1. Техническая часть

2.1. Краткий анализ состояния техники и технологии направленного бурения на месторождении

Для бурения эксплуатационных скважин на месторождении применяются буровые установки типа «Уралмаш 4500/275 ЭК-БМ». Оснастка талевой системы 5х6. Для крепления скважин используется следующая конструкция: для перекрытия неустойчивых пород четвертичных отложений в интервале 0-50 м забивается направление диаметром 630 мм; для перекрытия неустойчивых отложений Тавдинской, Люлинворской, Талицкой свит на глубину 0-750 м спускается кондуктор диаметром 245 мм, затем на глубину 0-3900м спускают эксплуатационную колонну диаметром 178 мм.

Зачистку направления производят роторным способом, диаметр долота – 311,2 мм.

Бурение под кондуктор производится долотом PDC диаметром 311,2 мм. Набор кривизны при бурении наклонно-направленных скважин производится в интервале бурения под кондуктор. Бурение производится с промывкой полимер-глинистыми растворами.

Бурение под эксплуатационную колонну производится долотом PDC диаметром 220,7 мм.

2.2. Анализ достоинств и недостатков типов профилей наклонных и горизонтальных скважин

Проектный профиль ствола наклонной скважины включает вертикальный участок, участок начального искривления и сопряжённые между собой тангенциальные и искривлённые интервалы.

Профиль наклонной скважины определяют три его точки:

- устье скважины;

- точка вскрытия продуктивного пласта;

- конечный забой скважины.

По форме завершающего интервала все профили наклонно направленной скважины разделяются на три типа:

- S-образный;

- J-образный;

- тангенциальный.

S-образный вид профиля наклонной скважины применяется преимущественно в тех случаях, когда вскрытие продуктивного пласта стволом планируется с минимальным зенитным углом, а также при проектировании глубоких скважин.

J-образный профиль наклонной скважины целесообразно применять:

- в целях уменьшения зенитного угла ствола скважины в интервале размещения промежуточных обсадных колонн, а также в интервале установки и работы внутрискважинного эксплуатационного оборудования;

- для увеличения угла вскрытия продуктивного пласта при проектировании пологих скважин;

- с целью уменьшения сил трения и нагрузок на спускоподъёмное оборудование буровой установки;

- при строительстве кустовых скважин для обеспечения проектного смещения забоя скважины от вертикали и, соответственно, рационального количества скважин в кусте при выполнении требований к величине максимального зенитного угла в интервале расположения внутрискважинного оборудования для добычи нефти.

При тангенциальном профиле достигается максимальное смещение забоя скважины при минимальной величине зенитного угла ствола скважины. Этот профиль применяют для проектирования наклонно направленных скважин с большим смещением забоя от вертикали.

Профиль горизонтальной скважины состоит из направляющей и эксплуатационной частей. Эксплуатационная часть профиля расположена в продуктивном пласте и называется горизонтальным участком. Наличие такого участка является принципиальным отличием горизонтальной скважины от наклонной скважины, которое определяет методику проектирования и технологию проводки горизонтальных скважин.

При проектировании горизонтальных скважин используется только J-образный вид профиля. По величине радиуса кривизны направляющей части различают три вида профиля горизонтальной скважины – с большим (>190 м), средним (30-190 м) и малым (10-30 м) радиусами кривизны.

С большим (более 190 м) радиусом кривизны проектируют скважины, которые имеют значительное проектное смещение и длину горизонтального участка (600…1500 м и более). При строительстве таких скважин используется технология и техника наклонно направленного бурения, позволяющая получать максимальную интенсивность искривления в диапазоне 0,7…2,5 град. на 10 м проходки.

Достоинства профиля с большим радиусом кривизны:

- проводка скважины осуществляется с использованием обычных технических средств и технологии наклонного бурения;

- достигается максимальная длина горизонтального участка профиля;

- можно использовать различные технологии бурения, в том числе роторный способ;

- возможность применения обычных обсадных и бурильных труб;

- нет жёстких ограничений на выбор схемы заканчивания скважины;

- удовлетворяет всем требованиям технологии геофизических исследований и отбора керна.

Недостатки:

- значительная протяжённость открытых участков ствола, а следовательно, выше риски осложнений;

- большая длина ствола скважины приводит к увеличению времени бурения и стоимости скважины.

Профиль со средним радиусом кривизны применяют при строительстве новых скважин, а также боковых стволов. Проектирование профиля скважины осуществляют по радиусу 60…190 м, что соответствует интенсивности увеличения зенитного угла от 10º/10 м до 3º/10 м при максимальной длине горизонтального участка 450…900 м.

Достоинства скважин со средним радиусом кривизны:

- уменьшение длины открытого ствола;

- возможность проводить каротаж и отбор керна с применением стандартных устройств;

- более высокая точность проводки скважины.

Недостатки:

- необходимость использования некоторых видов специального бурового инструмента;

- требуются специальные забойные двигатели;

- значительные циклические нагрузки на бурильную колонну приводят к необходимости использования бурильных труб повышенной прочности;

- высокая интенсивность искривления ствола скважины ограничивает возможность выбора схемы заканчивания скважины.

Горизонтальные скважины с малым радиусом кривизны применяют при строительстве скважин на месторождениях с низким пластовым давлением, находящихся на поздней стадии эксплуатации, а также для бурения боковых стволов.

Профиль скважины с малым радиусом кривизны позволяет установить насосное оборудование в вертикальной части скважины, обеспечить наибольшую точность попадания её ствола в заданную область продуктивного пласта, а также производить бурение направляющей части профиля в межпластовых интервалах геологического разреза. При этом радиус кривизны ствола скважины составляет 10…30 м (интенсивность увеличения зенитного угла – 11…25º/10 м) при длине горизонтального участка от 90 м до 250 м.

Для бурения скважин по малому радиусу в компоновку низа бурильной колонны включают гибкие трубы и укороченный забойный двигатель.

Достоинства скважин с малым радиусом кривизны:

- минимальный интервал направленного бурения;

- высокая точность вскрытия пласта горизонтальным стволом;

- минимальная длина ствола.

Недостатки:

- необходимо специальное буровое оборудование и инструмент;

- ограничение по длине горизонтального интервала;

- проблемы, связанные с управлением азимутом, особенно при роторном бурении;

- нельзя использовать обычные системы для проведения каротажа скважины;

- ограничение на выбор схемы заканчивания.

В случаях, когда конструкция ствола скважины предусматривает установку в искривлённых интервалах ствола промежуточных колонн большого диаметра, используется комбинированный вид профиля. При таком виде профиля верхние интервалы, где располагается жёсткая обсадная колонна, проектируют с большим радиусом кривизны, а нижние – со средним или малым радиусом кривизны.