Информационно-измерительная система контроля расстояния между стволами скважин при кустовом бурении тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.16, кандидат наук Архипов, Алексей Игоревич

• Архипов, Алексей Игоревич
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Архипов, Алексей Игоревич

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ И МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ СКВАЖИНАМИ

1.1. Область применения наклонно-направленного и горизонтального бурения

1.2. Информационно-измерительные системы, применяемые при строительстве скважин

1.2.1. инклпнометрические информационно-измерительные системы

1.2.2. Информационно-измерительные системы электромагнитного обнаружения стволов нефтегазовых скважин

1.3. Комплексный подход контроля траектории ствола скважины

1.4. Цели и задачи исследования

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ ДЛЯ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗАБОЙНОЙ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ В ГОРНОЙ ПОРОДЕ

2.1. Математические модели электромагнитного поля в массиве горных пород

2.2. Обоснование использования электромагнитного поля забойной телеметрической системы для контроля расстояния между стволами скважин

2.3. Разработка численной модели распространения сигнала ЗТС в горной породе

2.4. Разработка программы для проведения матемач ических экспериментов

2.5. Основные результаты и выводы

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И СКВАЖИННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПО ФОРМИРОВАНИЮ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗАБОЙНОЙ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

3.1. Результаты математического моделирования формированию электромагнитного поля вокруг бурильной колонны с забойной телеметрической системы с электромагнитным каналом связи

3.2. Описание методики проведения скважинных экспериментов на нефтяных месторождениях Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции

3.3. Результаты скважипных экспериментов на нефтяных месторождениях Западносибирской нефтегазоносной провинции

3.4. Основные результаты и выводы

ГЛАВА 4. АЛГОРИТМ, СТРУКТУРА И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ СТВОЛАМИ СКВАЖИН ПРИ КУСТОВОМ БУРЕНИИ

4.1. Разработка алгоритма работы информацонно-измерительпой системы контроля расстояния между стволами скважин при кустовом бурении

4.2. Разработка структурной схемы информацонно-измерительнои системы контроля расстояния между стволами скважин при кустовом бурении

4.3. Требования к компонентной электронной базе информационно-измерительной системы контроля расстояния между стволами скважин в процессе бурения

4.4. Перспективы применения геонавигационных комплексов при кустовом и многозабойном бурении

4.5. Основные результаты и выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ТАБЛИЦА ЗНАЧЕНИЙ РАССТОЯНИЙ МЕЖДУ СКВАЖИНАМИ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ПРОТОКОЛ ЗАСЕДАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОВЕТА ОО ЗСФ «БКЕ»

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. АКТ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РАБОТ НА 521 СКВАЖИНЕ 336 КУСТА ЮЖНО-ЯГУНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 4. АКТ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РАБОТ

ПРИЛОЖЕНИЕ 5. АКТ О ВНЕДРЕНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ НА ПРЕДПРИЯТИИ ЗАО НПП «САМАРСКИЕ ГОРИЗОНТЫ»

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Информационно-измерительная система контроля расстояния между стволами скважин при кустовом бурении»

Введение

Информационно-измерительные системы (ИИС), как совокупность технических элементов, объединенных для измерения, диагностики и идентификации, получили широкое распространение в нефтегазовой отрасли.

Контроль технологических параметров нефтегазового производства, в том числе и при разработке нефтегазовых месторождений, обеспечивает соблюдение проектных требований, норм экологической безопасности, правил охраны недр, предупреждение аварийных ситуаций. Это становится особенно актуально в связи с ухудшением условий нефтегазодобычи. Нефтегазовые предприятия вынуждены разрабатывать месторождения с трудноизвлекаемыми запасами жидких и газообразных углеводородов, на шельфах морей, территории Крайнего Севера, высоковязкие нефти баженовской свиты, низкорентабельные разобщенные месторождения.

Решение поставленных задач невозможно без кустового бурения, зарезки боковых стволов, строительства наклонных, горизонтальных, многозабойных, двухустьевых скважин, скважин сложной пространственной архитектуры. Интенсификация буровых работ на старых месторождениях, ограниченные площадки при строительстве скважин на болотистой местности или с морских платформ приводят к увеличению количества скважин на кустовой площадке, плотности сетки разработки месторождения. Поэтому обеспечение контроля траектории ствола скважины (ТСС) является первоочередной задачей.

Контроль ТСС традиционно осуществляют инклинометрическими ИИС, повсеместно отмечается тенденция перехода от измерений на кабеле к измерениям в процессе бурения. Так называемые MWD-системы (Measurement while drilling - измерение в процессе бурения) совмещаются с системами каротажа в процессе бурения (LWD - logging while drilling - каротаж в процессе бурения). Подобные системы можно объединить единым термином - забойные телеметрические системы (ЗТС).

ЗТС интегрируются с роторными управляемыми системами (РУС) и со станциями геолого-технологических исследований (ГТИ) в геонавигационный комплекс, что дает ряд преимуществ: оперативность принятия решения по управлению ТСС, изучение свойств горных пород в отсутствие загрязнения буровым раствором, контроль сближения компоновки низа бурильной колонны (КНБК) к кровле и подошве продуктивного пласта, особенно при бурении горизонтальных стволов. Перспективным направлением в создании геонавигационного комплекса является разработка систем контроля расстояния между стволами скважин наподобие аналогичных систем в авиации, судоходстве и космической отрасли, т.к. это позволит предотвращать пересечение стволов скважин при кустовом бурении, контролировать траектории боковых стволов в многозабойных скважинах, осуществлять стыковку скважин при двухустьевом бурении и ликвидировать открытые нефтегазовые фонтаны бурением специальной скважины. Задача предотвращения пересечения стволов скважин при кустовом бурении, как и точного наведения забоя одной скважины на ствол другой является сложной, с точки зрения технологии геонавигации, обеспечения измерительной информацией в режиме реального времени.

Таким образом, разработка ИИС контроля расстояния между стволами скважин в процессе бурения является одним из наиболее перспективных направлений развития контрольно-измерительной аппаратуры при бурении скважин, чем обосновывается актуальность диссертационных исследований.

Целью работы является разработка информационно-измерительной системы, определяющей расстояние между стволами скважин на основе измерения разности электрических потенциалов между устьями скважин при кустовом бурении с применением забойных телеметрических систем с электромагнитным каналом связи. Основные задачи работы: 1. Анализ теоретических и промышленных разработок, материалов практического применения программно-аппаратных средств контроля расстояния между стволами скважин при кустовом бурении.

2. Разработка программы для математического моделирования электромагнитного поля, создаваемого забойным модулем телеметрической системы в процессе бурения, и анализ влияния на него обсадной колонны пробуренной скважины.

3. Создание установки физического моделирования ИИС, способной определять расстояние между стволами скважин при сближении забойного модуля телеметрической системы с электромагнитным каналом связи бурящейся скважины к обсадной колонне пробуренной скважины, и разработка программы скважинных экспериментов на нефтяных месторождениях Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции.

4. Проведение комплекса измерений и обработка полученных данных на скважинах нефтяных месторождений для определения параметров принимаемого на поверхности сигнала забойной телеметрической системы с электромагнитным каналом связи.

5. Разработка ИИС контроля расстояния между стволами скважин при кустовом бурении и ее математического обеспечения.

Научная новизна диссертационной работы:

1. Разработан алгоритм применения метода объемных интегральных уравнений для построения численной модели электромагнитного поля ЗТС с электромагнитным каналом связи (ЭМКС).

2. Разработана база данных, позволяющая определять расстояние между забоем бурящейся скважины и стволом пробуренной скважины па основании электрических и геометрических параметров скважин и горных пород.

3. Разработана информационно-измерительная система, определяющей расстояние между стволами скважин на основе измерения разности электрических потенциалов между устьями скважин при кустовом бурении с применением ЗТС с ЭМКС.

4. Создана установка для физического моделирования измерительных процессов сближения скважин в процессе бурения.

5. Определена зависимость параметров принимаемого на поверхности сигнала ЗТС с ЭМКС от расстояния между стволами скважин с учетом геологического разреза. Практическая значимость. Полученные в диссертации результаты используются на предприятиях по производству геонавигационного оборудования и сервисных предприятиях по телеметрическому сопровождению строительства наклонно-направленных скважин на суше и на море, в т.ч. для предотвращения пересечения стволов при кустовом бурении.

Работа реализована в Научно-производственном предприятии «Самарские горизонты», о чем свидетельствует соответствующий акт промышленного внедрения.

Материалы диссертации используются в учебном процессе РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина при чтении курсов лекций по дисциплинам «Информационные технологии в бурении», «Геонавигация в бурении» и проведении практических занятий на геонавигационных стендах.

Методы исследований. В диссертационной работе использованы теории электромагнитных явлений и технологии бурешш нефтяных и газовых скважин, применены методы дифференциального и интегрального исчисления, линейной алгебры, аналитической геометрии, математической статистики, теории сигналов, синтеза и анализа информационно-измерительных систем. Стендовые исследования проводились в лаборатории Геонавигации и интеллектуальных скважшшых систем Научно-исследовательского института буровых технологий при кафедре бурения нефтяных и газовых скважин РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина. Скважшшые эксперимента проводились на скважинах месторождений Открытого акционерного общества Территориального производственного предприятия «ЛУКоГш-Когалымпефтегаз». Для вывода зависимостей, реализации алгоритмов и проведения численного моделирования, обработки промысловых экспериментов использован программный продукт МаНаЬ. Защищаемые положения 1. ИИС контроля расстояния между стволами скважин при кустовом бурении и установка для физического моделирования измерительных процессов при сближении скважин в процессе бурения.

2. Программа, позволяющая рассчитать электромагнитное поле забойной телеметрической системы с электромагнитным каналом связи с учетом электрических и геометршеских параметровскважин и горных пород.

3. Результаты математического моделирования и промысловых экспериментов по установлению зависимости параметров принимаемого на поверхности сигнала ЗТС с ЭМКС от глубины, расстояния между стволами скважин с учетом геологического разреза.

Достоверность научных выводов подтверждается следующими факторами:

1. Практическими расчетами на основе существующего метода объемных интегральных уравнений.

2. Сопоставлением результатов математического моделирования с результатами скважинных экспериментов.

3. Докладами и обсуждениями работы на семинарах и конференциях.

4. Статьями в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК РФ.

5. Полученными патентами на изобретения и полезные модели. Апробация диссертационного исследования

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 62-й студенческой научной конференции «Нефть и газ 2008», Москва; У-м Международном семинаре «Горизонтальные скважины», Москва, 2008 г.; Международной конференции и выставке к 60-летию ВНИИГАЗа, Москва, 2008 г.; 63-й студенческой научной конференции «Нефть и газ 2009», Москва; Международной выставке «Нефть и газ»/МЮСЕ-2009, Москва; Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи НТТМ-2009, Москва; 9-й Международной конференции и выставки по освоению ресурсов нефти и газа российской Арктики и континентального шельфа 11А0/С1880РР8Н011Е 2009, Санкт-Петербург; 64-й международной студенческой научной конференции «Нефть и газ 2010», Москва; 8-й Всероссийской конференции молодых ученых, специалистов и студентов «Новые технологии в

газовой промышленности», Москва, 2009 г.; VIII Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России», Москва, 2010 г.; OIL&GASHORIZONS 2010, Москва; Московском международном Салоне изобретении и инновационных технологий «Архимед 2010»; Девятой Всероссийской конференции молодых ученых, специалистов и студентов «Новые технологии в газовой промышленности», Москва, 2011 г.; Московском международном Салоне изобретений и инновационных технологий «Архимед 2011»; Московском международном Салопе изобретений и инновационных технологий «Архимед 2012»; I Международной научно-практической конференция «Интеллектуальное месторождение: мировой опыт и современные технологии» ИНМЕСТОР-2012, Москва; IX Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России», Москва, 2012 г.; Межрегиональной научно-технической конференции «Актуальные проблемы разработки нефтяных месторождений», Ухта, 2012 г.; II Международной конференции «Интеллектуальное месторождение: мировая практика и современные технологии», Москва, 2013 г.; 34th Progress In Electromagnetic Research Symposium PIERS-2013, Стокгольм, Швеция, 2013 г.; X Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России», Москва, 2014г.

Результаты, полученные в диссертационной работе, докладывались и обсуждались на научно- и производственно-технических семинарах и совещаниях Открытого акционерного общества «Научно-исследовательский и проектный центр газонефтяных технологий», Закрытого акционерного общества научно-производственного предприятия «Самарские горизонты», на кафедрах Бурения нефтяных и газовых скважин, Информационно-измерительных систем, Физики РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина. Работа удостоена Премии имени академика И.М. Губкина (2010), отмечена дипломами победителя 1 тура Всероссийского конкурса «Инженер года» (2009, 2010), стипендией им. Э.И. Тагиева (2010), стипендией Правительства РФ для аспирантов (2012), бронзовой,

золотой и серебряной медалями Московских международных Салонов изобретений и инновационных технологий «Архимед», сертификатом качества компании «Schlumberger» за выдающуюся производительность и длительный вклад в научную и образовательную деятельность (2012), за высокий вклад в развитие изобретательства (2013).

Публикации

По теме диссертации автором и в соавторстве опубликовано 19 печатных работы, в том числе в изданиях, рекомендованных ВАК - 4, патентов на изобретения и полезные модели - 4.

Объем и структура работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Объем диссертации составляет 138 страниц вместе с приложениями и включает список литературы из 91 наименований, 37 рисунков и 10 таблиц.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю д.т.н., профессору Кульчицкому Валерию Владимировичу.

Автор выражает признательность д.т.н. Огапову A.C., д.т.н. Ангелопуло O.K., д.т.н. Ермолкину О.В., д.т.н. Калинину А.Г., д.т.н. Браго E.H. за методическую поддержку, д.т.н. Моисееико A.C., , к.ф.-м.н. Фастовец И.О. за помощь в обработке экспериментальных данных, д.ф.-м.н. Александрову П.Н., к.ф.-м.н. Пятаковой З.А. за помощь в создании математической модели, к.т.и. Иткину В.Ю., к.т.н. Ларионову A.C. за ценные советы при подготовке диссертации, старшему инженеру лаборатории Геонавигации и интеллектуальных скважинных систем Научно-исследовательского института буровых технологий РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина Мажарову А.И. и инженеру отдела наклонно-направленного бурения и инклинометрии Западно-Сибирского филиала «Буровой компании «Евразия» Зуеву П.Ю. за деятельное участие в подготовке и проведении модельных и скважинных экспериментов, а также всем, кто помогал в ходе написания работы.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ И МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ

СКВАЖИНАМИ

1.1. Область применения наклонно-направленного и горизонтального

Траектория ствола скважины (ТСС) может быть задана системой аналитических уравнений или массивом данных, включающим в себя координаты точек. В практике бурения распространение получил второй способ, что обусловлено дискретностью измерений при строительстве скважин. Координаты каждой точки определяются глубиной по стволу скважины Ь, зенитным углом а («угол между касательной к оси ствол в точке замера и проекцией касательной на вертикальную плоскость» [1]) и азимутальным углом р («угол между направлением начала отсчета и проекцией на горизонтальную плоскость касательной к оси ствола в точке замера» [1]) (Рисунок 1.1). Еще одним важным параметром является угол положения кривого переводника у, от положения которого зависит траектория дальнейшего бурения.

бурения

> X (север)

г

Рисунок 1.1. Параметры траектории ствола скважины

Для комплексного контроля траектории необходимо определять также глубину по вертикали, интенсивность искривления ствола скважины, отклонение от вертикали,

глубину зарезки бокового ствола, смещение скважины по осям «север-юг» и «запад-восток». Кроме того, в кустовом бурении важно знать направление движения станка (НДС), расстояние между устьями скважин, расстояние от долота бурящейся скважины до соседних скважин и др.

В [2, 3] указываются методы перевода измеренных данных в Декартову систему координат. В частности, можно воспользоваться следующими формулами:

*/ = + (а - 4-, )sin cos ıı

• Л +(4-¿J sin^LsinA^L (1.1)

/ _ r \ a, + a.. z, = + (£, - L,_x )cos ' 2 -'

Здесь xi, yi, z, и д"._|, y,_j, zM - координаты точек / и /-1 соответственно в Декартовой системе координат, L,, - глубина по стволу точек /и /-1 соответственно, а,, - зенитные углы в точках / и /-1 соответственно, Д, - и азимутальные. Система уравнений (1.1) верна, если направление на север совпадает с осью ОХ.

В этом случае для оценки расстояния между скважинами можно воспользоваться следующей формулой:

W = min^(x„-x2j) +0'„ +{zu-zjy (1.2)

где .v„ , уи, zu — координаты точек первой скважины, x2J, y2j, z2j - координаты

точек второй скважины.

«Идею бурить горизонтальные стволы (горизонтальные скважины) высказал проф. B.C. Владиславлев еще в 1941 г. (СССР)» [4].

В 50-60-ые года развитием теории наклонно-направленного бурения занимались Лубинский А., Боярко Ю.Л., Брентли Д., Броневской В.А., Бронзов A.C., Вартыкян В.Г., Воздвиженский Б.И., Вудс Г., Грибский H.A., Григорян A.M., Гулизаде М.П., Зиненко В.П., Кайзер А.О., Калинин А.Г., Кармальский Г.К., Колесников А.Е., Копылов В.Е., Кулиев И.П., Лиманов Е.Л., Михалкевич Ю.Л., Морозов Ю.Т., Павлюченко С.А., Рожков В.П., Спиридонов Б.И., Сулакшин С.С.,

Султанов Б.З., Страбыкин И.II., Шитихин В.В., Юдоборовский И.М., Юшков A.C. и др. [1, 5, 6, 7].

«Были внедрены методы двух-, трехствольного и кустового бурения. Увеличение глубин бурения и открытие крупных газовых месторождений с аномально высоким пластовым давлением значительно усложнили процесс проходки разведочных скважин. В связи с этим, а также из-за нарушений технологии бурения были случаи открытых газовых фонтанов. У значительной части открыто фонтанирующих скважин разрушались или разъедались устьевая арматура, газ прорывался за колоннами, образуя грнфоны и большие кратеры вместо устья.

Ликвидация таких фонтанов становилась возможной только путем воздействия через специальные противофонтанные наклонные скважины, забои которых на большой глубине должны сблизиться со стволом фонтанирующей скважины» [8, 9].

В настоящее время не представляется возможным найти нефтяные или газовые промыслы, где бы ни бурились наклонные скважины. Большие перспективы применения наклонного бурения и всех разновидностей этого метода появляются с открытием новых нефтяных и газовых месторождений в Сибири, Средней Азии, Каспийском море и шельфе Арктики.

Наряду с наклонным стали развиваться многоствольное, многозабойное и горизонтальное бурение. Многоствольное (кустовое) бурение освещено в работах Тагиева Э.И., Залкина С.Л., Межлумова O.A., Геймана М.А. и др., многозабойное и горизонтальное - Григоряна A.M., Брагина В.А. и других [1].

Большой вклад в развитие теории, а также техники и технологий управления траекторией стволов скважины внесли Оганов A.C., Кульчицкий В.В., Калинин А.Г., Нескромных В.В., Никитин Б.А. и др.

Подводя итог вышесказанному, можно отметить, что в качестве областей применения наклонно-направленных и горизонтальных скважин можно выделить кустовое бурение, бурение под недоступным объектом; бурение под соляные купола; зарезка второго ствола над местом аварии; избежание бурения через

разлом; бурение с суши на шельфе морей; бурение с морских платформ; ликвидация открытых фонтанов; горизонтальное бурение; скважины с большим отходом; многоствольное бурение; скважины с большим, средним и коротким радиусом искривления.

Необходимо отметить тенденцию развития технология строительства скважин сложной пространственной архитектуры для разработки газогидратных залежей, месторождений высоковязких нефтей и битумов, труднодоступных залежей шельфа и др. [9, 10, 11] В частности, в работах [8, 12, 13, 14] рассматриваются вопросы строительства многозабойных, многоствольных скважин, скважин с отдаленным забоем, а также математические методы оптимизации ТСС, ее управления и технические системы контроля и передачи информации с забоя скважины на поверхность в процессе бурения. Происходит интеграция информационно-измерительных и управляющих систем в компоновки низа бурильных колонн. Новые подходы к разработке нефтегазовых месторождений диктуют условия для пересмотра методов проектирования скважиппой и наземной аппаратуры, конструкции скважин, узлов и механизмов бурового и добычного оборудования.

При бурении верхних интервалов горных пород кустовым способом одной из сложных задач является предупреждение пересечения стволов скважин. Так по данным БК «Евразия», подобные аварии происходят с частотой 2-3 случая на 1 ООО скважин. К числу последствий такого рода аварий можно отнести открытый фонтан, загрязнение окружающей среды, порча бурового оборудования и бурильного инструмента, простой и/или потеря добывающей скважины, человеческие жертвы. Большой экономический и экологический ущерб от подобных аварий требует повышение надежности работы информационно-измерительной системы по контролю расстояния между скважинами. Этому препятствует накапливающаяся с ростом глубины ошибка определения координат забоя скважины даже при использовании точных первичных измерительных преобразователей, ограничение в скорости передачи данных существующих

каналов связи забой-устье и скважинпой аппаратуры, высокая скорость бурения, низкая достоверность данных инклинометрии соседних скважин старого фонда.

Разрабатываемые ИИС должны выдерживать сложные условия работы, накладываемые технологией строительства скважин: ограничения по габаритам скважиппых модулей, большие температуры и вибрации, воздействие бурового раствора в совокупности с абразивным износом. Все это позволяет сформулировать новые требования, предъявляемые к новому поколения геонавигационных комплексов: высокая скорость измерения координат забоя скважины с обязательной корректировкой на окружающие объекты (соседние скважины, пласты горных пород) и интеграция с наземной аппаратурой и подсистемой управления при сохранении работоспособности в агрессивной окружающей среде.

1.2. Информационно-измерительные системы, применяемые при

строительстве скважин

Объектами исследования для ИИС в нефтегазовой промышленности могут выступать горные породы, скважины, устьевое оборудование, системы трубопроводного транспорта, узлы нефте- и газоперерабатывающего оборудования. ИИС применяются для диагностики состояния объектов, контроля режима работы технологического оборудования и других задач.

На этапе строительства скважин применяются следующие ИИС:

- станции геолого-технологических исследований (ГТИ);

- забойные телеметрические системы;

- станции контроля цементирования (СКЦ);

- скважинные геофизические ИИС.

Станция ГТИ имеет в своей основе ИИС контроля технологических параметров режима бурения, дополненную специализированным оборудованием, аппаратурой, материалами и химическими реагентами для анализа шлама, керна и бурового раствора. Достаточно подробный анализ имеющихся разработок в этой

области приведен в источниках [15, 16, 17, 18, 19, 20]. Станция ГТИ - основной источник информации для строительства скважин, соблюдения проектных решений, требований нормативной документации и правил безопасности в нефтяной и газовой промышленности [21]. Последние разработанные станции ГТИ позволяют измерять и рассчитывать более 200 различных параметров, необходимых при бурении скважин.

ЗТС изначально создавались как средство контроля и передачи информации о ТСС с забоя на поверхность. В настоящее время они дополняются датчиками температуры, давления и вибрации на забое, частоте вращения вала забойного двигателя, а также с Ь\\ПЭ-системами, измеряющими свойства горных пород. Все чаще ЗТС объединяются в единый комплекс с роторными управляемыми системами (РУС) в качестве подсистемы измерений и модуля приемо-передатчика по каналу связи «забой-устье». ЗТС осуществляют передачу данных по кабельному, электромагнитному, гидравлическому, акустическому или комбинированному каналу связи в работах [12, 17, 18, 22, 23, 24, 25].

СКЦ - это аналог станции ГТИ, контролирующий лишь несколько технологических параметров при цементировании скважины. Современные СКЦ перестают существовать как обособленный комплекс и интегрируются в автоматизированную систему управления технологического процесса цементирования скважин.

Скважшшые геофизические ИИС решают большой круг задач по исследованию горных пород, контролю ТСС, определению качества цементирования, кавернометрии и дефектоскопии скважин и др. Скважиниые геофизические ИИС - это системы, передающие информацию по кабельному каналу связи, что является с одной стороны их преимуществом (высокая помехозащищенность и скорость передачи данных, возможность обратной связи и надежное обеспечение электроэнергией для питания скважинной аппаратуры), с другой стороны - их недостатком (т.к. для проведения исследования требуется остановка строительства скважины) [26, 27].

В качестве ИИС, применяемых при строительстве скважин можно также выделить отдельные подсистемы в комплексах регулятора подачи долота и элеватора (РПДЭ), верхнего силового привода (ВСП), систем жизнеобеспечения и управления морских буровых платформ и суден.

Контроль положения забоя скважины в пространстве может быть осуществлен с помощью инклинометрических ИИС, ИИС электромагнитного зондирования окружающего пространства и ИИС детектирования акустических колебаний долота.

1.2.1. Инклинометрические информационно-измерительные системы

Измерение параметров ТСС может осуществляться непрерывно непосредственно в процессе бурения (с помощью ЗТС), периодически при остановке бурения с помощью СГИИС, оперативно с помощью инклинометров с автономной регистрацией данных. По способу регистрации параметров можно выделить электронные, фотографические и механические инклинометры [28]. По принципу действия преобразователя перемещения выделяют следующие измерительные преобразователи: электроконтактные, резистивные, индуктивные, индукционные, фотоэлектрические, емкостные, гальваномагнитные, электронные, тензометрические, цифровые [29].

Погрешность всех видов преобразователей можно разделить на случайную и систематическую. Первый вид погрешности при прочих равных условиях существенно меньше влияет на неопределенность положения ствола скважины в пространстве. Систематическая погрешность суммируется из следующих факторов:

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Архипов, Алексей Игоревич, 2014 год

Список использованной литературы

1. Калинин, А. Г. Естественное и искусственное искривление скважин [Текст] / А. Г. Калинин, В. В. Кульчицкий. - Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2006. - 640 с.

2. Исаченко, В. X. Инклинометрия скважин [Текст] / В. X. Исаченко. - М.: Недра. 1987.-216 с.

3. Исаченко, В. X. Системы контроля за траекторией ствола скважины за рубежом. - Обзорная информация. Сер. «Бурение» [Текст] / В. X. Исаченко.

- М.: ВНИИОЭНГ, 1980. - 88 с.

4. Технология бурения глубоких скважин : учеб. пособие для вузов [Текст] / М. Р. Мавлютов, Л. А. Алексеев, К. И. Вдовин и [др.] / Ред. М.Р. Мавлютов. -М.: Недра, 1982.-287 с.

5. Нескромных, В. В. Направленное бурение [Текст] : учебн. пособие / В. В. Нескромных, А. Г. Калинин / Ред. Калинин А.Г. - М.: Изд. ЦентрЛитНефтеГаз. -2008. - 384 с.

6. Бронзов, А. С. Бурение наклонных скважин [Текст] / А. С. Бронзов, А. П. Смирнов - Ленинград: Гостоптехиздат, 1958. - 168 с.

7. Вудс, Г. Искривление скважин при бурении [Текст] / Г. Вудс, А. Лубинский

- М.: Гостоптехиздат, 1960. - 161 с.

8. Григорян, А. М. Вскрытие пластов многозабойными и горизонтальными скважинами [Текст] / А. М. Григорян - М.: Недра, 1968. - 187 с.

9. Создание и промышленное внедрение комплекса технологий разработки месторождений сверхвязких нефтей [Текст] / Ш. Ф. Тахаутдинов, Н. Г. Ибрагимов, Р. С. Хисамов и [др.] ; АН РТ. - Казань: Изд-во «Фэи», 2011. -189 с.

Ю.Студенский, М. Н. Разработка и внедрение технологии строительства горизонтальных скважин на битумные отложения с выводом забоя на дневную поверхность [Текст] : дне. ... канд. техн. наук : 25.00.15 / М. Н. Студенский. - Альметьевск: ООО «Татнефть-Бурение», 2006. - 162 с.

П.Козлов, А. В. Разработка технологии управления траекторией горизонтального ствола при строительстве скважин в акватории Черного моря [Текст] : дис. ... канд. техн. наук: 25.00.14 / А. В. Козлов. - М., 2001.180 с.

12.Кульчицкий, В. В. Геонавигация скважин [Текст] : учеб. пособие / В. В. Кульчицкий [и др.]. - М.: МАКС Пресс 2008.-312 с.

13.Ларионов, А. С. Разработка методики и прикладных средств для оптимизации и контроля размещения скважин в нефтегазовых пластах [Текст] : дис. ... канд. техн. наук : 05.13.18 / A.C. Ларионов - М.: РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2006. - 162 с.

14.Пат. РФ на изобретение 2451150 Российская Федерация, МПК8, Е21В7/08, Е21В43/10, Е21В47/02. Способ строительства многозабойных скважин [Текст] / В. В. Кульчицкий, А. И. Архипов [и др.] ; заявитель и патентообладатель РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина. № 2010146341/03; заявл. 13.11.2010 ; опубл. 20.05.2012.

15.Кульчицкий, В. В. АРМ бурового супервайзера. Применение технических средств контроля процессов бурения нефтегазовых скважин [Текст] / В. В. Кульчицкий, А. С. Ларионов, А. И. Архипов, М.: Издательский центр РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2010.-151 с.

16.Лукьянов, Э. И. Геолого-технологические и геофизические исследования в процессе бурения [Текст] / Э. И. Лукьянов. - Новосибирск: Издательский Дом «Историческое наследие Сибири», 2009. - 752 с.

17. Лукьянов, Э. И. Информационно-измерительные системы геолого-технологических и геофизических исследований в процессе бурения. [Текст] / Э. И. Лукьянов. - Новосибирск: Издательский Дом «Историческое наследие Сибири», 2010. - 816 с.

18.Лукьянов, Э. Е. Геолого-технологические исследования в процессе бурения [Текст] / Э. Е. Лукьянов, В. В. Стрельченко. - М. Нефть и газ, 1997. - 688 с.

19. Левицкий, А. 3. Геолого-технологические исследования на стадии заканчивать скважин / [Текст] : учеб. пособие / А. 3. Левицкий. - М.: РГУ им. И.М. Губкина, 2005. - 75 с.

20.Левицкий, А. 3. Использование геолого-технологической информации в бурении [Текст] : учеб. пособие / А. 3. Левицкий. - М.: Недра, 1992 - 176 с.

21.Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности» [Текст] / Серия 08. Выпуск 19. — М.: ЗАО «Научно-технический центр исследований проблем промышленной безопасности», 2013. - 288 с.

22.Молчанов, А. А. Бескабельные измерительные системы для исследований нефтегазовых скважин (теория и практика) [Текст] / А. А. Молчанов, Г. С. Абрамов ; ред. А. А. Молчанов. - М.: ОАО «ВНИИОЭНГ», 2004. - 516 с.

23.Акбулатов, Т. О. Телеметрические системы в бурении [Текст] : учеб. пособие / Т. О. Акбулатов, Л. М. Левинсон, В. X. Самигуллин, М. Р. Мавлютов. - Уфа: УГНТУ, 2000. - 67 с.

24.Кульчицкий, В. В. Геонавигационные технологии проводки наклонно направленных и горизонтальных скважин [Текст] / В. В.Кульчицкий. - М.: ВНИИОЭНГ, 2000. - 347 с.

25.Скобло, В. 3. Реальные телесистемы: технология разработки от идеи до изделия [Текст] / В. 3. Скобло, А. Ю. Роияной. - М.: Новые технологии, 2008.- 375 с.

26.Широков, В. Н. Скважинные геофизические информационно-измерительные системы : учеб. пособие [Текст] / В. Н. Широков, Е. М. Митюшин [и др.]. - М.: Недра, 1996. - 317 с.

27.Сггрельченко, В. В. Геофизические исследования скважин [Текст] / В.В. Стрельченко. - М.: Макс-Пресс, 2008. - 551 с.

28.Миракян, В. И. Инклинометры с автономной регистрацией измеряемых данных: Монография [Текст] / В. И. Миракян, В. II. Щукин, В. А. Галустянц. - М.: ООО «Изд-во «НЕФТЬ и ГАЗ», 2007. - 140 с.

29.Шулаков, А. С. Автоматизированная систему управления бурением скважин со сложной траекторией на основе прогнозирующих моделей [Текст] : дис.... канд. техн. наук: 05.13.06 Уфа: УГАТУ, 2005. - 211 с.

30.Повалихин, А. С. Бурение наклонных, горизонтальных и многозабойных скважин [Текст] / А. С. Повалихин, А. Г. Калинин [и др.] ; ред. Калинин А.Г. - М.: Изд. ЦентрЛитНефтеГаз, 2011. - 647 с.

31. Wolff, С. J. М. Borehole Position Uncertainty - Analysis of Measuring Methods and Derivation of Systematic Error Model [Электронный ресурс] / С. J. M. Wolff, J. P. de Wardt. / 1981. SPE Journal of Petroleum Technology 33 (12): 2338-2350. SPE-9223-PA. http://dx.doi.org/10.2118/9223-PA.

32.Patent №6736221, US. Method for estimating a position of a wellbore [Текст] / С. R. Chia , D. Lee, W. J. Philips. Filed: December 21, 2001.

33.Иткин, В. IO. Проектирование траекторий горизонтальных скважин при кустовом бурении [Текст] : дис. ... канд. техн. наук: 05.13.18 / В.Ю. Иткин. -М.: РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, - 146 с.

34.Абдурахманов, М. Г. Автоматическое управление траекторией ствола горизонтальной скважины [Текст] / М. Г. Абдурахманов // Сборник научных трудов Башкирского государственного научно-исследовательского и проектного института нефтяной промышленности. Уфа.: БашГНИиПИНП - 1992.-№86-С.20-26.

35.Аузин, А. А.. Современная технология проектирования и построения траекторий скважин наклонно-направленного бурения [Текст] / А. А. Аузин, В. В. Глазнев // Вестник Воронежского государственного университета. Геология. -2000, - №3. - С. 21-24.

36.Бастриков, С. II. Автоматизация проектирования строительства наклонно-направленных скважин [Текст] / С. П. Бастриков [и др.] - М.: ВНИИОЭНГ, 1991.-31 с.

37.Ивашев, В. К. Информационная технология обеспечения проводки горизонтально направленных скважин [Текст] / В. К. Ивашев, Д. Н. Плавский, А. Г. Архипов // 5-й Международный симпозиум по бурению

скважин в осложненных условиях, Санкт-Петербург, 11-15 июля 2001: тезисы докладов. СПб: СПбТГИ, 2001, - С.46-47.

38.Алимбеков, Р. И. Компьютеризированные технологии управления наклонно-направленным бурением скважин [Текст] / Р. И. Алимбеков, В. И. Васильев [и др.] // Нефтяное хозяйство. - 2000. -№12 - С. 120-122.

39.Басарыгии, Ю. М. Программа расчета расстояний между стволами скважин [Текст] / Ю. М. Басарыгин, В. Ф. Будников [и др.] // Третий международный

, семинар «Горизонтальные скважины», 29-30 ноября 2000. Тезисы докладов. - М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2000. - С.25-26.

40.Сушон, JI. Я. Система автоматизации проектирования строительства скважин на нефтяных месторождениях Западной Сибири [Текст] / JI. Я. Сушон, 3. П. Мельницер [и др.] // Тюмень: СибНИИНП, 1984 - 132 с.

41.Сушон, JI. Я. Исследование, разработка и внедрение в Западной Сибири системы проектирования забойных компоновок и профилей для бурения наклонных скважин : автореферат дис. ... д.т.н. : 25.00.15 [Текст] / Л. Я. Сушон. -М.: 1981.-25с.

42.Сушон, Л. Я. Опыт разработки и внедрения комплекса программ системы автоматизации проектирования строительства кустовых наклонных скважин в Главтюменьнефтегазе [Текст] / Л. Я. Сушон // М.: ВНИИОЭНГ, 1990. -87с.

43.Сушон, Л. Я. Пути совершенствования методики проектирования размещения устьев скважин, бурящихся с кустовых площадок на нефтяных месторождениях Западной Сибири [Текст] / Л. Я. Сушон, Г. II. Шешукова // Совершенствование технологии строительства скважин в Западной Сибири. Сборник научных трудов. - Тюмень, 1984. - С. 103-106.

44.Шадрин, Л. II. Проектирование строительства нефтяных и газовых скважин [Текст] / Л. II. Шадрин. - М.: Недра, 1987. - 269 с.

45.Долгопольский, А. ПО для бурения: перекресток тенденций [Текст] / А. Долгопольский // Нефть и Газ Евразия, №2 (февраль-март), 2003. - С.36-38.

46.Ропяной, А. 10. Влияние погрешности измерения телеметрических навигационных систем на допуск траектории ствола скважины [Текст] / А. Ю. Ропяиой, В. 3. Скобло // Бурение и нефть. - 2004. - №10. - С. 34-37.

47.Моисеенко, А. С. Информационно-измерительные системы промысловой геофизики. Конспект лекций. Часть I [Текст] / А. С. Моисеенко. М.: МИНХиГП имени И.М. Губкина, 1977. - 63 с.

48.Моисеенко, А. С. Информационно-измерительные системы. Конспект лекций. Часть II [Текст] / А. С. Моисеенко, А. В. Егорова М.: РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2007. - 185 с.

49.Информационно-измерительные системы для геофизических исследований скважин [Текст] : Труды МИПХиГП имени И.М. Губкина, вып. 188., (1984 ; М.) / под. ред. A.M. Мелик-Шахназарова. - М. : МИНХиГП имени И.М. Губкина, 1984.- 165 с.

50.Бодунов, С. Б. Математические модели и алгоритмы функционирования инклинометра забойной телеметрической системы на базе твердотельного волнового гироскопа [Текст] : дис. ... канд. техн. наук : 05.13.18, 05.13.03 / С. Б. Бодунов. - Челябинск, 2003. - 131 с.

51.Миловзоров, Д. Г. Информационно-измерительные системы контроля комплекса угловых параметров пространственной ориентации скважин и скважинпых объектов [Текст] : дис. ... канд. техн. наук: 05.13.16 / Д. Г. Миловзоров. - Ижевск, 2005. - 210 с.

52.Малюга, А. Г. Инклиномеры для исследования глубоких и сверхглубоких скважин [Текст] / А. Г. Малюга. Тверь: НТП «Фактор», 2002. - 520 с.

53.Малюга, А. Г. Инклинометры для исследования глубоких и сверхглубоких скважин [Текст] : дис. ... докт. техн. наук : 25.00.14 / А. Г. Малюга. - М., 2004. - 335 с.

54.Лутфуллин, Р. Р. Геонавигационные скважинные телеметрические системы на основе акселерометрических датчиков и маятниковых структур [Текст] : дис.... канд. техн. наук : 05.11.16 / Р. Р.Лутфуллин. - Ижевск, 2005. - 130 с.

55.Любимцев, А. И. Инклинометры на основе неподвижных датчиков (аппаратное и математическое обеспечение) [Текст] : дис. ... канд. техн. наук: 05.13.05 / А. И. Любимцев. - Уфа, 2004. - 193 с.

56ЛОшкин, II. П. Трагедия Кумжи и укрощение нефтегазовых катастроф [Текст] / Ы. П. Юшкин // Вестник Института геологии Коми НЦ УрО РАН. Сыктывкар: Геопринт, 2010. - № 6. - С. 2-5.

57.Информационные письма об открытых фонтанах и газонефтеводопроявлеииях, происшедших на предприятиях, обслуживаемых ФКУ АСФ [Электронный ресурс] / Сургут, «ЗападноСибирская противофонтаппая военизированная часть». - Режим доступа : http://www.oilfontan.ru/infoletter.html

58.Grace, R. D. Advanced blowout and well control [Текст] / R. D. Grace, B. Cudd, R. S. Carden, J. L. Shursen. - Houston, Texas: Gulf Publishing Company, 1994. -378 p.

59.Векслер, В. И. Индукционный метод исследования окрестностей буровых скважин [Текст] / В. И. Векслер. Труды института «ЦНИГРИ», выпуск 34. -М.: 1959. - 80 с.

60.Векслер, В. И. Методические рекомендации по электромагнитному наведению скважин с аппаратурой АПС-1 [Текст] / М-во цв. металлургии СССР ; Разраб. В. И. Векслер [и др.]. - М.: МЦМ СССР, 1989, - 74 с.

61.Поддерегии, Ю. Б. Опыт применения электромагнитного метода наведения скважин при ликвидации открытых газовых фонтанов [Текст] / 10. Б. Поддерегин. Труды ЦНИГРИ. Геофизические методы разведки. Выпуск 89. -М.: 1970.-220 с.

62.Ма11агу, С. R. Collision Avoidance Using a Single Wire Magnetic Ranging Technique at Milne Point, Alaska [Электронный ресурс] / С. R. Mallary, H. S. Williamson, R. Pitzer, J. Robertson. IADC/SPE 39389. Drilling Conference. Dallas, Texas 3-6 March 1998. - Режим доступа : https://www.onepetro.org/

63.Vail, W. B. Formation resistivity measurements through metal casing at the MWX-2 well in rifle, Colorado [Электронный ресурс] / W. В. Vail, S. T.

Momii, H. Haines, J. F. Jr. Gould, W. D. Kennedy. - SPWLA 36th Annual Logging Symposium, June 26-29,1995. - Режим доступа : https://www.onepetro.org

64.Jones, D. L. Improved magnetic model for determination of range and direction to a blowout well [Электронный ресурс] / D. L. Jones, G. L. Hoehn, A. F. Kuckes. - SPE Drilling Engineering, December 1987. - Режим доступа : https://www.onepetro.org

65.Grace, R. D. Operations at a deep relief well: the TXO Marshall [Электронный ресурс] / R. D. Grace, A. F. Kuckes, J. Branton. - 63rd Technical Conference and exhibition of SPE, Houston, TX, 1988. - Режим доступа : https://www.onepetro.org

66.Тагт, В. A. Use of new ranging tool to position a vertical well adjacent to a horizontal well [Электронный ресурс] / В. A. Tarr, A. F. Kuckes, M. V. Ac. -SPE Drilling Engineering, June 1992. - Режим доступа : https://www.onepetro.org

67.Lee, D. U-tube wells - connecting horizontal wells end to end case study: installation and well construction of the world's first U-tube well [Электронный ресурс] / D. Lee, F. Brandao. - IADC/SPE 92685. IADC/SPE Drilling Conference and exhibition Amsterdam, The Netherlands. 23-24 February 2005. -Режим доступа : https://www.onepetro.org/

68.Patent 20100256913 US Two coil guidance system for tracking boreholes [Текст]. Kuckes A. F. Application patent number. Issued: October 7, 2010.

69.Патент № 2342527, Российская Федерация. Определение геометрии стволов скважин внутри обсаженных скважин с помощью межскважинных электромагнитных измерений [Текст]. X. Элдад, Ж. Пинг, от 28.05.2004.

70.Патент № 2342527, Российская Федерация. Система предупреждения встречи стволов при кустовом бурении нефтяных и газовых скважин [Текст] / В. Н. Карандин, В. Г. Коротких, от 10.09.2004.

71.Патент № 2342527, Российская Федерация. Способ предупреждения встречи стволов при кустовом бурении нефтяных и газовых скважин [Текст] / В. М. Карандип, В. Г. Коротких, от 20.07.2004.

72.Evensen, К. Relief Well Drilling Using Surface Seismic While Drilling well [Электронный ресурс] / К. Evensen, S. Sangesland, S. E. Johansen, E. B. Raknes, B. Arntsen. IADC/SPE 167994. IADC/SPE Drilling Conference and exhibition Fort Worth, TX, USA, 4-6 March 2014. - Режим доступа : https://www.onepetro.org

73.Шишкин, О. П. К теории гальванического канала связи с забоем на переменном токе [Текст] / О. П. Шишкин, Б. А. Грачев // Изв. вузов. Нефть и газ. - 1962. - №7. - С.93-96.

74.Шишкин, О. П. О возможностях канала связи с забоем на переменном [Текст] / О.П. Шишкин, Б. А. Грачев // Изв. вузов. Нефть и газ. - 1962. - №6. - С.87-93.

75.Кузнецов, Г. М. К вопросу повышения дальности действия канала связи по бурильным трубам [Текст] / Г. М. Кузнецов. - В кн.: Автоматизированная система управления буровыми работами, вып. 2 Грозный, 1974. - С. 56-59.

76.Кузнецов, Г. М. Взаимосвязь инфранизкочастотных помех механического, гидравлического, гальванического каналов связи [Текст] / Г. М. Кузнецов, Б. А. Грачев, О. В. Пилюцкий. - В кн.: Автоматизация в нефтедобывающей промышленности, вып. 4, Грозный, 1974. - С. 61-78.

77.Кузнецов, Г. М. Некоторые пути передачи информации с забоя скважины по беспроводному электрическому каналу связи [Текст] / Г.М. Кузнецов, И.И. Рабин, К. А. Парфенов. - В кн.: Автоматизация в нефтегазодобывающей промышленности, вып. 3, Грозный, 1974. - С. 62-78.

78.Соколов, Ю. Н.. О возможностях радиопрофилирования при поисках и разведке рудных тел, расположенных в стороне от скважины [Текст] / 10. IT. Соколов, С. М. Скорняков, С. А. Михайлова. Геофизические методы разведки, труды ЦНИГРИ, вып. 89. - М.: 1970. - 218 с.

79.Скорняков, С. М. Характер аномалий при подземномрадиопрофилировашш вдоль проводящих пластов (по данным физического моделирования) [Текст] / С. М. Скорняков. Геофизические методы разведки, труды ЦНИГРИ, выпуск 89. - М.: 1970. - 218 с.

80.Бондаренко, В. М. Геофизические исследования урановых месторождений методом радиоволнового просвечивания [Текст] / В. М. Бондаренко, И. Д. Коваленко, А.Г. Тархов. Изв. ВУЗ, Геология и разведка, 1962. - №2.

81.Грачев, А. А. О характере аномалий при радиоволновых измерениях в одиночных выработках и скважинах [Текст] / А. А. Грачев Геофизические методы разведки, труды ЦНИГРИ, выпуск 89, М.: 1970. - 218 с.

82.Астраханцев, Ю. Г. Применение скважинной магниторазведки при стыковке стволов специальной наклонно-направленной и аварийной скважин [Текст] / 10. Г. Астраханцев, В. Н. Пономарев, П. П. Смолин. -Нефтяное хозяйство, 1988. - №10. - С. 19-21.

83.Молчанов, А. А. Геофизические исследования горизонтальных нефтегазовых скважин [Текст] / А. А. Молчанов, Э. Е. Лукьянов, В. А. Рапин. - С.-Петербург: Международная академия наук экологии, безопасности и природы (МАНЭБ), 2001. - 298 с.

84.Кормильцев, В. В. Электроразведка методом заряда [Текст] / В. В. Кормильцев, В. Д. Семенов. -М.: Недра, 1987.-218 с.

85.Патент № 2273732 Российская Федерация, МПК Е21И47/12. Способ приёма/передачи геофизической информации во время бурения по беспроводному электромагнитному каналу связи с забоя на дневную поверхность [Текст] / В. С. Степной. № 2004115313/03; завл. 21.05.2004; опубл. 10.04.2006. - Бюл. - №10. - 8 с.

86.Степной, В. С. Безгенераторный способ передачи данных забойной телеметрии [Текст] / В. С. Степной. Доклады ТУСУРа, № 2 (22), часть 2, декабрь 2010. Томск: ТУ СУР, 2010, С. 29-31

87.Дахнов, В. Н. Промысловая геофизика [Текст] / В.Н. Дахнов. - М.: Недра, 1958.-692 с.

88.Александров, П. Н. Объемные интегральные уравнения для бианизотропных сред [Текст] / П. Н. Александров // Недра Поволжья и Прикаспия, НВНИИГГ. - 2013. - вып. 75. - С. 54-62.

89.Кеворкянц, С. С. К определению тензорных функций Грина электродинамической задачи слоисто-анизотропной среды [Текст] / С. С. Кеворкянц // Физика Земли. - 2000. - № 10. - С. 84-92.

90.Светов, Б. С. Теория, методика и интерпретация материалов низкочастотной электроразведки [Текст] . - М.: Недра, 1973. - 254 с.

91.Кульчицкий, В. В. Геонавигация интеллектуальных многозабойных горизонтальных кибер-скважин [Текст] / В. В. Кульчицкий, А. И. Архипов // Научно-технический журнал Инженер-нефтяник. -2011.-№1.-С. 20-24.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Таблица значений расстояний между скважинами для различных значений геометрических и электрических параметров

Таблица П1.1 - База данных расстояний между стволами скважин для различных параметров

I,, м /2, 710м шах а2, ° шах/?, ° с1, м р, Омм 1С , м и,В

50 1 10 0 5 10000 0,893592 0,000336

50 1 10 0 5 100000 0,893592 0,003361

50 1 10 0 5 1000000 0,893592 0,033613

50 1 10 0 10 10000 1,782113 0,000618

50 1 10 0 10 100000 1,782113 0,006179

50 1 10 0 10 1000000 1,782113 0,061789

50 1 10 0 15 10000 2,604933 0,000859

50 1 10 0 15 100000 2,604933 0,008592

50 1 10 0 15 1000000 2,604933 0,085916

50 1 10 45 5 10000 2,872584 0,000276

50 1 10 45 5 100000 2,872584 0,002758

50 1 10 45 5 1000000 2,872584 0,02758

50 1 10 45 10 10000 5,754101 0,000499

50 1 10 45 10 100000 5,754101 0,004991

50 1 10 45 10 1000000 5,754101 0,049913

50 1 10 45 15 10000 8,6058 0,000682

50 1 10 45 15 100000 8,6058 0,006815

50 1 10 45 15 1000000 8,6058 0,068155

50 1 10 90 5 10000 4,924106 4,13Е-05 "

50 1 10 90 5 100000 4,924106 0,000413

50 1 10 90 5 1000000 4,924106 0,00413

50 1 10 90 10 10000 9,848202 3,87Е-05

50 1 10 90 10 100000 9,848202 0,000387

50 1 10 90 10 1000000 9,848202 0,003867

50 1 10 90 15 10000 14,77238 -5,38Е-06

50 1 10 90 15 100000 14,77238 -5,38Е-05

50 1 10 90 15 1000000 14,77238 -0,00054

50 1 20 0 5 10000 1,721482 0,000491

50 1 20 0 5 100000 1,721482 0,004909

50 1 20 0 5 1000000 1,721482 0,049086

50 1 20 0 10 10000 3,447786 0,000928

50 1 20 0 10 100000 3,447786 0,009276

50 1 20 0 10 1000000 3,447786 0,092764

50 1 20 0 15 10000 5,13074 0,00133

50 1 20 0 15 100000 5,13074 0,0133

50 1 20 0 15 1000000 5,13074 0,133

50 1 20 45 5 10000 2,121249 0,000473

50 1 20 45 5 100000 2,121249 0,004726

50 1 20 45 5 1000000 2,121249 0,047264

50 1 20 45 10 10000 4,251915 0,000892

50 1 20 45 10 100000 4,251915 0,008916

50 1 20 45 10 1000000 4,251915 0,089164

50 1 20 45 15 10000 6,339299 0,001276

50 1 20 45 15 100000 6,339299 0,012759

50 1 20 45 15 1000000 6,339299 0,127594

50 1 20 90 5 10000 4,698648 0,000166

50 1 20 90 5 100000 4,698648 0,001657

50 1 20 90 5 1000000 4,698648 0,016566

50 1 20 90 10 10000 9,397826 0,000287

50 1 20 90 10 100000 9,397826 0,002868

50 1 20 90 10 1000000 9,397826 0,028677

50 1 20 90 15 10000 14,09731 0,000371

50 1 20 90 15 100000 14,09731 0,003705

50 1 20 90 15 1000000 14,09731 0,037053

50 1 30 0 5 10000 2,506393 0,000485

50 1 30 0 5 100000 2,506393 0,004848

50 1 30 0 5 1000000 2,506393 0,048476

50 1 30 0 10 10000 5,024995 0,00092

50 1 30 0 10 100000 5,024995 0,009205

50 1 30 0 10 1000000 5,024995 0,092047

50 1 30 0 15 10000 7,500581 0,001326

50 1 30 0 15 100000 7,500581 0,013263

50 1 30 0 15 1000000 7,500581 0,132633

50 1 30 45 5 10000 1,310403 0,000543

50 1 30 45 5 100000 1,310403 0,00543

50 1 30 45 5 1000000 1,310403 0,054304

50 1 30 45 10 10000 2,621915 0,001036

50 1 30 45 10 100000 2,621915 0,010359

50 1 30 45 10 1000000 2,621915 0,103589

50 1 30 45 15 10000 3,883146 0,0015

50 1 30 45 15 100000 3,883146 0,015

50 1 30 45 15 1000000 3,883146 0,149998

50 1 30 90 5 10000 4,330867 0,000272

50 1 30 90 5 100000 4,330867 0,002719

50 1 30 90 5 1000000 4,330867 0,027186

50 1 30 90 10 10000 8,663168 0,0005

50 1 30 90 10 100000 8,663168 0,005

50 1 30 90 10 1000000 8,663168 0,050004

50 1 30 90 15 10000 12,99676 0,000696

50 1 30 90 15 100000 12,99676 0,006956

50 1 30 90 15 1000000 12,99676 0,069565

50 2 10 0 5 10000 0,918499 0,000371

50 2 10 0 5 100000 0,918499 0,003709

50 2 10 0 5 1000000 0,918499 0,037093

50 2 10 0 10 10000 1,75751 0,000687

50 2 10 0 10 100000 1,75751 0,006867

50 2 10 0 10 1000000 1,75751 0,068666

50 2 10 0 15 10000 2,609714 0,000963

50 2 10 0 15 100000 2,609714 0,009626

50 2 10 0 15 1000000 2,609714 0,096255

50 2 10 45 5 10000 2,877433 0,000305

50 2 10 45 5 100000 2,877433 0,003048

50 2 10 45 5 1000000 2,877433 0,030476

50 2 10 45 10 10000 5,750859 0,000556

50 2 10 45 10 100000 5,750859 0,005564

50 2 10 45 10 1000000 5,750859 0,055635

50 2 10 45 15 10000 8,603964 0,000768

50 2 10 45 15 100000 8,603964 0,007676

50 2 10 45 15 1000000 8,603964 0,076759

50 2 10 90 5 10000 4,924101 4,76Е-05

50 2 10 90 5 100000 4,924101 0,000476

50 2 10 90 5 1000000 4,924101 0,004757

50 2 10 90 10 10000 9,848401 5,13Е-05

50 2 10 90 10 100000 9,848401 0,000513

50 2 10 90 10 1000000 9,848401 0,005129

50 2 10 90 15 10000 14,77269 1.40Е-05

50 2 10 90 15 100000 14,77269 0,00014

50 2 10 90 15 1000000 14,77269 0,001397

50 2 20 0 5 10000 1,733486 0,0006

50 2 20 0 5 100000 1,733486 0,006003

50 2 20 0 5 1000000 1,733486 0,060029

50 2 20 0 10 10000 3,427045 0,001145

50 2 20 0 10 100000 3,427045 0,01145

50 2 20 0 10 1000000 3,427045 0,114502

50 2 20 0 15 10000 5,151998 0,001659

50 2 20 0 15 100000 5,151998 0,016586

50 2 20 0 15 1000000 5,151998 0,165858

50 2 20 45 5 10000 2,129831 0,000578

50 2 20 45 5 100000 2,129831 0,005782

50 2 20 45 5 1000000 2,129831 0,057818

50 2 20 45 10 10000 4,233716 0,001101

50 2 20 45 10 100000 4,233716 0,011013

50 2 20 45 10 1000000 4,233716 0,110126

50 2 20 45 15 10000 6,352684 0,001593

50 2 20 45 15 100000 6,352684 0,015928

50 2 20 45 15 1000000 6,352684 0,159278

50 2 20 90 5 10000 4,698913 0,000206

50 2 20 90 5 100000 4,698913 0,002058

50 2 20 90 5 1000000 4,698913 0,020576

50 2 20 90 10 10000 9,398563 0,000367

50 2 20 90 10 100000 9,398563 0,003669

50 2 20 90 10 1000000 9,398563 0,036692

50 2 20 90 15 10000 14,09903 0,000492

50 2 20 90 15 100000 14,09903 0,004924

50 2 20 90 15 1000000 14,09903 0,04924

50 2 30 0 5 10000 2,512549 0,000662

50 2 30 0 5 100000 2,512549 0,006623

50 2 30 0 5 1000000 2,512549 0,066234

50 2 30 0 10 10000 5,008775 0,001275

50 2 30 0 10 100000 5,008775 0,012751

50 2 30 0 10 1000000 5,008775 0,127507

50 2 30 0 15 10000 7,507237 0,001865

50 2 30 0 15 100000 7,507237 0,018654

50 2 30 0 15 1000000 7,507237 0,186541

50 2 30 45 5 10000 1,329487 0,000741

50 2 30 45 5 100000 1,329487 0,007411

50 2 30 45 5 1000000 1,329487 0,074113

50 2 30 45 10 10000 2,594675 0,001432

50 2 30 45 10 100000 2,594675 0,014315

50 2 30 45 10 1000000 2,594675 0,143151

50 2 30 45 15 10000 3,909655 0,002102

50 2 30 45 15 100000 3,909655 0,021016

50 2 30 45 15 1000000 3,909655 0,210157

50 2 30 90 5 10000 4,331607 0,000375

50 2 30 90 5 100000 4,331607 0,003747

50 2 30 90 5 1000000 4,331607 0,037474

50 2 30 90 10 10000 8,666028 0,000706

50 2 30 90 10 100000 8,666028 0,007061

50 2 30 90 10 1000000 8,666028 0,070615

50 2 30 90 15 10000 12,99742 0,00101

50 2 30 90 15 100000 12,99742 0,010099

50 2 30 90 15 1000000 12,99742 0,100991

50 3 10 0 5 10000 0,870551 0,000382

50 3 10 0 5 100000 0,870551 0,003824

50 3 10 0 5 1000000 0,870551 0,038236

50 3 10 0 10 10000 1,791578 0,000709

50 3 10 0 10 100000 1,791578 0,007092

50 3 10 0 10 1000000 1,791578 0,070925

50 3 10 0 15 10000 2,608898 0,000997

50 3 10 0 15 100000 2,608898 0,009965

50 3 10 0 15 1000000 2,608898 0,099652

50 3 10 45 5 10000 2,8686 0,000314

50 3 10 45 5 100000 2,8686 0,003143

50 3 10 45 5 1000000 2,8686 0,031426

50 3 10 45 10 10000 5,743601 0,000575

50 3 10 45 10 100000 5,743601 0,005751

50 3 10 45 10 1000000 5,743601 0,057514

50 3 10 45 15 10000 8,610622 0,000796

50 3 10 45 15 100000 8,610622 0,007959

50 3 10 45 15 1000000 8,610622 0,079586

50 3 10 90 5 10000 4,926878 4,96Е-05

50 3 10 90 5 100000 4,926878 0,000496

50 3 10 90 5 1000000 4,926878 0,004962

50 3 10 90 10 10000 9,84879 5,54Е-05

50 3 10 90 10 100000 9,84879 0,000554

50 3 10 90 10 1000000 9,84879 0,005545

50 3 10 90 15 10000 14,77478 2,03Е-05

50 3 10 90 15 100000 14,77478 0,000203

50 3 10 90 15 1000000 14,77478 0,002034

50 3 20 0 5 10000 1,716924 0,000637

50 3 20 0 5 100000 1,716924 0,006369

50 3 20 0 5 1000000 1,716924 0,063694

50 3 20 0 10 10000 3,420621 0,001218

50 3 20 0 10 100000 3,420621 0,012176

50 3 20 0 10 1000000 3,420621 0,121762

50 3 20 0 15 10000 5,134452 0,001768

50 3 20 0 15 100000 5,134452 0,017681

50 3 20 0 15 1000000 5,134452 0,176805

50 3 20 45 5 10000 2,126476 0,000614

50 3 20 45 5 100000 2,126476 0,006135

50 3 20 45 5 1000000 2,126476 0,061352

50 3 20 45 10 10000 4,232439 0,001171

50 3 20 45 10 100000 4,232439 0,011713

50 3 20 45 10 1000000 4,232439 0,117126

50 3 20 45 15 10000 6,339421 0,001698

50 3 20 45 15 100000 6,339421 0,016983

50 3 20 45 15 1000000 6,339421 0,169829

50 3 20 90 5 10000 4,699496 0,000219

50 3 20 90 5 100000 4,699496 0,002191

50 3 20 90 5 1000000 4,699496 0,021909

50 3 20 90 10 10000 9,401388 0,000393

50 3 20 90 10 100000 9,401388 0,003933

50 3 20 90 10 1000000 9,401388 0,039334

50 3 20 90 15 10000 14,09723 0,000532

50 3 20 90 15 100000 14,09723 0,005322

50 3 20 90 15 1000000 14,09723 0,053222

50 3 30 0 5 10000 2,521484 0,000711

50 3 30 0 5 100000 2,521484 0,007112

50 3 30 0 5 1000000 2,521484 0,071115

50 3 30 0 10 10000 5,012338 0,001373

50 3 30 0 10 100000 5,012338 0,013727

50 3 30 0 10 1000000 5,012338 0,137268

50 3 30 0 15 10000 7,503335 0,002014

50 3 30 0 15 100000 7,503335 0,02014

50 3 30 0 15 1000000 7,503335 0,201404

50 3 30 45 5 10000 1,296217 0,000796

50 3 30 45 5 100000 1,296217 0,007956

50 3 30 45 5 1000000 1,296217 0,07956

50 3 30 45 10 10000 2,595387 0,00154

50 3 30 45 10 100000 2,595387 0,015405

50 3 30 45 10 1000000 2,595387 0,154049

50 3 30 45 15 10000 3,883739 0,002268

50 3 30 45 15 100000 3,883739 0,022676

50 3 30 45 15 1000000 3,883739 0,226758

50 3 30 90 5 10000 4,334361 0,000403

50 3 30 90 5 100000 4,334361 0,00403

50 3 30 90 5 1000000 4,334361 0,040299

50 3 30 90 10 10000 8,660955 0,000763

50 3 30 90 10 100000 8,660955 0,007627

50 3 30 90 10 1000000 8,660955 0,076273

50 3 30 90 15 10000 12,99535 0,001096

50 3 30 90 15 100000 12,99535 0,010962

50 3 30 90 15 1000000 12,99535 0,10962

125 1 10 0 5 10000 0,893592 0,000219

125 1 10 0 5 100000 0,893592 0,002187

125 1 10 0 5 1000000 0,893592 0,021868

125 1 10 0 10 10000 1,782113 0,000387

125 1 10 0 10 100000 1,782113 0,003868

125 1 10 0 10 1000000 1,782113 0,038677

125 1 10 0 15 10000 2,604933 0,000513

Приложение 2. Протокол заседания технического совета ОО ЗСФ «БКЕ»

УТВЕРЖДАЮ Первый заместитель директора - главный инженер

СФ ООО «БКЕ» Баталов А.Ф. _2012 г.

ПРОТОКОЛ заседания технического совета ООО ЗСФ «БКЕ»

9 июля 2012 г.

г. Москва

Повестка дня: «О проведении промысловых исследований сигнала забойной телеметрической системы с электромагнитным каналом связи в качестве информативного источника для предупреждения пересечения стволов скважин при кустовом бурении»

Присутствовали:

от ЗСФ ООО «БКЕ»:

Баталов А.Ф., первый заместитель директора - главный инженер ЗСФ ООО «БКЕ»

Семененко C.B., и.о. заместителя директора по технологии ЗСФ ООО «БКЕ»

Макаров A.A., начальник отдела по наклонно-направленному бурению и инклинометрии ЗСФ ООО «БКЕ»

От РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина:

Архипов А.И., аспирант кафедры бурения нефтяных и газовых скважин

Постановили:

Считать проведенные эксперименты важным фактором на пути исследования физической природы, путей распространения и зависимости

сигнала забойной телеметрической системы (ЗТС) с электромагнитным каналом связи (ЭМКС) от глубины скважины по стволу, близости к обсадным колоннам как бурящейся, так и пробуренных скважин, геологического разреза.

Провести детальный анализ полученных промысловых данных, выявить соответствующие зависимости и представить итоговый отчет.

Проводить дальнейшие исследования в данной области с целью улучшения эффективности работы ЗТС с ЭМКС, разработки системы взаимного ориентирования стволов скважин и геофизического метода исследования .антологического разреза непосредственно в процессе бурения скважин на основе амплитуды сигнала, принимаемого между устьями скважин и/или приемными антеннами ЗТС с ЭМКС.

Рекомендовать результаты полученных промысловых экспериментов для внедрения на предприятиях-изготовителях ЗТС с ЭМКС.

Секретарь:

Председатель:

А. Ф. Баталов

С. В. Семененко

Приложение 3. Акт по результатам исследовательских работ на 521 скважине 336

куста Южно-Ягунского месторождения

АКТ

по результатам исследовательских работ

«Исследование сигнала забойной телеметрической системы с электромагнитным каналом связи в качестве информативного источника для предупреждения пересечения стволов скважин при кустовом бурении»

за период с «30» июля 2012 г. по «31 » июля 2012 г.

Архипова Алексея Игоревича, аспиранта кафедры бурения нефтяных и газовых скважин РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина.

Комиссия в составе: Председателя:

1. Морква C.B., начальник геофизической партии ООО «Техгеосервис».

Членов комиссии:

1. Краснов В.П., ведущий инженер по бурению ООО «Техгеосервис»;

2. Гафуров P.A., мастер буровой ЭГЭБ-1 ЗСФ ООО «Буровая компания «ЕВРАЗИЯ».

составила настоящий акт о том, что

1. Проведены исследовательские работы на Южно-Ягунском месторождении, к.336, с. 5281 при бурении под кондуктор в интервале глубин от 50м до 720м.

2. Предварительный анализ промысловых экспериментов подтвердил зависимость амплитуды сигнала на приемной антенне забойной телеметрической системы (ЗТС) с электромагнитным каналом связи (ЭМКС) от глубины скважины по стволу и от геологического разреза.

3. Полученные экспериментальные данные дают основания говорить о возможности создания системы контроля взаимного ориентирования стволов скважин и геофизического метода исследования литологического разреза на основе амплитуды принимаемого на поверхности сигнала ЗТС с ЭМКС.

Председатель комиссии:

Члены комиссии:

Исполнитель:

С. В. Морква

\В. П. Краснов

/;%-РА,Гафуров

✓ .а, \

^И^Аргбшов

Приложение 4. Акт по результатам исследовательских работ

УТВЕРЖДАЮ