«Анализ данных ГИС и ЗТС при строительстве скважин ИГС-1 и ИГС-3»
Строительство скважин ИГС-1 и ИГС-3 на карьере Удачный производилось с применением ЗТС ТСГК-178 (данные ЗТС). После достижения забоя начала керна (1570м на ИГС-1 и 1260м на ИГС-3) были произведены замеры инклинометрии гироскопом ИГН-73-100/80 (данные ГИС). В результате сравнения траекторий, построенных по данным ЗТС и ГИС выявлено отклонение в положении стволов скважин: ИГС-1 отклонение в пространстве при забое 1570м порядка 100м, ИГС-3 отклонение в пространстве при забое 1260м порядка 3м (см. рис.1,2).
Для анализа причин расхождения данных ЗТС и ГИС был проведен статистический анализ данных, исходные данные, а также выгрузки траекторий приведены в приложениях.
Для анализа данных траектории скважин были разбиты на участки:
На данных участках были определены следующие параметры траектории:
1.Длина интервала
2.Пространственная интенсивность интервала – на основе длины интервала, начальных и конечных ЗУ и АЗ
3.Угол установки отклонителя (УУО), или среднее направление изменения траектории на участке
4.Интенсивность изменения ЗУ (ИЗУ) на участке
5.Средний ЗУ на участке – определялся как среднее арифметическое ЗУ при интерполяции траектории с интервалом 10м
6.Диапазон ЗУ – пределы изменения ЗУ на участке (максимально и минимальное значение ЗУ в пределах участка)
7.Средний АЗ на участке – определялся как среднее арифметическое АЗ при интерполяции траектории с интервалом 10м
8.Диапазон АЗ – пределы изменения АЗ на участке (максимально и минимальное значение АЗ в пределах участка)
9.Среднее отклонение по ЗУ – среднее арифметическое по данным отклонения ЗУ ГИС и ЗТС
10.Диапазон отклонений ЗУ в пределах участка - минимальное и максимальное значение отклонений ЗУ по данным ГИС и ЗТС
11.Ширина диапазона отклонений по ЗУ – разница между минимальным и максимальным значением в диапазоне отклонений ЗУ
12.Диапазон отклонений АЗ в пределах участка - минимальное и максимальное значение отклонений АЗ по данным ГИС и ЗТС
13.Ширина диапазона отклонений по АЗ – разница между минимальным и максимальным значением в диапазоне отклонений АЗ
Статистические данные сведены в таблицы 1, 2
Для удобства сравнения, значимые данные по обеим скважинам представлены в таблице 3, при этом в таблице 3 исключены из сравнения данные по участкам 1 и 2 по следующим причинам:
1.В данных участках в данных ЗТС использовались официальные данные гироскопа материнских стволов скважин №1 и №3
2.В данных участках отмечена высокая сходимость данных гироскопа в материнском стволе и данных гироскопа ИГН-73 (отклонение траекторий при выходе с окна в обсадной колонне не превышает 2,5м)
3.Участок №1 – вертикальный, поэтому на данном участке отклонение по АЗ является неинформативным и большого влияния на отклонение траекторий не влияет
Анализ статистических данных
Сравнительный анализ отклонений на участках 3-6 данных ГИС и ЗТС показывает, что отклонения по ЗУ всегда положительны, то есть по данным ГИС ЗУ на одинаковых глубинах всегда больше ЗУ по данным ЗТС (см. табл. 1, 2 Среднее отклонение по ЗУ, диапазон отклонений по ЗУ). Отклонение по АЗ наблюдается как в меньшую, так и в большую сторону на обеих скважинах (см. табл. 1, 2 Среднее отклонение по АЗ, диапазон отклонений по АЗ). И если постоянное завышение ЗУ по данных ГИС еще можно объяснить техническими или технологическим причинами (неправильные калибровки, нарушение процедуры снятия замера и т.д.), то различные отклонения по АЗ такими причинами объяснить не получится, потому что наблюдается определенная систематичность в отклонениях.
Систематичность отклонений по АЗ
На обеих скважинах наблюдается похожая картина в изменении отклонений:
Таким образом, можно кратко обозначить явную тенденцию, характерную для обеих скважин: на участках искривления ствола скважины отклонение по АЗ увеличивается в ту, или иную сторону, на участках стабилизации отклонение по АЗ стабилизируется, как правило в верхнем пределе накопленной погрешности. Данная тенденция визуально представлена в таблице 3 – наблюдается хорошая корреляция между пространственными интенсивностями участков и шириной диапазонов отклонения АЗ. Ширина диапазонов отклонения ЗУ также хорошо коррелируется с величиной пространственной интенсивности.
Анализ причин отклонений
Выявленная тенденция изменения отклонений по АЗ в зависимости от пространственной интенсивности свидетельствует о наличии некоторого системного влияния в процессе измерений. Для объяснения причин данного системного влияния необходимо рассмотреть принципы замеров параметров траектории ЗТС и ГИС.
В случае ЗТС замеры производятся в каждой точке независимо друг от друга – то есть прибор неподвижен, производится замер ЗУ и АЗ в точке, данные передаются на поверхность. При этом погрешность измерения в одной точке не зависит от погрешности измерения в других точках – все замеры производятся независимо
В случае ГИС (гироскопа) замеры производятся последовательно – начиная от устья скважины, при этом непосредственно замеряются не ЗУ и АЗ, а смещение от предыдущего замера, то есть погрешность замера, полученная в одной точке «дублируется» в каждой последующей точке. ЗУ и АЗ при этом получаются обратным преобразованием полученных локальных координат в полярные. Обязательным условием для точности замеров (минимизации накопленной погрешности) является плавное и равномерное движение прибора в скважине. Обеспечить плавное (без рывков и срывов) движение прибора на кабеле технически осуществимо в скважине с относительно небольшими ЗУ и пространственными интенсивностями – когда вес прибора достаточно компенсирует возникающую силу трения. При увеличении ЗУ увеличивается сила трения на прибор, соответственно его движение сильнее отклоняется от равномерного, что, в свою очередь, приводит к снижению точности измерений. Кроме того, при увеличении ЗУ, либо в интервалах с большими пространственными интенсивностями увеличивается погрешность измерения глубины (при проведении работ на кабеле), другими словами, подача кабеля на устье скважины не соответствует изменению глубины скважинного прибора. В скважинах с прямолинейным профилем (когда изменение ЗУ происходит в одном АЗ) отклонение между подачей кабеля и перемещением прибора можно компенсировать аналитическим путем – через коэффициенты удлинения и т.д. При работе в скважинах со сложным профилем, когда изменяются и ЗУ и АЗ спрогнозировать и скомпенсировать неравномерность подачи практически невозможно.
При непрерывном способе измерений погрешность накапливается. Это подтверждается сравнительно небольшими отклонениями по АЗ в ИГС-3 (до 3гр) – максимальный ЗУ в ИГС-3 составляет 56гр. И большими отклонениями по АЗ (до 11гр) в ИГС-1 – максимальный ЗУ в ИГС-1 составляет 70гр.
Необходимо отметить, что подобное влияние на замеры ГИС практически невозможно смоделировать на стенде – при больших ЗУ показания гироскопа будут находится в пределах погрешности прибора, потому что на стенде изменение ЗУ (движение прибора) осуществляется равномерно.
Выводы
