1.6 Похило-скероване буріння свердловин

У процесі буріння вертикальних свердловин помічено, що стовбур нерідко самочинно відхиляється від вертикального положення, набуваючи в просторі форму плавно вигнутої спіралі. Це зумовлено тим, що породи, які зустрічаються в розрізі свердловини, різної твердості, особливо, якщо вони залягають під кутом, сприяють відхиленню стовбура. Природне викривлення стовбурів дає можливість бурити похилі свердловини цілеспрямовано.

Широкі можливості для буріння похило-скерованих свердловин з’явились внаслідок винайдення турбобура і широкого впровадження турбінного буріння, вперше в світі запропонованого інженерами П.П.Шуміловим, Р.А.Іонесяном, Є.І.Тагієвим, М.Т.Гусманом. Суть цього способу буріння полягає в тому, що компоновка нижньої частини бурильної колони включає спеціальні пристрої, які створюють силу, що відхиляє долото від осі вже пробуреного стовбура свердловини в заданому азимуті. Колона бурильних труб у процесі турбінного буріння залишається нерухомою в горизонтальній площині, тому закріплення труб дає змогу витримувати заданий напрям буріння.

Похило-скеровані свердловини буряться з метою рівномірного розміщення видобувних свердловин на площі нафтоносності, коли за умовами поверхні (водойми, ріки, болота, громадські споруди) бурити вертикальні свердловини неможливо. Широко застосовується похило-скероване буріння під час розбурювання шельфів морів.

Важливим елементом проектування похило-скерованого буріння є вибір профілю буріння, який являє собою криву, розміщену у вертикальній площині. На практиці буріння похило-спрямованих свердловин найбільше розповсюджені чотири типи профілів (рис. 1.13).

Тип профілю вибирається залежно від умов буріння. Так, для однопластових родовищ рекомендується тип а, для багатопластових, глибоких – тип б, для крутозалеглих пластів (піднадсуви) – тип в, для багатопластових з глибиною не більше 2500 м – тип г.

У ході проектування профілів буріння враховується глибина буріння свердловин по вертикалі, відхилення вибою свердловини від вертикалі, а також інтенсивність набору кривини і скиду кривини, характерні для окремого регіону, в якому бурять свердловину.

Конкретний профіль буріння виконується за спеціального компонування низу бурильної колони. Для відхилення стовбура свердловини в заданому напрямку використовуються відхилювачі, які встановлюються безпосередньо над турбобуром. Компоновки низу бурової колони, обладнані відхилювачами різних типів, турбобурами і долотами, показано на рис. 1.14. Крива труба являє собою звичайну бурову трубу, вигнуту в нижній частині на відстані 1 … 1,5 м від ніпеля. Кут викривлення труби може становити 2 … 5°.

Кривий перевідник загальною довжиною 0,3…0,8 м має більшу жорсткість і тому при меншій кривині самого перевідника 1 … 2° забезпечує більш інтенсивніше набирання кривини стовбуром свердловини.

Рисунок 1.13 – Профілі похилих свердловин:

а – з трьох ділянок (1 – вертикального; 2 – ділянки набору кривини; 3 – прямолінійного); б – із чотирьох ділянок (1, 2, 3 – теж, що і в а; 4 – ділянка падіння кривини); в – із двох ділянок (1 – вертикального; 2 – ділянки набору кривини); г – із трьох ділянок (1 - вертикального; 2,3 – ділянка набору і перекручування кривини, відповідно); R – центральний кут

а б в

Рисунок 1.14 – Основні конструкції свердловинних відхилювачів при турбінному бурінні:

а – компоновка бурильної колони з кривою трубою; б – компоновка з кривим перевідником; в – компановка з відхилювачем; 1 – крива труба; 2 – турбобур; 3 – долото; 4 – кривий перевідник; 5 – відхилювач

Успішне буріння похило-скерованих свердловин дало змогу здійснити широке застосування кущового буріння на заболочених територіях Західного Сибіру, в Чорному, Каспійському і Північному морях. При кущовому бурінні гирла свердловин групуються в одному місці, а вибої направляються в точки, положення яких визначається геологічною сіткою розробки покладу нафти. При кущовому розбурюванні родовищ досягнуте відхилення вибоїв свердловин від вертикалі може бути на 1000м і більше від розміщення гирла. На окремих кущах розміщують до 16 свердловин. Застосування кущового буріння дає можливість значно скоротити будівельно-монтажні роботи, зменшити протяжність у будівництві доріг, ліній електропередач, нафтоводопроводів. Технологічний процес проводки кущових свердловин не відрізняється від проводки звичайних вертикальних або похило-скерованих свердловин.