Заканчивание дополнительных стволов нефтедобывающих скважин

1.Траектории стволов выбранной скважины и соседних скважин должны быть достаточно достоверными для исключения их пересечения;

2.Пространственное положение интервала забуривания по отношению к горизонтальному участку должно быть оптимальным с экономической точки зрения (величина отхода точки забуривания в начале эксплуатационного забоя должна быть минимальной, но не менее величины, определяемой техническими возможностями строительства дополнительного ствола);

3.Траектория дополнительного ствола должна иметь минимальную вероятность пересечения с существующими и проектными стволами соседних скважин;

4.Допустимая величина разности азимутальных направлений основного ствола и горизонтального участка не должна превышать величины, определяемой техническими возможностями строительства дополнительного ствола;

5.Поиск оптимальных вариантов, отвечающих техникоэкономической целесообразности использования обводненных и бездействующих скважин, должен осуществляться с использованием автоматизированных программ.

Для бурения дополнительного ствола с горизонтальным участком, зарезка должна проводиться выше кровли продуктивного пласта на расстоянии не менее 150 м (по вертикали) в зависимости от зенитного угла и азимута в месте зарезки (рисунок 1). Параметры траектории: 1 – участок набора угла – до 25°–40°; 2 – участок стабилизации при бурении; 3 – падения зенитного угла; 4 – участок добора зенитного угла до 90° с выходом в продуктивную часть; 5 – горизонтальный участок.

При выборе траектории бурения второго ствола необходимо рассматривать в первую очередь возможность безаварийной проводки скважины. Необходимо исключать траектории S-об- разного профиля и бурение «под себя» как аварийно-опасные траектории, так как увеличивается вероятность встречи с материнским стволом [147].

11

elib.pstu.ru

позволяют оптимизировать процесс и снизить затраты при бурении вторых стволов скважин. Это использование клинаотклонителя, который устанавливается не разгрузкой его на предварительно установленный и опрессованный цементный мост, а спускается на гофрированной трубе, при помощи ГИС привязывается к проектной глубине и фиксируется путем создания давления и раздутия трубы. Использование этого вида отклонителя исключает риск аварии в результате преждевременного заякорения клина-отклонителя в процессе его транспортировки на заданную глубину, что нередко происходит с отклонителями стандартного исполнения в эксплуатационных колоннах с различной толщиной стенки колонны и на участках набора кривизны. Данная технология исключает проведение дополнительных работ, связанных с установкой цементного моста под клин-отклонитель, его опрессовкой и дополнительной подбуркой до заданной глубины, что позволяет сэкономить до 300– 400 тыс. руб., или до 4–5 дней дополнительных работ [15].

Врезультате проведенных операций по строительству горизонтальных ответвлений в 10 скважинах на четырех месторождениях ОАО «Сургутнефтегаз» (рисунок 2) был получен значительный прирост дебитов нефти. Максимальный дебит (110,8 т/сут.) получен в результате строительства БС на скважине №3725 пласта ЮС1 Федоровского месторождения. Максимальный объем нефти и самый продолжительный период стабильной работы получен по скважине №3477 пласта БС18-22 Быстринского месторождения – 23,98 тыс. т.

Врезультате строительства горизонтальных ответвлений из основного горизонтального ствола можно сделать следующий вывод: бурение колтюбинговой установкой разветвленных дополнительных стволов приводит к увеличению дебитов и добычи нефти как в слоисто-неоднородных, так и в однородных пластах. В однородных коллекторах за счет увеличения зоны дренирования, а в слоисто-неоднородных – за счет подключения ранее не вскрытых пропластков, а также более полного охвата уже разрабатываемых пропластков [58].

13

elib.pstu.ru

20 до 60 т. В то время как при бурении наклонно-направленных скважин приток с пласта ЮС2 отсутствовал.

Благодаря телеметрической LWD-системе в процессе бурения можно оперативно получать информацию о литологическом строении пласта, характере насыщения, направлении и пространственном положении горизонтального части ствола в процессе проводки. Система позволяет оптимизировать траекторию ствола, провести горизонтальный участок по нефтенасыщенной зоне пласта. Появилась возможность бурить горизонтальные скважины на пласты с нефтенасыщенными толщинами до двух метров [1].

1.2. Многозабойные и многоствольные скважины

Рассматриваемый способ, относящийся к технологии бурения дополнительных стволов из эксплуатационных скважин, эффективен для бурения дополнительных стволов в малодебитных, обводнившихся и бездействующих скважинах. Однако для строительства новых скважин известный способ не эффективен ввиду того, что в основной ствол для зарезки дополнительного ствола устанавливается отклонитель несъемной конструкции, в результате чего ликвидируется основной ствол и уменьшается добывная возможность скважины. Более выгодным с экономической и технологической точки зрения является способ проведения и крепления многозабойной скважины, заключающийся в бурении основного ствола до последнего по глубине разветвления, креплении основного ствола трубами, бурении дополнительных стволов с последующим их креплением хвостовиками из основного ствола.

Недостатками данного способа являются:

–исключение основного ствола скважины из процесса отбора флюида непосредственно из какого-либо пласта с снижение добывных возможностей скважины;

–сложность при бурении дополнительных стволов, так как необходимы дополнительные устройства для изоляции каждого

15

elib.pstu.ru

из пробуренных и закрепленных стволов и дополнительные спуско-подъемные операции для их установки при бурении и креплении очередного дополнительного ствола;

–сложность при освоении дополнительных стволов в связи

стем, что необходимы дополнительные приспособления и устройства для попадания в каждый отдельный ствол и дополнительные спуско-подъемные операции для их установки в процессе освоения многозабойной скважины;

–при появлении водопритока в одном из дополнительных стволов требуются дополнительные гидродинамические исследования каждого ствола;

–необходимы дополнительные спуско-подъемные операции для разбуривания верхних легкосплавных бурильных труб, входящих в эксплуатационную колонну, при креплении дополнительных стволов.

Техническими задачами технологии являются: повышение добывных возможностей скважины, связанных с тем, что основной ствол проводится в толще продуктивного пласта и участвует в отборе флюида – при этом сохраняются коллекторские свойства пласта за счет исключения операции цементирования основного ствола в толще продуктивного пласта; упрощение технологии бурения, крепления и освоения многозабойной скважины за счет того, что съемный герметизирующий отклонитель позволяет изолировать каждый бурящийся ствол от ранее пробуренных, закрепленных и освоенных стволов; осуществление контроля за состоянием каждого отдельного ствола в процессе его бурения, крепления и освоения за счет того, что каждый ствол последовательно бурится, крепится и осваивается, после чего строится следующий ствол; исключение спускоподъемных операций для разбуривания труб в эксплуатационной колонне после крепления дополнительных стволов хвостовиками в связи с тем, что хвостовики крепятся без входа в эксплуатационную колонну основного ствола, и, как следствие,

16

elib.pstu.ru

значительное снижение временных, трудовых и материальных затрат [140].

Решение поставленных задач достигается способом проведения, крепления и освоения многозабойной скважины, включающим проведение основного ствола, бурение, крепление его трубами, бурение дополнительных стволов с последующим их креплением хвостовиками с использованием съемного отклонителя для герметизации основного и дополнительных стволов и освоение скважины.

Технология включает (рисунок 3) бурение основного ствола 1 до кровли продуктивного пласта 2 с набором зенитного угла. Далее обсаживается основной ствол 1 скважины металлическими обсадными трубами 4, а затем производится крепление их заливкой цементным раствором 3.

Рис. 3. Многоствольная скважина с горизонтальным окончанием

После этого продолжается бурение основного ствола 5 в толще продуктивного пласта 2 диаметром, обеспечивающим прохождение бурильного инструмента через обсадные трубы эксплуатационной колонны, до проектной глубины. Затем спус-

17

elib.pstu.ru

кается хвостовик 6, скомпонованный из экспандируемых труб. Производится расширение экспандируемых труб компоновкой роликовых развальцевателей. Выполняется гидромеханическая перфорация в нижней части экспандируемых труб. При этом образуются перфорационные каналы – фильтр 7. Далее осуществляется освоение основного ствола 5.

Для проведения первого дополнительного ствола 8 в основном стволе 5 на проектной глубине выше зоны перфорации 7 основного ствола устанавливается съемный герметизирующий отклонитель 9 и вырезается окно в экспандируемых трубах 6. Далее осуществляется проводка первого дополнительного ствола 8 до проектной глубины, а затем ствол обсаживается и крепится с помощью хвостовика 10, скомпонованного из профильных перекрывателей с пакерами 11. Производится перфорация хвостовика 10. При этом образуются перфорационные каналы – фильтр 7. Далее осуществляется освоение дополнительного ствола 8. Съемный герметизирующий отклонитель 9 изолирует основной ствол 5 от воздействия промывочной жидкости, выбуренной породы и воздействия гидравлического давления, возникающего в процессе бурения, крепления и освоения дополнительного ствола.

Для проведения второго дополнительного ствола 8 съемный герметизирующий отклонитель 9 переустанавливается в основном стволе в сторону кровли продуктивного пласта 2. В экспандируемых трубах 5 проводится вырезание окна, а затем осуществляется проводка второго дополнительного ствола 12 до проектной глубины. Далее обсаживается и крепится ствол с помощью хвостовика 13, аналогично креплению первого дополнительного ствола 8, а затем производятся перфорация 7 и освое-

ние [14].

Такая технология бурения многозабойной скважины с горизонтальным окончанием обеспечивает повышение добывных возможностей скважины за счет увеличения поверхности вскрытия пласта и расширения зоны дренирования из-за того,

18

elib.pstu.ru

что основной ствол участвует в отборе флюида, сохранение коллекторских свойств пласта благодаря тому, что исключаются операции цементирования основного ствола скважины в толще продуктивного пласта, упрощение технологии бурения, крепления и освоения многозабойной скважины за счет того, что съемный герметизирующий отклонитель позволяет изолировать пробуренные, закрепленные и освоенные стволы от следующего бурящегося ствола и исключаются операции по установке и снятию различных пробок и пакеров для изолирования ранее пробуренных стволов. Также данный способ позволяет осуществить контроль состояния каждого отдельного ствола в процессе его бурения, крепления и освоения (каждый ствол последовательно бурится, крепится и осваивается, после чего строится следующий ствол). Кроме того, исключаются операции по разбуриванию легкосплавных труб в основном стволе после крепления дополнительных стволов хвостовиками в связи с тем, что хвостовики крепятся без входа в основной ствол. И, как следствие, данная технология позволяет значительно снизить временные, трудовые и материальные затраты на проведение, крепление и освоение многозабойной скважины.

Экономическая эффективность используемого метода в зависимости от количества дополнительных стволов составляет 9– 12 млн руб. на одну скважину [98].

19

elib.pstu.ru

2. СХЕМЫ ЗАКАНЧИВАНИЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ СТВОЛОВ СКВАЖИН

Значительное снижение дебитов скважин связано не только с истощением крупных месторождений, низкими коллекторскими свойствами и другими особенностями новых месторождений, но и с низким качеством вскрытия пластов, крепления и освоения скважин.

В связи с резким повышением капитальных затрат на строительство скважин, совершенствование технологии заканчивания скважин при вскрытии низкопроницаемых коллекторов, направленное на максимальное сохранение коллекторских свойств продуктивных пластов, снижение материальных и энергетических затрат имеет важное значение.

Заканчивание скважин является важнейшей операцией для обеспечения ее высокой продуктивности, которая охватывает весь цикл работ от начала вскрытия продуктивного пласта бурением и до ввода скважины в эксплуатацию. Метод заканчивания зависит от условий залегания продуктивного объекта и способа эксплуатации скважины, но в то же время оказывает влияние на условия эксплуатации, сохранение коллекторских свойств пласта, продуктивность скважины, выбор оборудования и проведение ремонтных работ.

Заканчивание строительства скважины включает:

–первичное вскрытие продуктивных пластов посредством бурения ствола;

–испытание пластов в период бурения;

–крепление ствола скважины и разобщение пластов обсадными трубами и тампонажными материалами;

–вторичное вскрытие продуктивных пластов перфорацией;

–вызов притока флюида из продуктивных пластов;

20

elib.pstu.ru