Способ определения искривления буровой скважины
О П И С А Н И Е 286890
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства ¹
Заявлено 08.1Х.1969 (№ 1360657/22-3) Кл. 5а, 47 02 с присоед1нением заявки №.ЧПК Е 21b 47 02
У(К 622.241.7(088.8) Приоритет
Оп1:бл.1кт)вано 19.Х1.1970. Бюллетень ¹ 35
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Мииистров
СССР
1,ата оп .б)ликования описания 20.1.197!
Авторы изобретения
Заявители
В. Н. Рукавицын и О. Л. Кузнецов
Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизич методов разведки и Институт геологии и разработки гор ископаемых AH СССР
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИСКРИВЛЕНИЯ БУРОВОИ
СКВАЖИНЫ
il
Известны способы определения искривления буровой скважины путем измерения параметров акустических сигналов.
С целью обеспечения непрерывности и повышения точности определения искривлсьитя ствола скважины по предлагаемому способу приемники располагают вокруг устья скважины на расстоянии друг от друга меньшем, чем преобладающая длина волны упругих колебаний, и измеряют амплитудно-фазовые характеристики упругих колебаний, возникающих от вращения долота, причем регистрацию сигналов производят в диапазоне частот, совпадающем с частотой колебаний, возникающих от вращения долота, зчтем по изменению разностей фаз и разностей амплитуд, записанных в функции глубины, определяют степень кривизны ствола скважины.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.
В качестве источника колебаний используется вибрирующее вращающееся долото. Упругие непрерывные колебания, возникающие при вибрации долота, распространяются в окружающих скважину породах данной геологической формации и принимаются приемными акустическими преобразователями, например сейсмоприемниками с направленной чувствиToëüíîñòüþ, установленными на земной повер«ности вокруг устья скважины по заранее припятой системе. Например, сейсмоприем1шки можно устанавливать в вершина«пр,)вильноГо многомго.1ьника с центром В мстье сква>1 ины на значительном расстоянии друг от друга, но не превышающем величины преобладающей длины волны упр I II«колебаний. под которой подразумсвастся в данном случас длина волны, выделяемая узкополосным фильтром.
10 При«одящие к повср«ности земли к точкам наблюдения упрупте сигналы с помощью ссйсмоприсмников преобразуются в электрические и поступают на в«од многоканальной приемной аппаратуры, каналы которой инден15 тичны для каждого из приемников, где осуществляется и«усилен;Ic. узкополосная фильтрация и непрерывное измерение разностей фаз и амплитуд (или отношений амп,1итуд) в результате попарного сопоставления этик «а20 рактеристпк сипталов от все«сейсмоприемников с помощью с«е.мы сравнения.
Непрерывная запись разностны«параметров Лтс» Л.4 (где Лт1) — разность фаз, а М— разность или отношение амплитуд) в процессе
25 бурения осуществляется в виде IIaileceI 30 пробуренного участка в выбранном масштабе 286890 Типаж 480 цниипи Заказ 3932!11 I1одпис. ое Сапунова, 2 Типография, ир определяют визуально по изменению характера кривых Атр и ХА, записанных а диаграмме. Величина отклонения определяется по значениям Лтр и ЛА, снимаемым с диаграммы калиброванного регистратора. Регистратор калибруется в единицах отклонения от вертикали при помощи решения системы уравнений, дающих значения величин отклонения при различных параметрах разности фаз и амплитуд сигналов, приходящих к каждому из приемников и, кроме того, позволяющих получить координаты любой определяемой точки х, у, z из следующих соотношений (уравненпя приводятся для системы приемников, расположенных в вершинах правильного пятиугольника с координатами х1, у1, х2, у2, х2, уз, х4, у4; Х,.;, Уза): l = (х — х,) + (у — у,) + - l+ — ) = (х — х,) — (у — у,) + - l /+ — — - - - 1 = (х — х,) + (у — у,) —, z Г 1- 1 12 2 2 -2. 360 ) /1141, 2 l+ — = -" - = (— -«.) + (у — у.) + -, 2 l+ " i =--(х — х,) +(V;) +, 360 / где 1 — длина пути, соединяющего искомую точку с одним из приемников (в данном случае с первым); / .— преобладающая длина волны, на которой осуществляется фильтрация; Л4р12, Лтр1;1, Л1р14, Лтрт„.- — измеряемые разности фаз между первым и вторым, третьим, четвертым, пятым приемником соответственно. Для записанных кривых разности (или отношений) амплитуд вместо слагаемого, характеризующего разностный фазовый параметр, в уравнения вводится параметр, характеризующий изменения разности амплитуд или отношений для каждой пары приемников относительно выбранного: /2: — (Х вЂ” Х )2 + (V — V )2 + 2. (!+ ) = 1х — хД + iv — у,1 +" - А2 l (1+ 1) =(х — х,) +(у — у,) +", ° -А2 / Л4 — Л, 12 l+ /1 = (х — х,) + (у — у,) + г ; Я А4 А,--Л 52 + 1 =(х — х2) (V — у,)- 2—, г ; 5 где А,, А2, А„А4, А.„- — измеряемые значения амплитуд для каждого приемника; а — коэффициент поглощения (для частоты фильтрации); Л1 — А. 1 1, и lLL — - 2 . А2 а Л2 — (соответственно для каждого приемника). Величина откло11ения е,любои 1ада иной точке: с! /Х /хзимутальные тевиации направлени: ствола скважины определяются нз соот11оц1ения: со.1 1з = (х, - 1, 1(.х - + у2-) где P — азимутальный угол. отсчитываемый относительно на1ального выбранного направления проходящего через устья скважины. Угол отклонения на любой глубине определяется по величинам отклонения на двух различных глубинах, снимаемых с диаграммы. При больших глубинах бурения длина пути l в уравнениях может быть заменена длиной пробуренного участка 1., определяемой по диаграмме пли по длине спущенных B скважину бурильных труб. Тогда приемники будут располагаться в вершинах квадр!TH и число уравнений системы понизится до четырех. При этом относительная погрсH 1нгсть в определении величины отклонения «НаН»утальных углов будет незна 1нтельной и намного меньше единицы. (Лбсол1отная погрешность в определении величин отклонения будет порядка аа/Е„для азимутальных углов— порядка а/1.). Совместная обработка результатов 1р и ЛА позволяет повысить точность снятия показания и исключает погрешности при применяемом разностном сопоставлении регистрируемых параметров. Перспективным является применение данного способа определения искривления ствола скважины при бурении скважины:1,.1 морс (что является невозможным для прототипа, где необходимо устаназливать на поверхности моря не менее четырех мощных генераторов упругих импульсов) — в данном случае сейсмоприемники располагаются на поверхности моря вокруг основания буровой скважины в виде плавающей косы. Предмет изобретения Способ определения искривления буровой скважины путем измерения параметров акустических сигналов, например, с помощью сейсмопрпемников, отличающийся тем, что, с целью обеспечения непрерывности и повышения точности определения искривления ствола скважины в процессе бурения, сейсмоприемники располагают вокрут устья скважины на расстоянии друг от друга меньшем, чем преобладающая длина волны упругих колебаний. и измеряют амплитудно-фазовые характсриcTHIcH 1 пру гHx. К01с63ННН, возн14каю щих о > вращения долота, причем регистрацп:о сигналов производят в диапазоне частот, совпадающем с частотой колебаний, возникающих от вращения долота, затем по изменению разности фаз и разностей амплитуд, записанных в функции глубины, определяют степень кривизны ствола скважины.
