книги / Техника и технология строительства боковых стволов в нефтяных и газовых скважинах
..pdfрадиуса кривизны, глубины забуривания БС, а также технико-технологиче скими возможностями бурового оборудования и инструмента.
Минимально возможное отклонение горизонтальной части ЬС по верти
кали |
при использовании существующих технических средств |
_- 1м. |
В |
технико-технологических решениях рассматриваются |
три основных |
варианта способов крепления БС хвостовиком:
—без цементирования;
—с манжетным цементированием;
—с прямым цементированием.
5.1.Выбор технологической схемы забуривания бокового ствола
Существуют три технологические схемы забуривания БС из эксплуата ционной колонны скважины:
1.Через боковое «окно» в обсадной колонне.
2.В вырезанном по всему сечению интервале обсадной колонны.
3.Ниже башмака обсадной колонны.
По схеме 1 в обсадной эксплуатационной колонне с клина-отклонителя вырезается боковое «окно» и осуществляется бурение БС.
Достоинствами схемы 1 являются:
—высокая точность забуривания БС;
—возможность использования роторного способа бурения;
—небольшой объем фрезеруемого металла;
—высокая скорость формирования «окна» в обсадной колонне;
—возможность многоствольного бурения с обеспечением прохождения в каждый ствол скважинного оборудования.
Кнедостаткам схемы 1относятся:
—высокие требования к состоянию обсадной колонны;
—сложная подготовка обсадной колонны к спуску клина-отклонителя;
—высокая вероятность осложнений при спуске клина-отклонителя и в процессе вырезания «окна», забуривания и бурения БС;
—значительная металлоемкость и сложность конструкции клина-откло нителя;
—необходимость вырезания нового бокового «окна» в обсадной колонне в случае повторного забуривания БС;
—сложность фиксирования клина-отклонителя в обсадной колонне в случае забуривания БС в сторону нижней стенки скважины;
—высокая интенсивность искривления БС в месте забуривания. Область применения технологической схемы 1:
скважины с удовлетворительным состоянием эксплуатационной ко лонны;
—при забуривании БС в сторону искривления старого ствола; при большой глубине расположения точки забуривания БС.
Преимущества технологической схемы 2 заключаются в следующем:
из вырезанного интервала можно пробурить несколько боковых ство лов в разных направлениях;
не требуется специальное внутрискважинное технологическое обору дование (клин-отклонитель, якорь, пакер и т. п.);
исключаются осложнения в интервале «окна» при спуско-подъемных операциях;
—возможно производить забуривание БС в любом направлении, в том числе и в сторону нижней стенки старого ствола скважины;
—отсутствие уступов и резких перегибов БС в интервале забуривания. Недостатками технологической схемы 2 забуривания БС являются:
—большие затраты времени на вырезание «окна», длина которого может превышать 7 метров;
—сложность в управлении двигателем-отклонителем на большой глу бине;
—дополнительные затраты времени и материалов (цемент, химические реагенты) для установки зарезного цементного моста.
Использование технологической схемы 2 забуривания БС позволит рас ширить область применения схемы 1:
—скважины с дефектами (овальность обсадных труб, сужение) обсадной эксплуатационной колонны;
—в случаях забуривания БС в сторону нижней стенки «старого» ствола скважины;
—при манжетном и сплошном цементировании хвостовика, когда предъявляются высокие требования к качеству крепи в интервале за буривания БС;
—при высокой вероятности повторного бурения БС вследствие недоста точной информации о пласте.
Технологическая схема 3 забуривания БС (ДС) реализуется после разбу ривания внутриколонной технологической оснастки обсадной эксплуата ционной колонны.
Бурение БС (ДС) осуществляют с забоя «старой» скважины по обычной технологии долотом меньшего диаметра. Технологическая схема 3 приме няется для вскрытия расположенных ниже башмака обсадной колонны продуктивных пластов.
Выбор схемы забуривания БС определяется геологическими условиями месторождения и технико-технологическими возможностями предприятия подрядчика, который осуществляет бурение бокового ствола.
Технология строительства БС и ответвлений предусматривает:
—выбор наземного оборудования;
—определение оптимальной глубины интервала забуривания ствола;
—предварительный расчет длины участка обсадной колонны, подлежа щего вскрытию:
—выбор режимных параметров вскрытия обсадной колонны;
—расчет установки цементного моста;
—расчет проектного профиля и конструкции ствола и ответвлений;
—расчет отклоняющих и неориентируемых компоновок бурильного ин струмента для забуривания ствола;
—выбор способа и технических средств ориентирования отклоняющей компоновки и контроля параметров ствола скважины;
—выбор режимных параметров забуривания и бурения нового дополни тельного ствола и ответвления;
—гидравлическую программу промывки БС;
—заканчивание скважины;
—крепление БС и ответвлений;
—вызов притока пластового флюида и освоение скважины.
Рис. 6.1. Схема типовых профилей БС скважины: Н — глубина дополнительного ствола скважины по вертикали от устья до точки К в продуктивном пласте, м; Ht — глубина скважины по вертикали от устья до точки зарезки БС скважины, м; — зенитный угол скважины в точке зарезки в плоскости БС, град.; а2 — зенитный угол скважины в конце участка зарезки БС, град.; а3 — зенитный угол скважины в точке К, град.; R2, R3 — радиусы кривизны участка зарезки и участка изменения зенитного угла, соответственно; L — длина прямолинейно-наклонного участка, м; А — смеще ние дополнительного ствола скважины (горизонтальная проекция от точки зарезки до точки К), м; Sn — участок ствола скважины в продуктивном пласте (интенсив ность искривления I данного участка задается исходя из геологических условий за легания продуктивного пласта).
щихся по твердости разрезах интервал забуривания БС выбирают таким об разом, чтобы забуривание произошло не менее чем на 2 м от кровли или подошвы выбранного устойчивого пласта, что обеспечит сохранность БС.
При этом точка забуривания БС должна располагаться ниже статического уровня жидкости за счет пластового давления продуктивного пласта.
При бурении с зарезного цементного моста интервал фрезерования об садной колонны по всему сечению должен быть меньше расстояния между торцами муфт. При использовании клина-отклонителя длина интервала за буривания колеблется в пределах 3,0—4,5 м в зависимости от длины на правляющей поверхности клина-отклонителя.
Проектирование профилей боковых стволов скважин — одна из состав ных частей технического проекта реконструкции малодебитных и бездейст вующих скважин. Целью проектирования профиля ствола восстанавливае мой скважины является выбор его типа, расчет и построение траектории оси ствола.
Типы профилей БС можно разделить на две группы: плоскостные и про странственные. Наиболее распространенными типами профилей БС явля ются профили плоскостного типа (рис. 6.1).
Выбор типа профиля ствола для восстановления добывающих возмож ностей конкретной скважины зависит от геолого-технических условий бу рения, способа вскрытия продуктивного горизонта (горизонтальным, на клонным или вертикальным стволом), от расположения точки входа в про дуктивный пласт относительно реконструируемой скважины и т. д.
Основное отличие профилей БС от профилей наклонно направленных или горизонтальных скважин состоит в том, что БС обычно начинается с участка зарезки с некоторым начальным зенитным углом а,. В частном слу чае может быть а, = 0. Величина зенитного угла а, зависит от параметров кривизны восстанавливаемой скважины на глубине зарезки и от азимута направления БС. Схема расчета БС отличается от расчета профилей на клонных и горизонтальных скважин.
Рекомендуется применять пять типов профилей БС, каждому из кото рых присвоен условный номер. Предполагается, что зарезка ствола начина ется с набора зенитного угла а, [34].
6.2. Типовые проектные профили боковых стволов
Профиль БС в общем виде включает следующие интервалы:
—изменения зенитного угла;
—изменения зенитного угла и азимута;
—стабилизации зенитного угла и азимута;
—изменения зенитного угла и азимута до проектных заданных величин;
—горизонтальный, расположенный в продуктивном пласте.
Проектные профили БС могут быть плоскими и пространственными.
6.2.1. Плоские профили бокового ствола
Плоские проектные профили БС характеризуются постоянным азиму том.
Проектный профиль БС I-го типа (рис 6.2) состоит из двух участков: уве личения зенитного угла от некоторой величины а, до а2 с постоянным ра диусом искривления R, и участка Sn в продуктивном пласте. Участок S. мо
жет быть наклонным, горизонтальным или криволинейным с малоинтен сивным изменением зенитного угла.
Данный проектный профиль БС рекомендуется применять в случае, ко-
т |
Г Г |
|
X |
- 4 - |
КУ'R, |
||
|
|
|
||
г |
*2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
о |
г |
г |
<------— — — |
» |
< |
ч > |
|
|
|
|||
Рис. 6.2. Проектный профиль БС 1-го |
Рис. 6.3. Проектный профиль БС 2-го |
|||
типа. |
|
типа. |
|
|
гда точка забуривания находится на относительно небольшом расстоянии от продуктивного пласта. В этом случае обеспечиваются минимальные за траты на бурение участка БС до точки вскрытия пласта.
Проектный профиль БС 2-го типа (рис 6.3) состоит из трех участков: уве личения зенитного угла от некоторой величины а, до величины а2 с посто янным радиусом искривления R2, увеличения зенитного угла до величины а3 с постоянным радиусом искривления R3 и участка Sn.
Данный проектный профиль БС рекомендуется применять в случае не обходимости использования двух участков искривления ствола с разными радиусами. Например, первый участок бурится с помощью — двигателя-от клонителя до некоторой величины зенитного угла а2, а второй с помощью КНБК неориентируемого типа с малоинтенсивным увеличением зенитного угла.
Возможен также и другой вариант, когда второй участок увеличения зе нитного угла осуществляется с большей интенсивностью, чем первый уча сток. При этом оба участка могут буриться с помощью двигателя-отклони теля.
Проектный профиль БС 3-го типа (рис. 6.4) состоит из четырех участков: увеличения зенитного угла от некоторой величины а, до величины а2 с по стоянным радиусом искривления R2, прямолинейно-наклонного участка L, увеличения зенитного угла до величины а3 с постоянным радиусом искрив ления R3 и участка Sn.
Проектный профиль БС 3-го типа целесообразно использовать при бу
рении БС с большим смещением за |
|
|
боя, а также в тех случаях, когда |
|
|
точка забуривания расположена на |
|
|
большом расстоянии от продуктив |
|
|
ного пласта. |
|
|
Проектный профиль БС 4-го типа |
|
|
(рис. 6.5) состоит из трех участков: |
|
|
увеличения зенитного угла от неко |
|
|
торой величины а, до величины а2 с |
|
|
постоянным радиусом искривления |
|
|
Rb прямолинейно-наклонного уча |
|
|
стка L и участка Sn. В данном слу |
|
|
чае участок в продуктивном пла |
|
|
сте — Sn может быть как продолже |
Рис. 6.4. Проектный профиль БС 3-го |
|
нием |
прямолинейно-наклонного |
типа. |
Рис. 6.5. Проектный профиль БС 4-го типа. Рис. 6.6. Проектный профиль БС 5-го
типа.
участка, так и криволинейным — с увеличением (уменьшением) зенитного угла.
Проектный профиль БС 4-го типа применяется в случае, когда необхо димо обеспечить большое смещение от старого ствола скважины. Вход в продуктивный пласт обеспечивается путем бурения прямолинейно-наклон ного участка или участка с малоинтенсивным изменением зенитного угла.
В случае, когда при бурении БС надо обеспечить определенное смеще ние от основного ствола скважины и при этом вскрывать продуктивный пласт с небольшим зенитным углом или вертикальным участком, использу ется профиль БС 5-го типа (рис. 6.6). Данный профиль состоит из четырех участкор: увеличения зенитного угла от некоторой величины а, до величи ны а2 с постоянным радиусом искривления R2, прямолинейно-наклонного участка L, уменьшения зенитного угла до а3 с постоянным радиусом ис кривления R3 и участка S„.
6.2.2. Пространственные проектные профили бокового ствола
Пространственный проектный профиль БС содержит один или более пространственных участков (рис. 6.7).
Для пространственного участка БС характерно изменение как зенитного угла, так и азимута, хотя не исключены варианты изменения азимута при постоянном зенитном угле.
Если азимут БС скважины не совпадает с азимутом ствола «старой» скважины в точке забуривания, то начальный участок ОВ, (рис. 6.7), как правило, проектируется пространственным. Это связано с необходимостью обеспечения плавного перехода азимута ствола «старой» скважины в про ектный азимут бокового ствола.
При совпадении азимутов старого и БС или когда они отличаются на 180°С, начальный участок может иметь плоскую форму.
Выведение траектории БС в заданную точку продуктивного пласта в ря де случаев возможно только по пространственной траектории бурения.
Предлагаются три основных типа проектных пространственных профи лей БС (рис. 6.7):
а) проектный пространственный профиль, у которого начальный уча
сток забуривания ОВ, является пространственным, остальные — пло ские.