Способ определения направления расположения магнитных аномалий при бурении скважин

 

Использование: изобретение относится к наклонному бурению скважин и может быть использовано при определении расположения магнитной аномалии и при ликвидации аварийных ситуаций в нефтяных скважинах. Сущность изобретения: способ основан на том, что текущие параметры траектории скважины измеряют дважды. Вначале измеряют траектории скважины инклинометром, показания которого зависят от магнитного поля. При наличии вблизи скважины магнитной аномалии траектория скважины, построенная по параметрам инклинометра, будет отличаться от истинной. Затем определяют траекторию скважины, используя гироскоп, то есть прибор, который не реагирует на присутствие магнитной аномалии. Затем сравнивают эти траектории и по наибольшей разности между ними определяют направление на магнитную аномалию. 3 ил.

Изобретение относится к области наклонного бурения скважин и может быть использовано как при определении расположения магнитной аномалии так и при ликвидации аварийных ситуаций в нефтяных скважинах.

Под понятием магнитная аномалия понимаются как природные залежи, так и металлические трубы нефтяных скважин.

Известен способ наведения забоя одной скважины на ствол второй, использующий измерение вектора магнитного поля, причем при наведении используется тот факт, что для пересечения скважин в какой-либо точке их стволы в районе пересечения должны лежать в одной плоскости, а вектор магнитного поля линейного тока всюду перпендикулярен этой плоскости (авт.св. N 214678 кл. E 21 B 7/04, 1968).

Наиболее близким техническим решением к заявленному является способ поиска ствола скважины на заданной глубине, включающий бурение основного ствола поисковой скважины в азимутальном направлении вкрест азимутальному направлению искомой скважины и последующее бурение вспомогательных стволов из основного ствола поисковой скважины под разными зенитными углами в азимутальном направлении основного ствола поисковой скважины (авт.св. N 1276795 кл. E 21 B 7/04, 1986).

Оба известных технических решения не обладают высокой точностью, поскольку определение траектории ствола скважины базируется на измерении векторов магнитного поля, величина которых зависит от различных неконтролируемых факторов.

Целью изобретения является повышение точности при определении направления расположения различных магнитных аномалий.

Поставленная цель достигается тем, что сначала определяют траекторию скважины путем измерения направления магнитного поля, а затем определяют траекторию скважины путем измерения параметров траектории гироскопом, показания которого не зависят от магнитных полей, сравнивают обе траектории, определяют векторную разность между ними и по направлению и величине разностного вектора определяют расположение магнитной аномалии.

Способ поиска магнитной аномалии поясняется фиг.1-3, где на фиг. 1 изображено пространственное расположение траектории скважины, построенное по измерениям инклинометра (А) и гироскопа (Б); на фиг.2 приведен пример расположения наклонной скважины вблизи ранее пробуренной; на фиг. 3 изображен пример направленного бурения наклонной скважины в обсаженный ствол ранее пробуренной скважины.

Сущность способа определения направления расположения магнитных аномалий при бурении скважин заключается в следующем.

Текущие параметры траектории измеряют дважды. Вначале, например, измеряют параметры траектории скважины инклинометром, показания которого зависят от магнитного поля. При наличии вблизи скважины магнитной аномалии траектория скважины, построенная по параметрам инклинометра, будет отличаться от истинной. Затем определяют траекторию скважины, используя гироскоп, т.е. прибор, показания которого не реагируют на присутствие магнитной аномалии. Затем сравнивают эти траектории и по наибольшей разности между ними определяют направление на магнитную аномалию.

Рассмотрим конкретные примеры реализации.

Пример 1. Для реализации данного способа не обязательно бурить скважину, можно использовать уже пробуренную. Так, используют скважину, пробуренную на глубину по вертикали 2500 м, длина ствола 2900 м. Определяют угол наклона и азимут скважины инклинометром, по которым строят траектории скважины (см. фиг. 1).

Координаты, измеренные инклинометром A_м α_{м м} 160^o 40^o 165^o 45^o 170^o 50^o 175^o 55^o 180^o 60^o 175^o 65^o 170^o 70^o 165^o 75^o
Затем повторяют измерение текущих координат скважины, но уже гироскопом и еще раз строят траекторию скважины.

A_г α_{г г}
150^o 40^o
155^o 45^o
160^o 50^o
160^o 55^o
160^o 60^o
160^o 65^o
160^o 70^o
160^o 75^o
Сравнивают обе траектории, и по наибольшей разности между ними определяют направление на магнитную аномалию (см. фиг. 1).

Пример 2. Предположим, что необходимо пробурить наклонную скважину на расстоянии 400 м от уже пробуренной скважины. Причем наклонная скважина не должна задеть ранее пробуренную. Траектория наклонной скважины определяется расчетным путем. По мере бурения скважины осуществляют замер текущих параметров пробуренного участка скважины дважды. Первый раз магнитным инклинометром, второй раз гироскопом. Сравнивают траектории и по наибольшей разности между ними определяют направление на обсаженный ствол ранее пробуренной скважины. (см. фиг. 2).

Пример 3. Предположим, что необходимо пробурить наклонно- направленную скважину в обсаженный ствол ранее пробуренной скважины. Для этого рассчитывают траекторию наклонно-направленной скважины и по мере бурения скважины осуществляют замер текущих параметров пробуренного участка скважины магнитным инклинометром и гироскопом. Сравнивают обе траектории и по наибольшей разности между ними определяют направление на обсаженный ствол ранее пробуренной скважины. (см. фиг. 3).

Таким образом, заявленный способ прост, точен и, как следует из рассмотренных примеров, может найти широкое применение.

Формула изобретения

Способ определения направления расположения магнитных аномалий при бурении скважин, включающий определение траектории скважины путем измерения направления магнитного поля, отличающийся тем, что дополнительно определяют траекторию скважины путем измерения параметров траектории гироскопом, обе траектории сравнивают и определяют векторную разность между ними и по направлению и величине разностного вектора определяют расположение магнитной аномалии.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3