Способ и система создания ствола скважины в почвенной формации

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что соотношение двух составляющих определяют на основе выражения В 1 д/В 2 д 1 д/52 д гдеВдЬВд, представляют собой соответствующие составляющие силы электромагнитного поля вдоль вышеуказанных направлений стволов скважины на глубине 4 а .1, и 2, представляют собой соответствующие составляющие вдоль этих направлений рас стояния между средством для измерения электромагнитного поля и первым стволом скважины.5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что источник электромагнитного излу чения располагают во многих местах по длине ствола скважины путем перемещения этого ис-точника электромагнитного излучения по стволу скважины.б. Способ по п. 5, отличающийся тем, что используют источник электромагнитного излучения, включающий электромагнитную катушку.7. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что используют источник электромагнитного излучения, дополнительно включающий обсадную колонну, установленную в первом стволе скважины, причем обсадную колонну намагничивают во многих местах вдоль длины первого ствола скважины.8. Способ по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что измеренное электромагнитное поле корректируют по отношению к магнитному полю Земли, чтобы определить составляющие электромагнитного поля, наводимые источником электромагнитного излучения. у9. Способ по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что параметр направления, указывающий направление ствола скважины по отношению к соседнему стволу скважины, представляют в виде разности между углами азимута стволов скважины.10. Способпо любому из пп. 1-9, отдшчающийся тем, что ствол скважины создают таким образом, чтобы он располагался практически параллельно соседнему стволу скважины.11. Способ по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что стволы скважины располагают в горизонтальной плоскости. -12. Способ по любому из пп. 1-11, отличающийся тем, что на этапе определения составляюЩих электромагнитного поля проводят определение составляющих электромагнитного поля в картезианской системе координат ХУЕ, где ось 2 направлена вдоль продольной оси второго ствола скважины.13. Способ по любому из пп. 1-12, отличающийся тем, что параметр направления, указы- Авающий направление ствола скважины по отношению к соседнему стволу скважины используют для определения направления дальнейшего бурения вышеуказанного ствола скважины. 14. Система для создания ствола скважины в почвенной формации в выбранном направле НИИ ПО ОТНОШСНИХС К соседнему СТВОЛУ СКВЗЗКИНЫ, ООРЗЗОВЗННОМУ В ПОЧВСННОЙ формации,включающая ИСТОЧНИК электромагнитного ИЗЛУЧСНИЯ ДЛЯ размещения В первом ИЗ ДВУХ СТВОЛОВ СКВЗЖИНЬХ ВО МНОГИХ местах ВДОЛЬ ИХ ДЛИНЫ, НЗВОДЯЩИЙ электромагнитное поле, ПРОНИ- укаюшее ВО ВТОРОЙ ИЗ СТВОЛОВ СКВЕШСИНЫ, средство ДЛЯ измерения электромагнитного ПОЛЯ, УС гтановленное на выбранной глубине во втором стволе скважины, средство управленияизмерительным средством таким образом, ЧТООЫ измерять ЭТО электромагнитное ПОЛС, средст ВО ДЛЯ определения составляющих электромагнитного ПОЛЯ на основе измерений ЭЛСКТРОМЗГНИТНОГО ПОЛЯ И средство ДЛЯ определения параметра направления, УКЗЗЫВЗЮЩСГО направление СТВОЛа ПО отношению К соседнему СТВОЛУ скважины, ОТЛИЧШОЩЗЯСЯ ТСМ, ЧТО она ДОПОЛНИТСЛЬНО включает средство ДЛЯ определения параметра направления ИЗ, ПО меньшей мере, ДВУХ СОЮТЗВЛЯЮЩИХ ЭЛСКТРОМЗГНИТНОГО ПОЛЯ В направлениях, нормальных ПО ОТНОШЕНИЮ К ПРОДОЛЬ НОЙ ОСИ первого СТВОЛЭ. СКВЗЖИНЫ.Настоящее изобретение относится к области добычи нефти, а, более того, к способу и системе для создания ствола скважины в почвенной формации в выбранном направлении по отношению к соседнему стволу скважины, образованному в почвенной формации.В области разведки и добычи углеводородов бурение двух или более соседних стволов скважин является целесообразным для увеличения добычи нефти из одной из скважин путем закачивания пара или воды в почвенную формацию через ствол скважины. Когда, например, рабочая скважина расположена горизонтально, желательно пробурить один или более стволов скважины параллельно рабочейскважине на выбранном расстоянии снизу. Во время добычи нефти пар закачивается в почвенную формацию в ствол скважины, уменьшая, таким образом,сопротивление потока нефти при его движении через почвенную формацию и перемещая нефть к рабочей скважине.В патенте 1 раскрыт способ определения расстояния и направления по отношению. к обсаженному стволу скважины с помощью измерений магнитного поля, выполненных на соседнем стволе скважины, Например, в случае, когда приходится справляться с нерегулируемым выбросом нефти или, бурить несколько скважин с одной морской платформы, целесообразно знать точное расположение существующей скважины.Такая существующая скважина или ствол скважины должны иметь регулярную периодичность в намагничивании обсадной колонны. Методом итерации определяется местоположение ранее пробуреннопэ и обсаженного ствола скважины. Тем не менее окончательно обнаруживается только приблизительное местоположение существующей скважины.В патенте 2 раскрыт способ определения расстояний между соседними стволами скважин.Способ, представленный в данном документе, используется в случае нерегулируемого выбросанефти при бурении так называемой глушащей скважины, которая пересекается с той скважиной, где происходит нерегулируемый выброс нефти, на выбранной глубине, что позволяет закачать тяжелую жидкость в скважину, где происходит нерегулируемый выброс нефти. В соотд ветствии с данным способом, необходимо знать точные величины магнитных сил участков обсадной колонны. В результате сложного подсчета по рядам Фурье свернутых спиралью од нополюсных и двухполюсных функций поля выводятся амплитуда или количество колебаний спектров. Такие спектры позволяют определить вышеуказанные расстояния. Тем не менее,чтобы иметь возможность использовать этот способ и получать такие спектры, необходимо иметь большой объем данных по измерениям, что дает в результате только средние расстояния. Кроме того, из патента 3 известен способ добычи с двумя стволами скважин, когда один используется как рабочая скважина, а другой - как скважина для закачивания. . Стволы скважин были практически параллельны, давая возможность с экономической вь 1 годой добывать нефть в зонах с низкой нефтепроницаемостью. Тем не менее из этого доку мента неясно, как осуществлялось бурение и выбиралось направление стволов скважин.Из 4 известен способ создания ствола скважины в почвенной формации в выбранном на- уд правлении по отношению к соседнему стволу скважины, образованному в почвенной. формации, при котором располагают в первом из стволов скважины во многих местах вдоль его длины источник электромагнитного излучения, наводящий электромагнитное поле, проникающее во второй из стволов скважины, располагают на выбранной глубине, во втором стволе скважины, средство для измерения этого электромагнитного поля, управляют средством для измерения таким образом, чтобы измерить электромагнитное поле, определяют на основе измерений электромагнитного поля составляющие электромагнитного поля и определяют параметр направления, указывающий направление ствола скважины по отношению к соседнему стволу скважины. В этой заявке раскрыта также система для создания ствола скважины в почвенной формации в выбранном направлении по отношению к соседнему стволу скважины, образованному в почвенной формации, включающая Источник электромагнитного излучения для размещения в первом из двух стволов скважины во многих местах вдоль их длины, наводящий электромагнитное поле, проникающее во второй из стволов скважины, средство для измерения электромагнитного поля, установленное на выбранной глубине во втором стволе скважины, средство управления измерительным средством таким образом, чтобы измерять это электромагнитное поле, средство для определения составляющих электромагнитного поля на основе измерении электромагнитного поля и средство для определения параметра направления, указывающего направление ствола по отношению к соседнему стволу скважины.Однако в этой патентной заявке нераскрыт способ определения направления ствола скважины по отношению к соседнему стволу скважины посредством измерения электромагнитного поля.Задачей настоящего изобретения является создание способа и системы для создания стволад скважины в почвенной формации, обеспечивающих точное измерение направления одного ствола скважины относительно другого., Задача достигается тем, что в способе создания ствола скважины в почвенной формации в выбранном направлении по отношению к соседнему стволу скважины, образованному в поч 3 венной формации, при котором располагают в первом из стволов скважины во многих местах д вдоль его длины источник электромагнитного излучения, наводящий электромагнитное поле,проникающее во второй из стволов скважины, располагают на выбранной глубине, во втором стволе скважины, средство для измерения этого электромагнитного поля, управляют средством для измерения таким образом, чтобы измерить электромагнитное поле, определяют на основе д измерений электромагнитного поля составляющие электромагнитного поля и определяют параметр направления, указывающий направление ствола скважины по отношению к соседнему стволу скважины.Согласно изобретению, параметр направления определяют из, по меньшей мере, двух со ставляющих электромагнитного поля в направлениях, нормальных поотношению к продоль ной оси первого ствола скважины.вышеуказанная задача достигается также и тем, что в системе для создания стволаскважи ЖИНЫ, ООРЗЗОВЗННОМУ В ПОЧВСННОЙ формации, ВКЛЮЧЗЮЩСЙ ИСТОЧНИК электромагнитного ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ размещения В первом ИЗ ДВУХ СТВОЛОВ СКВЗЖИНЫ ВО МНОГИХ местах ВДОЛЬ ИХ ДЛИНЫ, НЗВОДЯЩИЙ электромагнитное ПОЛС, ПРОНИКЗЮЩСС ВО ВТОрОЙ ИЗ СТВОЛОВ СКВНЖИНЫ, СРСДСТВО ДЛЯ ИЗМСРВНИЯ ЭЛСКТРОМЗГНИТНОГО ПОЛЯ, УСТЗНОВЛСННОС на выбранной ГЛУОИНС ВО ВТОРОМ СТВОЛС СКВЗХСИНЫ, СРВДСТВО управления ИЗМСРИТОЛЬНЬХМ средством таким образом, ЧТОбЫного поля на основе измерений электромагнитного поля и средство для определения парамет ра направления, указывающего направление ствола по отношению к соседнему стволу скважины, согласно изобретению, дополнительно включает средство для определения параметра направления из, по меньшей мере, двух составляющих электромагнитного поля в направлениях, нормальных по отношению к продольной оси первого ствола скважины.При этом предпочтительно, чтобы параметр направления определялся путем определения соотношения двух составляющих, перпендикулярных друг другу. 3 Определение вышеуказанного соотношения двух составляющих соответствующим образом включает в себя выражение В 11/ В 2,1 11/2,1, где В 1,1 И В 2,1 представляет собой соответствующие силовые компоненты электромагнитного поля вдоль вышеуказанных направлений на глубине а, и 81,1 И 52,1 представляют собой соответствующие составляющие вдоль вышеуказанных направлений расстояния между средством для измерения электромагнитного поля и первым стволом скважины. - вЭффективное расположение электромагнитного источника во многих местах вдоль длины вышеуказанного ствола скважиныможет достигаться путем движения вышеуказанного источника внутри вышеуказанного ствола скважины.Изобретение будет подробно описано с помощью примера со ссылкой на прилагаемые черж тежи, в которыхфиг. 1 А и 1 В схематично изображают направление обычно используемых систем координат при бурении и направлении стволов скважинфиг. 2 А и 2 В изображают пример измерения векторных составляющих в двух определенных плоскостях в пределах традиционной фиксированной земной системы координат.На фиг. 1 А и 113 представлены обычно используемые оси координат, на фиг. 1 А представлена земная фиксированная картезианская эталонная система координат ЫЕУ (с осями севервосток-вертикаль), где показана часть ствола скважины 1. Направление оси М может совпадать либо с географической осью, либо с направлением магнитного поля. Для любого дРУгого места на земле различия между обеими системами координат хорошо определены. На фиг. 1 В представлен в увеличенном виде участок ствола 1 скважины. Ствол 1 скважины представлен как цилиндр вокруг центральной оси или оси 2 ствола скважины. Как правило, на этой оси измеряется глубина, в частности глубина отверстий. Для точки 1 определяется соответствующаяНЫ В ПОЧВСННОЙ формации В выбранном направлении ПО ОТНОШСНИЮ К СОССДНСМУ СТВОЛУ СКВЬизмерять ЭТО ЗЛСКПРОМЗГНИТНОС ПОЛЕ, СРЕДСТВО ДЛЯ определения СОСТЗВЛЯЮЩИХ электромагнитЦелесообразно, чтобы источник электромагнитных излучений включал в себя электромаг ы...штг-иднттщглубина ад, обычно рассматриваемая как расстояние от поверхности земли до вышеуказанной точки 1 вдоль оси 2 скважины. Таким образом, последовательность величин глубины можетт быть представлена какс 1 д 2, бы, 4 бы, 614.2 На фиг. 1 В в качестве примера представленыНапример, для глубины б, вдоль ствола скважины представлены релевантные направления по двум координатным осям. Вертикальная ось представляет собой ось земной фиксированной системы координат МЕУ, как представлено на фиг. 1 А. Картезианская система координат ХУ 2 обычно рассматривается как зафиксированная на измерительном аппарате, расположенном в стволе 1 скважины. В этой системе ось 2 проходит вдоль оси 2 ствола скважины и направлена вниз в глубину отверстия соответственно определяются оси Х и У.Кроме того, на глубине с 1 представлены направления высокой стороны (НБ) и высокой правой стороны (НЗК), которые хорошо известны специалистам. Н лежит в вертикальной плоскости, проходящей через 2 и У, последняя расположена по одной линии с вектором ускорения свободного падения 3. НЗК перпендикулярна 2 и У и соответственно горизонтальна.Специалистам известно, что в общем случае может использоваться любая другая система координат, если составляющие могут рассматриваться математически адекватно. Таким образом, задействованы, в основном, две координатные системы. Первая, С, относится к первомусится ко второму стволу скважины. В таких системах координат позиции обозначаются с параметром 5. Например второй ствол скважины имеет начальную точку 0 в системе координат С. Для общего случая составляющие Ви 3 в 1) представлены в Врд и 313,3, когда они измерены на глубине ф. В более общем виде в контексте данного применения, когда переменная имеет индекс 1, вышеуказанная переменная рассматривается на глубине а, рассматриваемого ствола скважины.На фиг. 2 А и 2 В представлены взятые в качестве примера варианты использования Настоящего изобретения с измерением в общепринятой системе координат.На фиг. 2 А представлена координатная плоскость ПЕ системы координат МЕУ. Вектор У,проходящий через начало координат плоскости ЫЕ, направлен вниз от смотрящего. В плоскости системы координат ЫЕ представлены проекции первого ствола 10 скважины и второго ствола 20 скважины.Угол между направлением первого ствола 10 скважины и координатной осью М известен как азимут - угол А. Если, например, заранее определенное направление для второго ствола 20 скважины представляет собой параллельное направление, обозначенное на МЕ плоскости в виде пунктирной линии 1 Оа, то на этой фиг. 2 А ствол 20 скважины отклоняется в соответствии с углом отклонения А от вышеуказанного направления. Расстояние между точкой во втором стволе 20 скважины и первым стволом 10 скважины называется боковым расстоянием 30, 1,если рассматривать в горизонтальной плоскости. АНа фиг. 2 В представлен вертикальный участок вертикальной плоскости системы координат МЕУ в координатах У и Н через вектор Н в горизонтальной МЕ - плоскости, Вектор Е, проходящий через начало координат в плоскости НУ, направлен вверх от плоскости чертежа. .В ко ординатах НУ изображены ортогональные проекции первого ствола 10 скважины и второгоУгол между направлением первого ствола 10 скважины и осью У образует угол наклона 1. Если, например, заранее определенное направление второго ствола 20 скважины является параллельным, изображенным в виде пунктирной линии 10 Ь плоскости координат ЫУ, то на этой фиг. 2 В ствол 20 скважины отклоняется под углом отклонения А 1 от заданного направления несколько вверх.Расстояние между точкой во втором стволе 20 скважины и первом стволе 10 скважины называется направленным вверх расстоянием 40, и, при рассмотрении в вертикальной плоскости.В качестве выбранного направления, в котором должен быть пробурен второй ствол 20 скважины, выбирается направление, параллельное стволу 10 скважины. Следовательно, ортогональные проекции вышеуказанного параллельного направления в плоскости координат, соответственно, 1 Оа и 101), параллельны ортогональным проекциям ствол 10 скважины. Специалисту становится ясно, что это справедливо для любого выбранного направления.Чтобы достичь выбранного направления вовремя бурения второго ствола 20 скважины, соседнего с первым стволом 10 скважины, необходимо сделать соответствующие измерения, чтобы осуществить необходимые расчеты и вычисления и управлять процессом бурения.Так как первый ствол 10 скважины имел намагниченные участки обсадной колонны с полярными силами поля, приспособленными к измерению расстояния между стволами скважи 5