RU2370620C1 - Способ проводки наклонно-направленной скважины - Google Patents
Способ проводки наклонно-направленной скважины Download PDFInfo
- Publication number
- RU2370620C1 RU2370620C1 RU2008122443/03A RU2008122443A RU2370620C1 RU 2370620 C1 RU2370620 C1 RU 2370620C1 RU 2008122443/03 A RU2008122443/03 A RU 2008122443/03A RU 2008122443 A RU2008122443 A RU 2008122443A RU 2370620 C1 RU2370620 C1 RU 2370620C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drilling
- well
- trajectory
- vertical
- determined
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Заявляемое изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к области бурения наклонно-направленных скважин. Заявляемый способ включает бурение вертикального участка скважины и последующее бурение интервала до забоя. Новым в способе является то, что после бурения вертикального участка скважины осуществляют бурение однопрофильного бесступенчатого участка по траектории, горизонтальные и вертикальные точки которой определяются из математической формулы с учетом линейного масштабного коэффициента, зенитного угла и коэффициента трения. За счет уменьшения сопротивления движению бурильной колонны и внутрискважинного оборудования по траектории, определенной из данного соотношения, позволяет сократить энергозатраты и время строительства наклонно-направленной скважины. 3 ил.
Description
Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к области бурения наклонно-направленных скважин.
Известен способ бурения наклонно-направленных скважин, включающий бурение вертикального ствола, забуривание наклонного ствола по дуге окружности, бурение интервала начального искривления с постоянным радиусом кривизны, бурение по траектории, состоящей из сопряженных между собой дуг окружности и тангенциальных интервалов.
В общем случае профиль таких скважин определяется дугами окружности и прямолинейными участками (см., например, Калинин А.Г., Никитин Б.А., Солодкий К.М., Повалихин А.С. Профили направленных скважин и компоновки низа бурильной колонны. М., Недра, 1995, с.21-23).
Бурение многоинтервальной наклонно-направленной скважины связано с необходимостью преодоления значительного сопротивления движению бурильной (обсадной) колонны, обусловленного силами трения. В ряде случаев искривление скважин приводит к значительному увеличению сопротивления движению, когда колонна перестает двигаться под действием собственного веса. Кроме того, переход от одного участка к другому практически происходит с отклонением от проектного профиля, что создает дополнительное сопротивление движению колонны. Уменьшение сил сопротивления при строительстве наклонно-направленных скважин возможно уменьшением числа участков в траектории скважин.
Известен способ проводки наклонно-направленных скважин по профилю цепной линии, который может быть использован для плавного набора угла наклона ствола скважины и уменьшения трения при движении инструмента, в то же время такая скважина значительно длиннее пробуренной указанным выше способом (патент США №444024, НКИ 175/61, М.Кл. E21B 7/08).
Ближайшим техническим решением, принятым за прототип, является способ проводки направленной скважины по плавной траектории (патент РФ №2270907, Кл. Е21В 7/08). Бурение интервала скважины от вертикального участка (точка забуривания) до забоя осуществляют по плавной кривой по траектории с уменьшающимся радиусом кривизны, при этом участки профиля скважины сопрягаются между собой посредством бурения дополнительного интервала с монотонно изменяющимся по длине радиусом кривизны. По указанному способу формируется многоступенчатый профиль скважины. Плавные переходы на разных участках скважины способствуют повышению качества цементирования, но при этом значительно осложняется технология реализации профиля кривых сопряжения. Профиль скважины не обеспечивает ускоренный спуск колонны в скважину.
Задачей изобретения является снижение энергозатрат и сокращение времени строительства наклонно-направленной скважины за счет уменьшения сопротивления движению бурильной (обсадной) колонны и внутрискважинного оборудования.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе проводки наклонно-направленной скважины, включающем бурение вертикального участка и последующее бурение до забоя, после бурения вертикального участка осуществляют бурение до забоя однопрофильного бесступенчатого участка по траектории, которая выполняется по кривой, определяемой из соотношения:
где x - горизонтальная координата точек траектории;
y - вертикальная координата точек траектории;
µ - коэффициент трения;
H - линейный масштабный коэффициент.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Кривая обеспечивает наибыстрейший спуск материальной частицы под действием силы тяжести из точки А в точку В (фиг.1), с учетом сил сопротивления движению частицы. P - сила гравитации, F - сила трения.
Траектория кривой обладает некоторыми геометрическими особенностями:
- непрерывное плавное изменение зенитного угла по мере углубления скважины в пределах 0≤θ≤θмax≤π;
радиус искривления изменяется непрерывно в каждой точке кривой в направлении от А до В.
Как показывает анализ траекторий наклонно-направленных скважин, наиболее эффективным способом бурения, обеспечивающим минимальное сопротивление движению бурильной (обсадной) колонны и внутрискважинного оборудования под действием собственного веса и сил трения, является проводка однопрофильной скважины со следующими характеристиками:
1. Скважина состоит из вертикального участка и однопрофильного бесступенчатого направленного участка, начинающегося в точке зарезки А и заканчивающегося в точке В на забое.
2. Однопрофильный бесступенчатый участок представляет собой плавную кривую с увеличивающимся в процессе бурения зенитным углом 0≤θ≤θмax.
3. Форма кривой траектории скважины учитывает силы трения при бурении скважин.
4. Траектория скважины обеспечивает минимальное время и минимальное сопротивление движению колонн (бурильных, обсадных, эксплуатационных), геофизического и внутрискважинного оборудования.
5. Траектория скважины обеспечивает уменьшение наибольшего усилия при подъеме бурильной колонны, геофизического и внутрискважинного оборудования
Рпод. по сравнению с их весом Q.
Алгоритм построения профиля скважины, с произвольным значением коэффициента трения µ и заданными координатами точки забуривания и забоя, следующий:
1. Вычисляется отношение горизонтального отклонения скважины к
ее глубине в интервале ниже точки забуривания: (h - глубина скважины по вертикали, м; h0 - глубина зарезки, м; l - отклонение забоя от вертикали, м).
Значение λ сравнивается с аналогичным геометрическим параметром кривой: . Здесь возможны два варианта:.
1.1. Если λ>к, то предельное значение параметра θмах=π. В этом
1.2. Если λ<к, следовательно, θ<π. В этом случае предельное значение параметра
θмах определяется из соотношения:
Зная θмах, масштабный коэффициент Н находим из равенства
Далее по значениям θмах и Н строится кривая от точки забуривания до забоя.
Протяженность ствола скважины определяется по формуле:
Примеры построения траектории наклонно-направленной скважины.
Пример 1. На проектирование траектории скважины выданы следующие показатели:
- глубина скважины по вертикали h=2200 м;
- вертикальный участок (глубина зарезки) h0=400 м;
- отклонение забоя от вертикали l=2350 м;
- коэффициент трения µ=0,3.
Значение масштабного коэффициента:
Подставив Н в приведенные выше формулы (1), получим
0<θ≤π.
Определив координаты x и y для различных значений параметра в, получим траекторию наклонно-направленной скважины, изображенную на фиг.2.
Протяженность кривой;
Общая длина ствола скважины: 400+3180=3580 м.
Пример 2. Данные на проектирование профиля скважины:
- глубина скважины по вертикали h=3600 м;
- вертикальный участок (глубина зарезки) h0=685 м;
- отклонение забоя от вертикали l=3300 м;
- коэффициент трения µ=0,3.
Предельное значение параметра θмах определяем из (2)
Зная θмах=2,924, вычисляем величину масштабного коэффициента Н из соотношения (3)
Подставив значение Я в формулы (1), получим
0<θ≤π
Определив координаты x и y, получим траекторию наклонно-направленной скважины, изображенную на фиг.3.
Протяженность траектории:
Общая длина ствола скважины: 685+4760=5445 м.
Предложенный способ проводки наклонно-направленных скважин обеспечивает:
- уменьшение времени и сопротивления движению колонн, геофизического и внутрискважинного оборудования при спуско-подъемных операциях;
- уменьшение осевых усилий при подъеме колонн, геофизического и внутрискважинного оборудования из скважины;
- уменьшение крутящего момента при вращении колонн;
- повышение точности регулирования нагрузки на долото;
- повышение качества цементирования обсадных колонн;
- уменьшение потребной мощности для буровых установок;
- сбережение энергозатрат на строительство скважины.
В целях практической проверки предложенного способа проводки наклонно-направленных скважин на шельфе Вьетнама были пробурены три скважины, подтвердившие уменьшение сил сопротивления на 10-20% при движении бурильной и обсадной колонны (диаметр 340 и 245 мм, глубина спуска 3800-4000 м), энергозатрат на 20-25%.
Claims (1)
- Способ проводки наклонно-направленной скважины, включающий бурение вертикального участка скважины и последующее бурение интервала до забоя, отличающийся тем, что после бурения вертикального участка скважины осуществляют бурение однопрофильного бесступенчатого участка по траектории, которая определяется из соотношения:
где х - горизонтальная координата точек траектории;
у - вертикальная координата точек траектории;
- зенитный угол;
µ - коэффициент трения;
H - линейный масштабный коэффициент.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008122443/03A RU2370620C1 (ru) | 2008-06-05 | 2008-06-05 | Способ проводки наклонно-направленной скважины |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008122443/03A RU2370620C1 (ru) | 2008-06-05 | 2008-06-05 | Способ проводки наклонно-направленной скважины |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2370620C1 true RU2370620C1 (ru) | 2009-10-20 |
Family
ID=41262974
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008122443/03A RU2370620C1 (ru) | 2008-06-05 | 2008-06-05 | Способ проводки наклонно-направленной скважины |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2370620C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9689249B2 (en) | 2013-08-30 | 2017-06-27 | Halliburton Energy Services, Inc. | Automating downhole drilling using wellbore profile energy and shape |
RU2772264C1 (ru) * | 2021-11-10 | 2022-05-18 | Открытое Акционерное Общество Научно-Производственное Объединение «Буровая техника» | Способ проектирования и контроля параметров профиля наклонно-направленной скважины |
-
2008
- 2008-06-05 RU RU2008122443/03A patent/RU2370620C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
СУЛАКШИН С.С. Направленное бурение. - М.: Недра, 1987, с.119-120. КАЛИНИН А.Г. и др. Профили направленных скважин и компоновки низа бурильной колонны. - М.: Недра, 1995, с.21-23. КАЛИНИН А.Г. и др. Бурение наклонных и горизонтальных скважин. - М.: Недра, 1997, с.364-366. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9689249B2 (en) | 2013-08-30 | 2017-06-27 | Halliburton Energy Services, Inc. | Automating downhole drilling using wellbore profile energy and shape |
RU2772264C1 (ru) * | 2021-11-10 | 2022-05-18 | Открытое Акционерное Общество Научно-Производственное Объединение «Буровая техника» | Способ проектирования и контроля параметров профиля наклонно-направленной скважины |
RU2810359C1 (ru) * | 2023-05-18 | 2023-12-27 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Способ разработки многопластовой нефтяной залежи горизонтальной скважиной |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104481400A (zh) | 一种三维水平井井眼轨迹控制方法 | |
RU2017111588A (ru) | Способы и устройство контроля искривления ствола скважины | |
CN104747165B (zh) | 一种三维水平井井身剖面设计方法 | |
RU2728141C1 (ru) | Скважинная система позиционирования с использованием компенсации усилий | |
CN109915018B (zh) | 一种三维井眼轨迹控制中工具面角的确定方法 | |
CN106958416B (zh) | 一种冲击钻井工具 | |
RU2627329C1 (ru) | Оценка и калибровка условий изгиба в скважине | |
Cayeux et al. | Challenges and solutions to the correct interpretation of drilling friction tests | |
CN101701506A (zh) | 带有三个稳定器的钻具结构 | |
RU2370620C1 (ru) | Способ проводки наклонно-направленной скважины | |
US10337252B2 (en) | Apparatus and method of alleviating spiraling in boreholes | |
RU2270907C1 (ru) | Способ проводки направленной скважины по плавной траектории | |
CN110529099B (zh) | 静摩擦区累积静摩擦阻力计算方法、降低摩擦阻力方法 | |
CN107448192B (zh) | 静态推靠式旋转导向钻井工具的井底实际钻压预测方法 | |
CN203822156U (zh) | 可调偏旋转钻井装置 | |
CN111779468B (zh) | 一种水平井斜井段涡流排水采气装置及排水采气方法 | |
CN110457866B (zh) | 滑动钻进全过程摩擦阻力预测方法、降低摩擦阻力方法 | |
CN111506864B (zh) | 一种分簇射孔中控制工具串与电缆作业安全的方法 | |
CN105221071B (zh) | 水平井倒装钻具组合设计方法 | |
CN201554370U (zh) | 带有三个扶正器的四合一钻具结构 | |
CN207485369U (zh) | 一种大位移井减摩减扭组合钻柱 | |
US3961674A (en) | Directional drilling system | |
CN209430123U (zh) | 长水平段及水平井段上翅油气井连续油管串结构 | |
CN206972161U (zh) | 一种柔性四合一钻具组合 | |
Ding et al. | Analysis of Casing String Running Characteristics in Negative-Displacement Horizontal Wells |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110606 |