Скважины в зависимости от геологических, геоморфологических и других условий проектируют или вертикальными или наклонно-направленными. В процессе бурения ствол скважины обычно откланяется от заданного направления из-за влияния геологических и технических факторов, т.е. искривляется. На определенном интервале глубин положение ствола скважины в пространстве характеризуется углом отклонения скважины от вертикали δ и азимутом φ. Плоскость, проходящую через вертикаль и ось скважины на данном участке, называют плоскостью искривления. Сведения об искривлении скважин необходимы для установления ее забоя в пространстве при построении профильных геологических разрезов, структурных и других карт.
Замеры искривления осуществляются инклинометрами с дистанционным электрическим измерением типа КИТ, КИТА, КМИ-36. Инклинометры состоят из скважинного прибора с удлинителем и наземного пульта. Главной их механической частью является вращающаяся рамка с установленными на ней указателями угла (отвесом) и азимута (буссолью) искривления ствола скважины. Рамка свободно вращается и ось ее вращения совпадает с главной осью прибора. Центр тяжести рамки смещен с ее оси так, что плоскость рамки всегда устанавливается перпендикулярно к плоскости искривления скважины.
В вертикальных скважинах интервалы замера 20 – 25 м, а в наклонно-направленных 5 – 10 м и менее. Результаты инклинометрических измерений записываются в журнал наблюдений и в таблицах замера указываются значения углов δ, φ и α. α = φ + γ ± D, где γ – угол сближения между осевым меридианом в данной точке (может быть положительным и отрицательным), D – магнитное отклонение (в восточной полушарии со знаком «+», в западном со знаком «-»). Значения этих углов указывается на географических картах. По значениям измеренного угла δ и вычисленного дирекционного угла α строится проекция ствола скважины на горизонтальную плоскость, называемую инклинограммой. В современных скважинах расчет кривизны (определение удлинения ствола скважины с глубиной Δl) производится автоматически.
Измерение диаметра и профиля ствола скважины
Фактический диаметр скважины dс в ряде случаев отклоняется от его номинального dн. Увеличение диаметра скважины наблюдается из-за образования каверн в стволе скважины в основном напротив глин и сильно глинистых разностей горных пород. При использовании соленого бурового раствора гидратация глинистых частиц уменьшается, что приводит к замедлению образования каверн. При использовании промывочной жидкости на нефтяной основе каверны обычно не образуются. Против соляных и гипсовых пород из-за растворения этих пород водой промывочной жидкости наблюдается увеличение диаметра скважины. Иногда увеличение диаметра скважины наблюдается и против трещиноватых пород, которые могут быть ослаблены по механической прочности в процессе бурения. Номинальный диаметр скважины отвечает крепким породам – известнякам, доломитам, плотным песчаникам.
Оседание глинистых частиц против проницаемых пластов в результате фильтрации бурового раствора в пласт приводит к образованию глинистой корки на стенке скважины, что приводит к уменьшению диаметра скважины на кавернограмме. Толщина глинистой корки изменяется от нескольких мм до 5 см и более.
Знать фактический диаметр скважины необходимо для расчета затрубного пространства при цементировании обсадных колонн, выбора места установки башмака колонны, фильтров, пакеров и испытателей пластов, а также для контроля технического состояния скважины в процессе бурения.
Кавернометрия в основном используется для выделения пластов горных пород и определения их литологического состава. Диаметр скважины измеряется с помощью каверномеров, которые различаются по своим конструктивным особенностям. Наибольшее распространение имеют каверномеры с 4 рычагами, попарно расположенными во взаимноперпендикулярных плоскостях. Электрические сигналы от каверномеров, передаваемые на каротажную станцию, регистрируются в виде кавернограммы. Каверномер представляет сведения о среднем диаметре скважины. Для более детального изучения формы сечения диаметра скважины применяют каверномеры-профилемеры, которые позволяют измерять диаметры скважин в двух взаимноперпендикулярных плоскостях с выдачей значений их полусумм.
