Построение проекций скважин по данным инклинометрических замеров и контроль за траекторией ствола

В процессе бурения необходим постоянный контроль за пространственным положением ствола с целью сравнения фактического и проектного профилей скважины. Это требуется для обеспечения вскрытия продуктивного горизонта в заданной точке с допустимым отклонением от нее, исключения пересечения стволов при бурении скважин с кустовых площадок, проведения горизонтальных стволов по пласту в соответствии с установленным коридором допуска, т.е. на определенном расстоянии от кровли или подошвы пласта. При бурении разведочных скважин такой контроль позволяет точно определить глубину залегания продуктивного горизонта.

Приняв какую-либо систему координат, и имея замеры зенитных углов и азимутов скважины на конкретных глубинах, последовательно определяются приращения координат для каждой точки замера, после чего могут быть определены координаты забоя скважины, либо любой точки ствола.

При расчете приращений координат могут быть использованы различные методы. Это связано с тем, что отрезок ствола между точками замера практически всегда представляет собой пространственную кривую, вид которой неизвестен. Эта кривая при расчетах заменяется либо отрезком прямой, либо дугой окружности (в этих случаях используются так называемые двухточечные методы определения приращений координат).

В более сложных методах используются результаты измерений в нескольких точках. За счет этого определяется характер изменения зенитного угла и азимута на интервале. В результате пространственная кривая, для которой ведется расчет приращений координат, максимально приближается к фактической оси скважины.

Простейшим, но наименее точным, является так называемый тангенциальный метод расчета, при котором исходными данными являются зенитный и азимутальный углы, замеренные в нижней точке интервала. Наибольшее распространение имеет метод усреднения углов, когда интервал между точками замера также представляется отрезком прямой, но зенитный угол и азимут принимаются равными средним значениям углов, замеренных в начале и конце интервала. Практическое использование этого метода будет показано далее.

При балансном тангенциальном (трапецедальном) методе интервал между точками замера разбивается на два равных участка. Верхний участок заменяется отрезком прямой, для которой зенитный угол и азимут принимаются равным замеренным в верхней точке, а для нижнего – в нижней точке интервала.

Кроме перечисленных могут быть использованы метод ускорения, метод расчета по радиусу кривизны (один из наиболее точных), метод постоянной кривизны, метод минимума кривизны, метод кольцевых дуг, метод сплайнов, квадратичный метод и др.

Рассчитав тем или иным методом координаты отдельных точек ствола, может быть построена фактическая трасса скважины. Она сравнивается с проектной, на основании чего делается вывод о возможности попадания скважины в заданный круг допуска. В случае, если это попадание невозможно, принимается решение о применении специальных технических средств направленного бурения с целью вывода скважины на проектную трассу.