Работа №1. Контроль параметров искривления скважин

КАФЕДРА ТЕХНИКИ РАЗВЕДКИ МПИ

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ПРАКТИЧЕСКИМ И ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «НАПРАВЛЕННОЕ БУРЕНИЕ»

 

 

ДНЕПРОПЕТРОВСК 2014

 

 

РАБОТА №1. КОНТРОЛЬ ПАРАМЕТРОВ ИСКРИВЛЕНИЯ СКВАЖИН

 

Цель работы: изучение конструкции приборов и освоение методики измерений.

Содержание отчета: 1) формулирование понятий зенитного угла, угла наклона, азимута скважины, апсидальной плоскости и схемы изображения этих углов; 2) схемы датчиков инклинометра с магнитной стрелкой для измерения зенитного угла и азимута скважины, описание принципов фиксации этих углов; 3) схемы определения зенитного угла пробиркой с плавиковой кислотой и патроном с медным купоросом, используемые формулы; 4) таблица и график для определения поправок к пробирке с плавиковой кислотой.

Общие понятия.

Пространственное положение скважины определяется значениями вдоль ее оси зенитного угла и азимута.

Зенитный угол θ (тэта)– это угол между вертикалью и осью скважины или касательной к ней в точке измерения. Этот угол измеряется в вертикальной плоскости, проходящей через ось скважины (не пересекая ее). Такая плоскость называется зенитной, или апсидальной плоскостью. Направление скважины в апсидальной плоскости - от лежачей стенки к висячей. Дополнительный к зенитному углу, т.е. угол между горизонталью и осью скважины, называется углом наклона скважины η (эта).

Азимутальным углом, или азимутом скважины α (альфа) называется угол, измеренный в горизонтальной плоскости вправо от ориентированного направления (Север) до горизонтальной проекции оси скважины или касательной к ней в точке измерения в направлении забоя.

Для определения зенитного угла или угла наклона скважины необходимо зафиксировать в точке измерения взаимное положение участка оси скважины и вертикали (горизонтали). Это достигается использованием отвеса (фиксация вертикали) или сосудов с жидкостью, оставляющей след на стенке сосуда (фиксация горизонтального уровня). В обоих случаях вертикальная ось прибора должна быть совмещена с осью скважины. В некоторых приборах для определения зенитного угла используется сосуд с жидкостью, в которой находится пузырек воздуха, контактирующий с прозрачной выпуклой поверхностью в верхней части сосуда, на которую нанесены концентрические окружности, соответствующие значениям зенитного угла.

Использование жидкостных датчиков оперативного контроля зенитного угла сопряжено с необходимостью учета погрешностей (поправок), возникающих в результате явлений смачиваемости и капиллярности жидкости. В результате гидрофобности жидкость у стенки сосуда или опущенного в нее стержня приподнимается на некоторую высоту, но высота ее подъема неравномерна и зависит от угла между уровнем жидкости и стенкой сосуда (стержня): чем меньше угол встречи, тем выше поднимается жидкость. Величина поправки зависит от свойств жидкости, диаметра сосуда или стержня и определяется экспериментально на специальном стенде или по предварительно составленным таблицам или графикам.

Для определения азимута скважины необходимо зафиксировать взаимное положение плоскости магнитного меридиана и горизонтальной проекции оси скважины, т.е. апсидальной плоскости. Устройство для измерения азимута скважины должно предусматривать: а) горизонтальное расположение шкалы компаса; б) положение нуля шкалы компаса у образующей висячей стенки скважины, т.е. в направлении забоя. Первое достигается наличием отвеса в составе компаса, а второе – включением в рамку датчиков (апсидальная рамка) груза со смещенным относительно оси рамки центром тяжести (эксценрик). Эксцентрик, занимая положение у лежачей стенки скважины, ориентирует рамку, а с ней – и «0» шкалы компаса у висячей стенки. В этом случае стрелка компаса фиксирует направление на Север, а «0» шкалы фиксирует направление скважины.

Порядок выполнения работы

1. По натурным образцам и плакатам изучить устройство и характеристики приборов, 40У, используемых для контроля параметров искривления скважин: пробирка с плавиковой кислотой, патрон с медным купоросом, инклинометры И-6, УМИ-25, ОК- 40У.

2. С использованием стенда определить поправку ε, заполнить расчетную таблицу и по ее данным построить график зависимости ε = f (Θ факт.)

 

Θ факт.	h max.	h min	Δh	Θ изм.	ε

Фактические значения зенитных углов соответствуют оцифровке шкалы на стенде, а измеренные (расчетные) – определяются по формуле

tg Θ изм.=Δh/dвн.,

где d вн. – внутренний диаметр пробирки.

Контрольные вопросы

- Дать определение понятий зенитный угол, угол наклона, азимут скважины, апсидальная плоскость.

- Какие направления необходимо зафиксировать в точке измерения указанных углов?

- Между какими плоскостями находится азимут скважины?

- В каких плоскостях измеряются зенитный и азимутальный углы?

- Объяснить причину различия знака поправки при использовании пробирки с плавиковой кислотой и патрона с медным купоросом.

- Каково назначение эксцентричного груза апсидальной рамки инклинометра?

- Где располагается «0» шкалы компаса инклинометра в момент измерения?

- Назначение арретира и принцип его устройства в инклинометрах И-6, УМИ-25, ОК-40У.

- Что выполняет функцию шкалы датчиков зенитного угла и азимута в инклинометрах с магнитной стрелкой?

- С чем связано ограничение возможности измерения азимута при малых зенитных углах?