Определение пространственного положения ствола скважины

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство науки и образования Российской Федерации

Российский государственный университет нефти и газа им. И.М.Губкина

Кафедра геологии

Лабораторная работа

по геодезии

на тему «Определение пространственного положения ствола скважины»

Выполнила:

Студентка группы ГР-13-07

Лазарева А.С.

Проверил:

Доцент кафедры «Геология»

Парамонов Александр Георгиевич

Москва 2014

Введение

Целью данной работы является обучение студентов на примере обработке результатов скважинных измерений методике расчетов, графических построений и анализов, которые необходимо выполнять при определении пространственного положения точек искривленной буровой скважины.

Содержание лабораторной работы:

1. Оценка прогрешностей результатов измерений по данным замеров элементов кривизны в скважине, произведенных в журнале измерений.

2. Расчет вертикальных и горизонтальных составляющих анализируемого материала скважины и построение развертки оси этого участка.

3. Вычисление координат точек скважины

4. Построение проекции оси искривленного участка скважины на горизонтальную плоскость.

5. Определение горизонтального отхода забоя скважины от устья с учетом погрешностей измерений.

Порядок проведения работы

1. Произвести оценку точности инклинометрических измерений по разностям двойных измерений. Необходимые данные приведены в журнале инклинометрических измерений. Оценка точности выполняется в следующей последовательности.

А. Вычислить

,

где - разность значений зенитных углов , измеренных на одной глубин; n - количество двойных измерений.

Значения углов и выбираются из графы 3 журнала для точек, лежащих на одной глубине.

Б. Вычислить среднюю квадратичную погрешность измерения азимута направления искривления скважины по формуле

,

где - разность значений азимутов, измеренных на одной глубине

n - число двойных измерений.

Число азимутов выбирается из графы журнала для точек, лежащих на одной глубинею

В. Предельные погрешности измерения зенитных углов и азимутов, приведенные в таблице (приложение 2), сравнить с удвоенными значениями погрешностей, вычисленных по формулам, указанным выше, при этом должно быть

,

2. Обработать журнал инклинометрических измерений, вычислив средние значения зенитных углов и азимутов, а также значения дирекционных углов ( с учетом поправок из таблицы (приложение 1).

3. Из журнала инклинометрических измерений переписать в ведомость вычисления координат точек скважины( приложение 3) номера точек измерений, их глубины (в метрах), средние значения углов, дирекционные углы.

4. Рассчитать горизонтальные и вертикальные проекции оси скважины по интервалам, а также их суммарные составляющие.

Горизонтальные проекции одного интервала оси скважины вычисляется по формуле

,

где - измеренное расстояние между точками замера (длина интервала); - зенитный уголоси скважины в точке замера.

Суммарная горизонтальная составляющая анализируемого участка скважины вычисляется по формуле

,

где k- число инервалов земера.

Вертикальная проекция одного интервала оси скважины вычисляется по формуле

,

где - то же, что и в формуле выше.

Суммарная вертикальная составляющая анализируемого участка скважины вычисляется по формуле

,

где k - то же, самое, что и в формуле выше.

5. Вычислить координаты точек оси скважины по формулам:

; ; ,

где - координаты определяемой скважины;

- координаты устья скважины;

- то же, что и в формулах выше;

- дирекционный угол направления плоскости исправления скважины

,

где - магнитный азимут, измеренный в скважине, - угол склонения магнитной стрелки, - угол сближения меридианов.

При этом соблюдается следующая последовательность:

А) величину горизонтальной составляющей, определяемой по формуле горизонтальной проекции , находят по таблицам горизонтальных и вертикальных проекций для вычисления искривления скважин (приложение 4) или по таблицам приращений координат;

Б) вычисляют приращения координат по формулам

В) вычисляют координаты точек оси скважин по формулам

Полученные результаты расчетов используют для графических построений развертки оси скважины и ее горизонтальной проекции. Графические построения выполняют на листе миллиметровой бумаги.

6. Построить развертку оси искривленного участка скважины на вертикальную плоскость.

Порядок работы следующий:

А) за начальную точку отсчета кривизны скважины условно принимают первую точку скважины, записанную в ведомости вычисления координа;

Б)приняв эту точку за начало координат, проводят через нее две взаимно перпендикулярные оси: вертикальную - X и горизонтальную - Y;

В)откладывают последовательно от начала координат по вертикальной оси величины суммарных вертикальных составляющих, и отмечают на ней положения вертикальных проекций точек оси искривленной скважины;

Г)из полученных точек по перпендикулярам откладывают значения соответствующих суммарных горизонтальных составляющих, полученные точки нумеруют;

Д)соединяют полученные точки прямыми линиями

7. Построить горизонтальную проекцию оси скважины. Порядок выполнения следующий:

А)через точку, соответствующую началу координат, проводят две взаимно перпендикулярные оси: север-юг - OX и запад-восток - OY;

Б)по координатам x,y наносят на лист миллиметровой бумаги точки оси скважины;

В)начальную и конечную точки полученной проекции соединяют линией, длину и направление которой измеряют. Эти данные характеризуют отклонение конечной оси рассматриваемого участка скважины от отвесной линии, проходящей через его начальную точку. Применительно к проекции всей оси скважины на горизонтальную плоскость эти данные характеризуют отклонение забоя скважины от горизонтальной проекции ее устья.

Проверяют правильность определения данных о проекции отхода аналитическим методом, решая обратную геодезическую задачу.

8. Провести оценку точности определения положения забоя скважины по формулам:

Понятие об инклинометре

Инклинометрия -- это методика определения угла отклонения оси скважины (он образуется пересечением оси скважины и абсолютной вертикали) и азимута ее искривления по отношению к устью. Для проведения данного рода измерений необходимо использование специального прибора -- инклинометра и дополнительного оборудования каротажной станции.

Различают несколько типов инклинометров:

- электрические

- гироскопические

Использование электрических инклинометров целесообразно при обследовании необсаженных скважин. Основа такого прибора -- подвешенная в корпусе рамка, расположенная горизонтально по отвесу. По реохордам азимутов и углов наклона сокользят стрелка буссоли и указатель наклона, расположенные на рамке. Стрелка буссоли и указатель наклона поочередно подключаются к источнику тока и обеспечивают передачу напряжения с реохордов.

Гироскопические инклинометры применяют при исследовании скважин, обсаженных металлическими трубами. Инклинометр такого типа работает, основываясь на свойстве гироскопа -- сохранении оси вращения неизменной в пространстве (маховик устройства вращается от электромотора). Один из двух гироскопов инклинометра служит для измерения азимутов, другой -- для измерения углов наклона. Угол наклона измеряется совмещением оси вращения гороскопов и вектора направления скважины через составление специальных электрических схем.

Значимость практического применения инклинометрии очевидна: точность измерения углов инклинометром достигает 30, при том что ось глубокой скважины на определенном уровне может отклоняться от вертикали на сотни метров; а точность измерения азимутов прибором достигает нескольких градусов (на практике скважина может превышать по азимуту 360). Применение инклинометрии особенно целесообразно относительно скважин наклонного бурения.

Во время бурения вертикальных скважин инклинометрия должна определять азимут наклона оси начиная с угла в 0,3 градуса. Особую важность имеет точность наведения на продуктивный пласт и возможность длительной работы. Преимуществом современных видов оборудования, которым осуществляется инклинометрия, является их приспособляемость и интегрируемость в другие типы техники. Так, гироскопический инклинометр можно использовать в составе любых каротажных станций, что позволяет проводить исследования вертикальных, наклонных, обсаженных и других видов скважин. Не являются исключением и скважины, в породе которых содержатся включения из ферромагнетиков.

Инклинометр не должен иметь ограничений по возможным измеряемым углам. Кроме того, необходимо, чтобы его характеристики позволяли использовать этот прибор для определения положения трубопроводов в пространстве. Это особенно актуально для тех трубопроводов, которые прокладываются по дну рек или под другими водными объектами. Инклинометрия используется и в строительстве для определения вертикального положения металлических конструкций.

Таким образом, инклинометрия объединяет в себе современные разработки из таких областей, как гироскопическое приборостроение, электроника, цифровая обработка сигналов, математика и многих других.

пространственный положение ствол скважина

Структурная схема инклинометра

Размещено на Allbest.ru