Бурению горизонтальных скважин

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

*Возможно также проведение гамма-каротажа Рынок технологий для бурения бокового ствола будет развиваться, если

только скважины с боковыми стволами обеспечат экономически выгодную добычу углеводородов. Скважины с боковыми стволами представляют интерес,

так как они позволяют снизить стоимость проектов разработки. Трубопроводы и оборудование для добычи уже смонтировано, разрешение на проводку дополнительных стволов и перевод в эксплуатацию может быть получено в кратчайшие сроки. Имеются также возможности снижения расходов на бурение.

Это произойдет по мере освоения промышленностью технологии искривления скважин, и тогда во многих случаях расходы на проходку горизонтальных скважин снизятся на 25-50%. Усовершенствование характеристик оборудования и

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

поощрение буровых контрактов на такие виды работ приведет к еще большему снижению общих расходов на бурение.

С другой стороны, эти скважины должны увеличить дебит скважин, запасы нефти или коэффициент извлечения нефти (EOR). Эти преимущества должны подтвердиться.

Приведенные ниже рисунки иллюстрируют схемы, пригодные при проектировании горизонтальных боковых стволов. На них представлены типичные эксплуатационные скважины с промежуточной колонной,

установленной над продуктивным пластом и эксплуатационной колонной-

хвостовиком, установленной в наклонном участке, вскрывшем продуктивную зону.

Схема 1.

По схеме 1 в промежуточной колонне вырезается окно и проектируется профиль со средним радиусом искривления, чтобы получить горизонтальный участок в продуктивном пласте. Преимуществом этой схемы является то, что она может быть реализована относительно легко, взаимодействие горных пород с буровым раствором должно быть хорошо известно и можно выбрать максимальный размер эксплуатационной колонны-хвостовика.

К недостаткам схемы 1 относится то, что начало горизонтального участка будет находиться на некотором расстоянии от старой скважины и ориентирование горизонтального участка будет ограничено азимутом старой скважины. Если промежуточная колонна сильно изношена, может потребоваться ремонтная обсадная колонна-надставка. Это может ограничить размер бурильных и насосно-

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

компрессорных труб и отрицательно сказаться на экономических показателях проекта.

Схема 2

По схеме 2 окно вырезается в промежуточной колонне выше, чем предусмотрено в схеме 1, скважина забуривается в нижней стенке старой скважины и новый ствол бурится в форме буквы"S".

Преимуществом схемы 2 перед схемой 1 является то, что она дает большую свободу в приближении горизонтального участка к старому эксплуатационному участку под более строгим геологическим контролем.

Основным недостатком схемы 2 является то, что бурение "S "-образного криволинейного участка сопряжено с большим риском. Это приводит к удлинению и удорожанию скважины, увеличивает крутящий момент и нагрузку на крюке при подъеме и ведет к большему износу промежуточной колонны.

Схема 3

Схема 3 предусматривает вырезание окна в эксплуатационной колонне-

хвостовике, забуривание нового ствола и бурение горизонтального участка меньшим диаметром.

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Преимуществом здесь является то, что длина нового ствола и его закрепленного участка может быть сведена до минимума и начало горизонтального участка будет ближе к старой скважине, чем в схеме 1.

К недостаткам относится то, что в скважинах малого диаметра можно проводить только гаммакаротаж, а не полный объем измерений в процессе бурения. К тому же ориентация горизонтального участка будет ограничена направлением старой скважины, а эксплуатационная колонна-хвостовик должна иметь малый диаметр.

Схема 4

В схеме 4 промежуточная колонна срезается и извлекается. Новый ствол бурится из точки ниже башмака предыдущей обсадной колонны. Выше продуктивного пласта устанавливается новая промежуточная колонна. Очевидно,

что это даёт большую свободу действий при проводке горизонтального участка и работ по заканчиванию скважины, но эта схема является самой дорогой из четырёх.

Главная проблема бурения боковых стволов в настоящее время связана с большими затратами времени на забуривание нового ствола. Усовершенствование конструкций райберов позволило вырезать окно за один рейс. Проблемы с некачественными цементными мостами в скважине были решены предварительным расширением участка установки моста-пробки и установкой уипстока в обсадной колонне без его цементирования.

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Заключение

Для любой новой технологии или ее усовершенствования все сложности преодолеваются в ходе её широкого применения. Имеются проблемы с существующей в настоящее время технологией забуривания нового ствола

(например, отклоняющие клинья ориентируются неточно или проворачиваются после установки). Существуют также проблемы с вырезанием окна в обсадной колонне и вытеснением цемента при установке цементных мостов. Эти проблемы приводят к перерасходу средств и времени. Затраты времени и средств на забуривание нового ствола по существующей технологии составляют примерно

10-20% общих затрат на строительство скважины. Необходима надежная недорогая технология забуривания нового ствола, включающая вырезание окна и забуривание нового ствола.

Следует увеличить возможности скважинных приборов малого диаметра для ориентирования забурочных приспособлений, геофизических исследований скважины и оценки продуктивного пласта. Это особенно важно для каротажных приборов при забуривании новых стволов из обсадной колонны диаметром 114

мм (4 1/2 дюйма). Некоторые из этих приборов уже имеются, но они станут доступными только в том случае, если в них появится настоятельная необходимость. У некоторых поставщиков есть система измерений в процессе направленного бурения, которая может быть укомплектована прибором для гамма-каротажа для забуривания нового ствола из обсадной колонны диаметром

114 мм (4 1/2 дюйма).

Малый диаметр скважин и высокая интенсивность их искривления будут ограничивать выбор схем заканчивания скважины и возможно длину горизонтального участка. Большинство скважин будут заканчиваться, видимо,

открытым стволом или с креплением щелевидным хвостовиком в силу дешевизны и простоты этих схем. Для некоторых случаев потребуются более сложные схемы заканчивания с использованием заколонного пакера. Трудно прогнозировать возможную длину горизонтального участка скважины, но ожидается, что бурение участка длиной 500 м (1625 фут.) не будет представлять проблему. О длине

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

горизонтального участка, необходимой для успешного бурения бокового ствола,

говорить немного сложнее.

Как всегда, определение свойств продуктивного пласта будут сдерживающим фактором, связанным с ограниченным ассортиментом каротажных приборов, которые можно использовать в скважинах малого диаметра.

Можно ожидать, что в дальнейшем предпочтительной будет технология бурения по среднему радиусу искривления. Промышленность разрабатывает приборы и методы для бурения скважин малого диаметра, чтобы забуривание новых стволов из обсадной колонны диаметром 114 мм (4 1/2 дюйма) стало возможным и обычным делом. Количество горизонтальных скважин будет непрерывно расти и значительную часть среди них составят скважины с боковыми стволами.

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Раздел 6

Основы планирования скважин

Тщательная разработка проектов в направленном бурении до начала реальных работ является наиболее важным фактором успеха. Каждая направленная скважина - уникальна в смысле ее специфических характеристик.

На стадии планирования необходимо тщательно согласовать все аспекты работы с учетом конкретных условий. В задачи направленного бурения входит бурение скважины из одной точки (расположенной на поверхности) в другую (цель) таким образом, что в дальнейшем она могла бы использоваться по первоначальному назначению. В первую очередь мы должны определиться с местоположением скважины на поверхности и целью.

Расположение на поверхности.

Первое, что необходимо сделать - это определиться в локальной системе координат и выбрать опорную точку на земной поверхности. Координаты цели

"привязываются" затем к этой точке.

Район цели

При бурении направленной скважины, происходит постоянное отслеживание траектории ствола и проверка соответствия его параметров конечной цели. Часто бывает необходимым проведение дорогостоящих исследований, чтобы убедиться в том, что все необходимые параметры выдерживаются. Доступная на сегодняшний день технология позволяет бурить скважины с очень высокой точностью. Стоимость во многом зависит от точности выдерживания запланированных параметров скважины в рамках пределов, необходимых для входа в заданную точку.

Хорошее взаимодействие

с департаментами геологии и разведки до начала работ по бурению поможет избежать многих ошибок и осложнений. Это важно и при возникновении вопроса о корректировке ствола. Первое, что необходимо сделать при изменении азимута -

консультация с департаментом геологии.

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Профиль скважины

Зная расположение буровой на поверхности и положение конечной точки забоя, можно определить наилучший геометрический профиль скважины. В

основном, все направленные скважины можно подразделить на следующие типы:

*Вертикальные

*Наклонные

*'S'-образные

*Горизонтальные

Выбор профиля определяется геологическими параметрами и механизмом продуктивности скважины. После выбора типа профиля, можно приступить к проектированию. С точки зрения направленного бурения, в первую очередь необходимо определить следующее.

Определение точки зарезки

Точкой зарезки называется точка ствола на данной глубине от поверхности,

где скважина должна быть отклонена от вертикали в данном направлении при данном наборе угла.

Выбор точки зарезки делается исходя из геометрических характеристик профиля скважины и геологических особенностей.

Определение интенсивности набора и падения угла

Максимально допустимая интенсивность набора/падения угла обычно

определяется исходя из учета следующих обстоятельств:

*Глубиной скважины

*Ограничениями по максимальным значениям крутящего момента

*Большая кривизна ствола на каком-либо участке приводит к повышению крутящего момента и затяжкам при проходке оставшейся части скважины. Это может оказаться ограничивающим фактором для проникновения в более глубокие горизонты.

*Геологическими свойствами формации, через который этот участок должен проходить. В мягких формациях часто бывает невозможным достижение высоких скоростей проходки при больших углах наклона ствола.

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

*Механическими ограничениями бурильных и обсадных колонн.

Механическими ограничениями каротажного оборудования и эксплуатационных колонн.

Оптимальная интенсивность набора/падения угла в обычных скважинах меняется от места к месту, но обычно находится в диапазоне 1,5-3

град./100фт(30м)

После того, как желаемые интенсивности набора / падения угла будут определены, приступают к определению точки зарезки. С математической точки зрения, скважины можно разделить на две категории в зависимости от того,

больше или меньше радиус кривизны на участке закривления чем полный отход от вертикали.

Вычисление траектории

Скважина наклонного типа

где радиус кривизны на участке закривления меньше максимального отхода от вертикали (см. рис. 6.1)

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts