамагнитной трубы длиной от 3-х до 25 метров (в зависимости от широты места) над отклонителем и невозможность наведения буровой колонны на месторождение из вертикального положения по азимуту, так как угол отклонителя определяют по формуле
где ах, ау - проекции ускорения силы тяжести на оси инклинометра, перпендикулярные продольной оси. При вертикальном положении буровой колонны величины проекций ускорений ах, ау близки к нулю, и величина угла отклонителя становится неопределенной. Это приводит к тому, что начальный участок траектории скважины по азимуту при переходе от вертикального участка к наклонному бурят со случайным первоначальным азимутом до тех пор, пока величина зенитного угла не достигнет величин, при которых азимут наклона ствола скважины будет определен однозначно (практически 3-5 градусов), после чего и производят поворот буровой колонны на заданный азимут.
где ах, ау - проекции ускорения силы тяжести на оси инклинометра, перпендикулярные продольной оси. При вертикальном положении буровой колонны величины проекций ускорений ах, ау близки к нулю, и величина угла отклонителя становится неопределенной. Это приводит к тому, что начальный участок траектории скважины по азимуту при переходе от вертикального участка к наклонному бурят со случайным первоначальным азимутом до тех пор, пока величина зенитного угла не достигнет величин, при которых азимут наклона ствола скважины будет определен однозначно (практически 3-5 градусов), после чего и производят поворот буровой колонны на заданный азимут.
Задача изобретения - повышение точности наведения буровой колонны на месторождение по азимуту из вертикального положения.
Поставленная задача решается тем, что в способе наведения буровой колонны на месторождение по азимуту, включающем фиксацию корпуса инклинометра относительно отклонителя и поворот колонны бурильных труб с устья скважины, определяют азимут Ам географический с устья скважины на месторождение, угол α между плоскостью действия отклонителя и измерительной осью инклинометра, а поворот бурильной колонны осуществляют до тех пор, пока азимут AZT текущий измерительной оси инклинометра будет равен Aм-α, если плоскость действия отклонителя расположена справа от измерительной оси инклинометра или Aм+α, если плоскость действия отклонителя расположена слева от измерительной оси инклинометра, при этом азимут AZT текущий в процессе поворота определяют по формуле
где ωx, ωу - проекции горизонтальной составляющей вращения Земли на оси инклинометра, перпендикулярные продольной оси.
где ωx, ωу - проекции горизонтальной составляющей вращения Земли на оси инклинометра, перпендикулярные продольной оси.
Наличие указанных признаков позволяет сделать вывод о новизне технического решения.
Сравнение заявленного решения с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить совокупность признаков, отличающих заявленное решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "изобретательский уровень".
Таким образок, заявленное техническое решение является новым, имеет изобретательский уровень, промышленно применимо.
Сущность предложенного изобретения поясняется чертежом, где на фигуре 1 показано исходное положение буровой колонны в географической системе координат (вид сверху). На фигуре 2 показан результат поворота буровой колонны вокруг своей оси до тех пор, пока плоскость действия отклонителя совпадет с азимутом точки на месторождении.
Измерительная ось инклинометра Y (фиг.1) направлена на Север, ось Х - на Восток, а продольная ось инклинометра Z - вниз. В точке М условно показано месторождение. Угол α - угол между осью Y инклинометра и плоскостью действия отклонителя. X' и Y' - положение измерительных осей инклинометра после поворота буровой колонны. Ам -азимут географический с устья скважины на месторождение, AZT - азимут текущий, определяемый в процессе поворота буровой колонны (фиг.2).
Реализация способа производится в следующей последовательности. Первоначально определяют азимут географический с устья скважины на точку в контуре разрабатываемого месторождения (если не задан проектный азимут). Азимут географический может быть определен, например, азимутом прямой, соединяющей устье скважины с точкой месторождения на географической карте.
Угол α между плоскостью действия отклонителя и измерительной осью инклинометра считывают с отсчетной шкалы, нанесенной на корпус инклинометра. Нулевым отсчетом является риска положения измерительной оси Y инклинометра, оцифровка отрицательных углов идет влево от нуля, а положительных - вправо от нуля.
Угол α перед решением задачи вводят в вычислитель с пульта. Азимут текущий положения измерительной оси инклинометра определяют в вычислителе по формуле
где ωx, ωу - проекции горизонтальной составляющей вращения Земли на оси инклинометра, перпендикулярные продольной оси.
где ωx, ωу - проекции горизонтальной составляющей вращения Земли на оси инклинометра, перпендикулярные продольной оси.
Проекции горизонтальной составляющей получают в виде
ωx = ωхи-Δωx,
ωу = ωуи-Δωу,
где ωхи, ωуи - измеренные составляющие угловых скоростей с выхода датчиков угловых скоростей по соответствующий осям.
ωx = ωхи-Δωx,
ωу = ωуи-Δωу,
где ωхи, ωуи - измеренные составляющие угловых скоростей с выхода датчиков угловых скоростей по соответствующий осям.
Δωх, Δωу инструментальные систематические погрешности определения скоростей уходов, которые определяют по формулам
Δωx=n0+n1ax+n2ay+n3az+n4axay+n5axaz+n6ayaz+ n7axayaz
Δωу=m0+m1ax+m2ay+m3az+m4axay+m5axaz+ m6ayaz+m7axayaz
где n0-n7, m0-m7 - постоянные коэффициенты для данного инклинометра, определяемые при калибровке.
Δωx=n0+n1ax+n2ay+n3az+n4axay+n5axaz+n6ayaz+ n7axayaz
Δωу=m0+m1ax+m2ay+m3az+m4axay+m5axaz+ m6ayaz+m7axayaz
где n0-n7, m0-m7 - постоянные коэффициенты для данного инклинометра, определяемые при калибровке.
Для реализации предложенного способа может быть использован, например, гироскопический инклинометр ИГМ-73-120/60.
Предложенный способ наведения буровой колонны на месторождение по азимуту позволяет исключить из траектории скважины участки с резким изменением азимута угла наклона скважины при переходе от вертикальных участков к наклонным, сократить затраты на бурение скважин, обеспечить безопасную работу соседних скважин при кустовом бурении, бурении морских скважин с одного основания, а также производить разбуривание горизонтальных стволов из фонда старых обсаженных вертикальных скважин.
Способ проверен на стенде предприятия. Погрешность наведения в любой точке не превышает 2,0 градуса, время наведения не более 3-х минут (длительность переходного процесса в датчиках угловой скорости).
Claims (1)
- Способ наведения буровой колонны на месторождение по азимуту, включающий фиксацию корпуса инклинометра относительно отклонителя и поворот колонны бурильных труб с устья скважины, отличающийся тем, что определяют азимут Ам географический с устья скважины на месторождение, угол α между плоскостью действия отклонителя и измерительной осью инклинометра, а поворот бурильной колонны осуществляют до тех пор, пока Аzт азимут текущий измерительной оси инклинометра будет равен Aм-α, если плоскость действия отклонителя расположена справа от измерительной оси инклинометра, или Aм+α, если плоскость действия отклонителя расположена слева от измерительной оси инклинометра, при этом азимут текущий в процессе поворота определяют по формуле
где Wx, Wy - проекции горизонтальной составляющей вращения Земли на оси инклинометра, перпендикулярные продольной оси.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000121708A RU2187637C2 (ru) | 2000-08-14 | 2000-08-14 | Способ наведения буровой колонны на месторождение по азимуту |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000121708A RU2187637C2 (ru) | 2000-08-14 | 2000-08-14 | Способ наведения буровой колонны на месторождение по азимуту |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2000121708A RU2000121708A (ru) | 2002-07-10 |
RU2187637C2 true RU2187637C2 (ru) | 2002-08-20 |
Family
ID=20239210
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000121708A RU2187637C2 (ru) | 2000-08-14 | 2000-08-14 | Способ наведения буровой колонны на месторождение по азимуту |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2187637C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013032652A1 (en) * | 2011-08-31 | 2013-03-07 | Schlumberger Canada Limited | Minimum strain energy waypoint-following controller for directional drilling using optimized geometric hermite curves |
CN103590815A (zh) * | 2012-08-13 | 2014-02-19 | 湖南水口山有色金属集团有限公司 | 一种两井定向测量及解算方法 |
-
2000
- 2000-08-14 RU RU2000121708A patent/RU2187637C2/ru active
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013032652A1 (en) * | 2011-08-31 | 2013-03-07 | Schlumberger Canada Limited | Minimum strain energy waypoint-following controller for directional drilling using optimized geometric hermite curves |
US9085938B2 (en) | 2011-08-31 | 2015-07-21 | Schlumberger Technology Corporation | Minimum strain energy waypoint-following controller for directional drilling using optimized geometric hermite curves |
CN103590815A (zh) * | 2012-08-13 | 2014-02-19 | 湖南水口山有色金属集团有限公司 | 一种两井定向测量及解算方法 |
CN103590815B (zh) * | 2012-08-13 | 2016-12-21 | 湖南水口山有色金属集团有限公司 | 一种两井定向测量及解算方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6937023B2 (en) | Passive ranging techniques in borehole surveying | |
US7002484B2 (en) | Supplemental referencing techniques in borehole surveying | |
US6882937B2 (en) | Downhole referencing techniques in borehole surveying | |
US6985814B2 (en) | Well twinning techniques in borehole surveying | |
US10047600B2 (en) | Attitude reference for tieback/overlap processing | |
CA2209553C (en) | Survey apparatus and methods for directional wellbore wireline surveying | |
US6631563B2 (en) | Survey apparatus and methods for directional wellbore surveying | |
US9297249B2 (en) | Method for improving wellbore survey accuracy and placement | |
US6480119B1 (en) | Surveying a subterranean borehole using accelerometers | |
US9932819B2 (en) | Method of orienting a second borehole relative to a first borehole | |
CN108166971A (zh) | 一种多功能测斜仪及基于该测斜仪进行邻井套管相对位置判断的方法 | |
EP0348049B1 (en) | Surveying of boreholes | |
CA2291545C (en) | Method and apparatus for use in creating a magnetic declination profile for a borehole | |
US7386942B2 (en) | Method and apparatus for mapping the trajectory in the subsurface of a borehole | |
CN105134171B (zh) | 一种两轴光纤陀螺连续测斜系统的实现方法 | |
CN108894774A (zh) | 组合式随钻测量工具和测量方法 | |
US9976408B2 (en) | Navigation device and method for surveying and directing a borehole under drilling conditions | |
US6637119B2 (en) | Surveying of boreholes | |
RU2187637C2 (ru) | Способ наведения буровой колонны на месторождение по азимуту | |
US6854192B2 (en) | Surveying of boreholes | |
Dubrule et al. | Evaluation of directional survey errors at Prudhoe Bay | |
RU2206737C1 (ru) | Способ измерения параметров траектории скважины | |
RU1572097C (ru) | Способ проводки горизонтальных скважин | |
Hassan | Influence of Hole Trajectory and Direction on MWD Survey Errors | |
CA2470305C (en) | Well twinning techniques in borehole surveying |