9.4 Профілі похилих свердловин

Велике значення при похилонаправленому бурінні має правильний вибір профілю свердловини. Раціональний профіль дозволяє скоротити до мінімуму роботи з відхилювачем, забезпечує необхідне зміщення вибою і допустиму інтенсивність викривлення, а також вільний прохід по стволу компоновки низу бурильної колони.

Профіль похилої свердловини необхідно вибирати таким чином, щоб при мінімальних затратах часу і засобів довести її до проектної глибини без будь-яких ускладнень, забезпечивши необхідну якість її для тривалої експлуатації.

Широко застосовуються і відповідають практично всім геолого-технічним умовам буріння і експлуатації профілі свердловини п’яти типів (рисунок 9.8).

1 - вертикальна ділянка; 2 - ділянка набору кривизни;

3 - ділянка стабілізації; 4 - ділянка зменшення кривизни;

5 - вертикальна ділянка

Рисунок 9.8 – Профілі похилих свердловин

Профіль “а” найпоширеніший і складається з трьох ділянок: верхньої вертикальної 1; набору кривизни 2; похило-прямолінійної (стабілізації) 3. При цьому профілі до мінімуму зводиться кількість рейсів з відхилювачем, забезпечується значне відхилення від вертикалі при невеликому куті нахилу свердловини. Експлуатація свердловин з таким профілем не викликає ускладнень. Цей профіль рекомендується в основному для буріння похилих свердловин на однопластові родовища з великим відхиленням при середній глибині.

Різновидністю профілю “а” є профіль “б”. У ньому замість похилонаправленої ділянки є ділянка 4, на якій зенітний кут зменшується. Такий профіль вимагає набору значно більшого кута в кінці ділянки 2. Довжина цієї ділянки більша, а роботи з відхилювачем вимагають додаткової затрати часу і засобів. Такий профіль рекомендується застосовувати у випадку ускладненого буріння свердловин при незмінному зенітному куті.

Профіль типу “в” складається з п’яти ділянок: вертикальної 1, набору кривизни 2, стабілізації 3, зменшення кривизни 4 і вертикальної 5. Він дозволяє при розкритті декількох продуктивних пластів експлуатувати будь-який з них із збереженням загальної сітки розробки. Цей профіль найскладніший і супроводжується найбільшим видовженням ствола свердловини.

Коли не вдається стабілізувати зенітний кут, свердловини бурять за профілем “г”, який складається з чотирьох ділянок і відрізняється від попереднього заміною ділянок 3 і 4 на ділянку 4 природного зниження зенітного кута.

Профіль типу “д” складається з вертикальної ділянки 1 і ділянки набору зенітного кута 2. Профіль характеризується великою протяжністю ділянки 2, на якій проводяться роботи з відхилювачем. Цей профіль рекомендується застосовувати за умов, що сприяють природному викривленню свердловини, а також у тих випадках, коли можливе буріння без орієнтування відхилювача.

9.5 Види буріння похилих свердловин

У даний час застосовують такі види буріння свердловин:

а) послідовне буріння декількох похилих свердловин з одного майданчика, або так зване кущове буріння;

б) паралельне буріння двох свердловин з допомогою одного комплекта бурового обладнання однією буровою бригадою, або так зване двоствольне буріння;

в) буріння свердловин, які закінчуються декількома вибоями (багатовибійне буріння) або з горизонтальним входженням в пласт і горизонтально-розгалуженим розміщенням стволів.

Кущовим бурінням називають такий спосіб, при якому устя свердловин групуються на спеціальному майданчику, а вибої знаходяться в точках, що відповідають геологічній сітці розробки.

Одна з головних переваг кущового буріння - значне скорочення земельних площадок, що відводяться під одну бурову, а також під дороги, і прокладені до бурових трубопроводи. Найвигідніше вести кущове буріння на морських родовищах, у гірській, лісистій і болотистій місцевостях.

Для буріння з кущовим розміщенням свердловин на суші створені і успішно використовуються спеціальні бурові установки, в яких блоки основного і допоміжного обладнання можуть переміщуватись від устя пробуреної свердловини до устя нової свердловини по направляючих балках з допомогою гідравлічної системи.

Блоки з обладнанням переміщують так, щоб віддаль між устями перших шести-восьми свердловин була не менше 3 м. Після цього блоки переміщують на 50 м з метою створення протипожежного розриву між групами свердловин з такою ж віддаллю між устями.

Кількість свердловин в кущі можна збільшити, якщо є можливість зробити ще один протипожежний розрив і пробурити шість-вісім свердловин.

Двоствольне буріння. Суть цього методу буріння заключається в тому, що одна бригада з допомогою однієї бурової установки і одним комплектом бурильних труб одночасно бурить дві похилі свердловини, устя яких розміщені на віддалі 1,5 м одне від одного, а кінцеві вибої відповідно до геологічної сітки.

Двоствольне буріння передбачає можливість швидкого переходу від роботи в одній свердловині до роботи у другій з поперемінним суміщенням осі талевої системи з віссю однієї із свердловин і включенням при цьому в роботу одного з двох встановлених роторів. Поперемінне суміщення осі талевої системи з віссю однієї із свердловин з використанням відповідного ротора здійснюється застосуванням спеціальної вишки, пересувного кронблока з електроприводом, який керується з поста бурильника і двох роторів з додатковими вузлами для незалежного їх включення.

Послідовність робіт при бурінні цих свердловин така. На початку буріння талева система встановлюється над першим ближчим до лебідки ротором і під кондуктор буриться перша свердловина. Після закінчення буріння ствола у першій свердловині, спуску і цементування кондуктора талева система пересуванням кронблока встановлюється над другим ротором і буриться ствол під кондуктор у другій свердловині.

Буріння другого ствола, спуск і цементування кондуктора суміщають у часі з процесом затвердіння цементу у першому стволі. Дальше бурять поперемінно в обидвох стволах. При цьому порядок виконання спуско-підіймальних операцій у двоствольній свердловині відрізняється від звичайного: спуск і підйом суміщаються.

Метод двоствольного буріння підвищує продуктивність праці бурової бригади, покращує використання бурового обладнання та інструменту, підвищує комерційні швидкості буріння і знижує вартість 1 м проходки.

До недоліків двоствольного буріння належить збільшення простою кожної свердловини при ускладненнях і аваріях, а також ускладнення при експлуатації свердловини.

Багатовибійне буріння, або буріння з горизонтальним входженням у пласт, або горизонтально-розгалуженим розміщенням стволів проводять з метою збільшення поверхні фільтрації в нафтовому пласті, складеному стійкими породами з низькою проникністю і нафтовіддачею.

Розгалуження свердловини проводиться шляхом зарізки і буріння з основного ствола додаткових, різко зігнутих похилих або навіть горизонтальних стволів з відходом в бік на десятки і сотні метрів вздовж продуктивного пласта (рисунок 9.9).

Технологія проведення багатовибійної свердловини проводиться таким чином. До крівлі продуктивного пласта або дещо вище бурять звичайну свердловину. Від неї в продуктивному пласті в різні боки бурять відгалуження (додаткові стволи). У першу чергу до проектної глибини проводиться ствол, який має максимальне проектне відхилення. Решту додаткових стволів забурюють з нього послідовно знизу вверх.

При горизонтальному входженні в пласт (рисунок 9.10 а) свердловину бурять вертикально до вибраної глибини, а потім, орієнтуючи відхилювач по похилому профілю, входять у продуктивний пласт і бурять в ньому без відхилювача.

Рисунок 9.9 – Схема багатовибійного буріння свердловин

При горизонтально розгалуженому розміщенні стволів (рисунок 9.10 б) після буріння вертикальної ділянки свердловину розгалужують шляхом послідовного буріння декількох різко викривлених стволів. Відхилювач при цьому застосовують в момент забурювання розгалужених стволів, орієнтуючи площину їх дії в необхідному напрямку, а потім бурять без відхилювача.

Рисунок 9.10 – Схема горизонтального (а) і горизонтально-розгалуженого буріння свердловин (б)

При бурінні таких свердловин застосовують жорсткі відхилювачі з кутом перекосу різьб не менше 2 30, укорочені турбобури або електробури з механізмами викривлення.