Profil vodorovné studny se skládá z vodící části a vodorovné části. Vodicí část horizontálního profilu vrtu může zahrnovat vertikální část, část počátečního zakřivení, tangenciální část a část zvyšující zenitový úhel, nebo sestávat pouze ze svislé části a části zvětšující zenitový úhel.
Vodorovný řez může být proveden ve formě vzestupného nebo sestupného oblouku kruhu, tzn. být konkávní nebo konvexní, stejně jako rovné nebo zvlněné. Horizontální řez, v závislosti na úhlu dopadu produktivní formace, může být umístěn v jakémkoli daném úhlu k vertikále, včetně úhlu 90°.
Vodící část horizontálního profilu studny a její horizontální řez lze vypočítat samostatně. Musí však být vzájemně spárovány.
Účelem vodící části horizontálního profilu studny je vést kmen pod určitým úhlem do bodu v produktivní formaci s danými souřadnicemi. Při výpočtu této části profilu vodorovné studny je proto nutné kromě návrhové hloubky a odchylky vrtu od svislice nastavit hodnotu zenitového úhlu na návrhové hloubce. Kromě toho je zpravidla určen poloměr zakřivení úseku, kde se zvyšuje zenitový úhel vrtu.
Pro další prezentaci jsou použity následující symboly (obr. 5.10).
Rýže. 5.10. Horizontální profily studní
Metoda výpočtu vodící části vodorovného profilu vrtu je založena na řešení soustavy rovnic pro průměty řezů profilu na svislou a vodorovnou osu. V tomto případě se výpočet profilu vodorovné studny sníží na určení délky svislého úseku a poloměru zakřivení jednoho z úseků nebo délky tečného úseku, pokud existuje, se zbývajícími specifikovanými parametry profilu (viz obr. 5.10).
Typ profilu 1. Počáteční data pro výpočet: N, A, θ:
Typ profilu 2. Počáteční data pro výpočet: H, A, θ, θ 1, R 1:
Н в =Н-R 1 sinθ-R 2 (sinθ-sinθ 1) (5.21)
Typ profilu 3. Počáteční data pro výpočet: H, A, θ, θ 1, R 3:
Н в =Н-R 1 sinθ 1 -R 3 W 1 -Lcosθ 1 (5.23)
kde W1 = sin1-sin1i; V1 = cosXNUMXi-cosXNUMX
Typ profilu 4. Počáteční data pro výpočet H, A, θ, θ 1, R 3, θ 3:
Н в =Н-R 1 sinθ 1 -R 3 W 2 -R 4 W 3 (5.25)
kde W2 = sin3-sin1i; W3 = sin3-sinXNUMX
V2 = cos1i-cos3; V 3 = cosθ 3 – cosθ
Typ profilu 5. Počáteční data pro výpočet: H, A, θ, θ 1, R 1, R 2, θ 2:
Нв = Н-R1 sinθ1 1 -R 2 W 4 -R 3 W 5 (5.27)
kde W 4 = sinθ 2 – sinθ 1; W 5 = sinθ – sinθ 2.
V4 = cos1i-cos2; V5 = cos2-cosXNUMX
Vertikální a horizontální průmět, stejně jako délku každého úseku profilu, lze vypočítat pomocí dobře známých vzorců uvedených v tabulce. 5.3.
Způsob výpočtu profilu vodorovného řezu vrtu bere v úvahu především účel konstrukce vodorovného vrtu, kterým je podélné otevření produkční části formace obsahující ropu a plyn. Geometrie vodorovného řezu proto musí odpovídat tvaru části útvaru, kde se má vodorovný řez nacházet.
Jinými slovy, horizontální část by měla být umístěna podél produktivní části formace a neměla by přesahovat hranice její části obsahující ropu a plyn.
Hlavní parametry, které určují geometrii vodorovného řezu, jsou tedy následující:
Přímý horizontální řez (obr. 5.11a):
Hg = spcos5.29 + H; (XNUMX)
A g = s p sinθ + A. (5.30)
Vodorovný řez ve tvaru kruhového oblouku (obr. 5.11, b, c): poloměr vodorovného řezu
Rg = (sp2 + T2)/2T; (5.31)
Hg = s p cosα± Tsinα + H; (5.32)
A g = s p sinα ± Tcosα + A; (5.33)
zenitový úhel na konci vodorovného řezu
θ τ = θ ± arcsin (s π /R r); (5.34)
délka vodorovného úseku.
Ve vzorcích (5.14)-(5.17) znaménko plus odpovídá konkávnímu oblouku kruhu a znaménko mínus odpovídá konvexnímu oblouku.
Zvlněný vodorovný řez (obr. 5.11, d): poloměr zakřivení druhého intervalu vodorovného řezu
R r2 = (-MP)/2T 2 2 (5.36)
M = VT2-2s2p (Ti+T1); (2)
B = s2p-(T1+T2)2+T1-2T2R r1 (1)
Q= s 2 p (T 1 + T 2) 2 + B 2 /4 (5.40)
Ng = spcos2 + T5.41sinXNUMX + H; (XNUMX)
A g = s π sinθ – T 2 cosθ + A. (5.42)
Délka průmětu prvního intervalu vodorovného řezu na tečnu v jejím počátečním bodě
úhel pokrytí intervalu s poloměrem R r1
zenitový úhel na konci horizontály
Rýže. 5.11. Typy horizontálního řezu studny
Když známe zenitové úhly na koncích každého intervalu zvlněného vodorovného řezu, stejně jako poloměr zakřivení, můžeme vypočítat jeho délku pomocí vzorce (5.35).
Výpočet parametrů konstrukčního profilu horizontálního vrtu se provádí pomocí programu „Horizon“ vyvinutého ve VNIIBT.
Program umožňuje výpočet pěti typů horizontálních profilů studní. Vodorovný řez může být proveden ve formě vzestupného nebo sestupného oblouku kruhu, rovného nebo zvlněného.
Návrhová hloubka vodorovné studny je hloubka spodního bodu vodící části profilu (obr. 5.12).
Moskva, 26. července – Tisková agentura Neftegaz.RU. Technologie vrtání se neustále zdokonalují. Ke změnám dochází z různých důvodů, ale dnes je nejpalčivější komplikace procesu výroby uhlovodíků. Vzhledem k rostoucí potřebě rozvoje polí v nových územích a jiných hloubkách je nutné provést malé nebo významné změny v konfiguraci vrtu. Některé návrhy jsou vhodnější pro vrtání na moři, jiné – pro vrtání v zónách permafrostu atd. Jednoduchý design, včetně vodiče a výrobního pouzdra, není vždy racionální.
Zejména pro těžbu těžko obnovitelných zásob (TRR) nacházejících se v okrajových částech polí jsou nutné složité profily s velkými odchylkami od vertikály (více než 2 tis. m), pro zvýšení jsou vrtány vrty se 2 vložkami. produkce ropy. Vrtání pro výrobní strunu v bodě T1 se v některých polích provádí do hloubky více než 3800 m (po kmeni). K vrtání těchto vrtů se používají vrtné soupravy s nosností až 225 tun, vrtná kapalina na bázi uhlovodíků (OHM) a telemetrické zařízení s hydraulickým komunikačním kanálem.
Výběr designu studny tedy závisí na mnoha faktorech. Jsou mezi nimi geologické rysy výskytu hornin, počet produkčních horizontů, logistika atp.
V posledních letech společnosti poskytující ropné služby stále častěji budují horizontální vrty (HS). Aktivně se začaly používat na počátku roku 2000. Takové vrty umožňují efektivněji těžit ropu z okrajů ložisek ropy a plynu a umožňují těžit ropu a plyn z nízkopermeabilních a uhličitanových ložisek s vysokou heterogenitou, stejně jako těžké a vysoce viskózní oleje a ložiska s vysoký stupeň vyčerpání.
Vytvoření GS je však poměrně pracný úkol. Profil vodorovné studny se skládá z vodící části a vodorovné části.
Vodicí část může sestávat ze svislého úseku, úseku počátečního zakřivení, tečného úseku a úseku zvětšování zenitového úhlu; může také zahrnovat pouze vertikální řez a úsek zvětšování zenitového úhlu.
Perspektivy tohoto typu vrtu potvrzuje společnost NaftaGaz. Podíl horizontálního vrtání v portfoliu zakázek společnosti je cca 70 %.
Jeden z lídrů v hodnocení nezávislých vrtných společností v Rusku uplatňuje své technologie v autonomním okruhu Jamal-Něnec, autonomním okruhu Chanty-Mansi a Tomské oblasti. Vrtaři NaftaGaz během své práce dokázali dosáhnout různých technologických rekordů. Například high-tech horizontální vrt s hloubkou více než 200 km byl postaven na vrtné soupravě s nosností 5,5 tun.
Dalším důkazem zvyšující se složitosti vrtů je rozvoj mnohostranných vrtů, takové vrty s 1 m nebo několika dalšími odbočnými kmeny od hlavního kmene se používají k řešení široké škály problémů. Mnohostranné vrty jsou zvláště důležité v přítomnosti velkých plynových uzávěrů a také na ropných ráfcích. Vzhledem k tomu, že takové vrty mají delší kmeny, poskytují větší faktor rozmítání a umožňují dosažení vyšších produkčních rychlostí.
V posledních letech se rozšířila technologie Fishbone, podle které z jedné horizontální šachty vybíhají četné větve a studny se vrtají se stále větším odklonem od svislice. Díky této technologii bylo možné konstruovat studny, které byly dříve technicky nemožné, například vrtání horizontálních směrových vrtů ze břehu.
Pro udržení a zlepšení své konkurenceschopnosti se společnosti poskytující služby na ropných polích snaží držet krok s těmito trendy. A jak se návrh vrtů stává složitějším, stávají se chytřejší i samotné vrtné soupravy.
„Potřeba uživatelů podloží po složitějších vrtech a vysoká konkurence mezi dodavateli představují nové výzvy pro odvětví služeb na ropných polích, aby zavedlo těžší a produktivnější vrtné soupravy vybavené moderní automatizací a softwarem. Společnost NaftaGaz vyvíjí projekt Digital Drilling Rig v návaznosti na strategii rozvoje hlavního zákazníka. V souladu s tím musí modernější a technologicky vyspělejší zařízení udržovat kompetentní zaměstnanci se znalostmi a zkušenostmi. Složitější vrty vyžadují eliminaci jakýchkoliv zarážek při jejich výstavbě, což zvyšuje i nároky na personál. A olejový servis musí být na takové změny a požadavky zákazníků připraven“, – akcie šéfa společnosti NaftaGaz I. Nazaraliev.
Vrtné soupravy jsou dnes stále více automatizovány a vybaveny digitálními nástroji.
Například umělá inteligence, která se využívá při high-tech vrtání, zvyšuje přesnost úkolu díky přesnější predikci prostorové polohy vrtu.
Zvyšování složitosti návrhů vrtů a zdokonalování vrtných souprav tedy pomáhá zvýšit produktivitu vrtání a snížit počet možných komplikací. Nespornou výhodou je také snížení negativních dopadů na životní prostředí.
