8 Доровских

06.03.2011

Строительство скважин с применением систем

управляемого роторного бурения

Введение

За последние 20 лет:

-средние российские запасы новых нефтяных и газовых уменьшились в 4 раза;

-доля крупных месторождений среди вновь открытых снизилась с 15 до 10%;

-значительно ухудшились коллекторские свойства продуктивных горизонтов и качественный состав насыщающих их флюидов;

-в большинстве регионов ресурсы нефти и газа до глубины 2500-3000 метров уже разведаны;

-в среднем из одного месторождения компания добывает не более 35 % нефти (мировая практика – более 50 %).

1

06.03.2011

Использование горизонтальных скважин

Подтвержденные извлекаемые запасы нефти в России для их эффективного освоения горизонтальными скважинами составляют около 7 млрд. тонн, в том числе по Западной Сибири

- около 5 млрд. тонн

Положительные факторы горизонтального бурения :

-значительно повышается отбор;

-создается новая геометрия дренирования пласта;

-растет производительность при наличии вертикальных трещин;

-создаются условия эксплуатации, при которых повышается компонентоотдача маломощных пластов;

-становится рентабельной разработка низкопродуктивных и практически истощенных пластов.

Основные направления в решении проблемы бурения горизонтальных и разветвленно-горизонтальных скважин

- разработка систем оптимального управления траекторией

глубоких ГС и РГС для различных геологических условий и способов бурения;

- разработка эффективных технических средств (отклоняющих, ориентирующих, стабилизирующих и измерительных) для бурения ГС и РГС.

2

06.03.2011

Применениеперспективныхтехнологийпри бурении ГС И РГС.

-Основной тенденцией при бурении горизонтальных скважин в настоящее время является комбинирование профилей с большим и средним радиусом участка искривления в целях наилучшего дренажа коллектора.

-В настоящее время реальностью стал факт бурения скважин, когда на 1 км их вертикальной глубины набирается свыше 10 км горизонтального участка.

-Недостатки управляемых систем бурения с гидравлическими забойными двигателями могут быть значительно сокращены при применении управляемых систем роторного бурения, в которых долото движется по заданной траектории при непрерывном вращении бурильной колонны.

Р А Д И У С о т 9 0 д о 2 1 0 м

о т 2 4 д о 6 0 о / 1 0 0 м 1 2 0 м

Методы отклонения долота

- Push-the-bit (приложение к долоту боковой силы)

- Point-the-bit (смещение оси вращения долота)

3

06.03.2011

SPERRY DRILLING SERVICES

Управляемая система роторного бурения Geo-Pilot

Бурение ствола скважины при вращении бурильной колонны

-Технология point-the-bit позволяет точно направлять ствол скважины в заданном направлении при вращении бурильной колонны.

-Темп набора кривизны инструментом и направление ствола регулируются во время бурения при нахождении долота на забое.

-Технология Geo-Pilot непрерывно предоставляет оперативную информацию в режиме реального времени по управлению траекторией скважины вблизи долота и оценке параметров продуктивного пласта, позволяющую точно определить местоположение ствола скважины.

SPERRY DRILLING SERVICES

Управляемая система роторного бурения Geo-Pilot

Принцип действия системы Geo-Pilot

Принцип действия заключается в отклонении крутящего вала на участке между долотом и бурильной колонной. Невращающаяся верхняя часть корпуса включает управляемый компьютером отклоняющий узел, состоящий из двух эксцентриковых колец. Эта пара эксцентриковых колец перемещает приводной вал от центра бурильного инструмента, приводя к гибкой деформации приводного вала, в результате чего долото отклоняется и происходит его ориентация. Все корректировки осуществляются без остановки бурения при нахождении долота на забое.

4

06.03.2011

SPERRY DRILLING SERVICES

Управляемая система роторного бурения Geo-Pilot

Возможности системы Geo-Pilot

•Система может использоваться при бурении вертикального участка.

•Возможен резкий уход от вертикали, при обеспечении направление ствола.

•Система обеспечивает требуемый темп набора кривизны, падение и выход на горизонтальный участок.

•Программное обеспечение для трехмерного пространственного управления ("cruise control").

•Полное исключение чередования

«ориентированного/ неориентированного» бурения.

•Питание системы от батарей.

•Изоляция внутренних компонентов от пластовых флюидов.

•Интеллектуальная система внутрискважинной диагностики.

Schlumberger

Системы управляемого роторного бурения PowerDrive.

PowerDrive – это инструмент для направленного 3-D бурения,

способный изменять угол и азимут при постоянном вращении колонны.

Основные разработки: -PowerDrive X5 -PowerDrive Xceed -PowerDrive vorteX (Xpress)

5

06.03.2011

Schlumberger

Системы управляемого роторного бурения PowerDrive.

PowerDrive X5.Принцип отклонения долота.

Метод отклонения долота: Push-the-bit (приложение к долоту боковой силы)

-Приложение боковой силы к долоту до появления бокового режущего действия долота

-Упоры выдвигающиеся из вращающегося корпуса

-Направление отклонения и интенсивность контролируются внутренними клапанами

-Bias Unit – механика, обеспечивающая отклонение долота

-Control Unit (Collar) – электроника, контролирующая отклонение

-Stabilizer – электроника, контролирующая связь с телеметрией в реальном времени

-Flex joint – гибкий переводник

Schlumberger

Системы управляемого роторного бурения PowerDrive.

PowerDrive X5. Принцип работы механики.

6

06.03.2011

Schlumberger

Системы управляемого роторного бурения PowerDrive.

PowerDrive X5. Технические преимущества.

-Schlumberger разработала абсолютно новою по конструкции, надежную и высокопроизводительную систему, в которой все внешние элементы вращаются.

-Быстрая и эффективная связь с прибором позволяет производить качественные измерения над долотом в реальном времени.

-Комбинация инклинометрии и азимутального ГК над долотом обеспечивает бурение в лучшем пласте.

-Управляемая система роторного бурения PowerDrive X5 работает при температурах до

150°C.

-Система способна автоматически поддерживать заданный угол (круиз-контроль).

-Также эта система позволяет оптимизировать поток раствора и прорабатывать скважину.

-Доказанная величина набора угла - 11°/30 м.

Прочная

секция Измерения над

отклонения долотом

Schlumberger

Системы управляемого роторного бурения PowerDrive.

PowerDrive X5. Спецификация.

-D прибора – 171,5 мм

-D ствола – 216-251 мм

-Расход – 18,3-50,5 л/с

-Макс температура – 150°C

-Макс. нагрузка на долото – 250 кН

-Макс. скорость вращения – 350 об/мин

-Макс. интенсивность набора угла – 11°/30 м

-Точность измерения угла - +/- 0.15; азимута - +/- 0.4

7

06.03.2011

Schlumberger

Системы управляемого роторного бурения PowerDrive.

PowerDrive Xceed

Метод отклонения долота: Point-the-bit (смещение оси вращения долота)

-Состоит из 3-х секций: генератор энергии, блок сенсоров и контроля, блок изменения направления.

-Высокая надежность.

-Возможность срезки с вертикали.

-Положение отклонителя, угол, азимут определяются в реальном времени.

-Прибор оптимизирован для процесса бурения: отсутствуют невращающиеся внешние части, нет зависимости от трения со стенками скважины, нет проблем с обратной проработкой, минимизирована возможность прихвата, ведет себя как ВЗД (нет зависимости от породы).

-Простой канал связи по раствору.

Schlumberger

Системы управляемого роторного бурения PowerDrive.

PowerDrive Xceed

Контроль направления

-Вращение инструмента передаётся на вал долота

-Ось вала долота смещена по отношению к оси прибора

-Электромотор вращает блок смещения против часовой стрелки с теми же оборотами, что и инструмент, обеспечивая его геостационарность

-Три точки контакта обеспечивают управляемость

8

06.03.2011

Schlumberger

Системы управляемого роторного бурения PowerDrive.

PowerDrive vorteX (Xpress)

Метод отклонения долота: Point-the-bit (смещение оси вращения долота)

Эта система рассчитана на бурение с применением винтового забойного двигателя. Всё остальное оборудование аналогично системе PowerDrive X5.

Преимущества:

-скорость бурения;

-меньшие требования к буровой;

-уменьшение износа колонны.

-Прямой двигатель 7:8

-Новое поколение подшипников

-Трансмиссия нового поколения

-Шламоуловитель

-Различные варианты стабилизации

Baker Hughes

Замкнутая система роторного бурения AutoTrak

Метод отклонения долота: Push-the-bit (приложение к долоту боковой силы)

Комплексная система бурения с проведением каротажа и измерений в процессе бурения (КПБ и ИПБ), обеспечивающая точное управление азимутом искривления ствола скважины при непрерывном вращении бурильной колонны. Система обеспечивает значительное улучшение буровых характеристик и качества ствола наклонно-направленных скважин, особенно при необходимости геонавигации, бурении скважин с большим отходом от вертикали и скважин со сложной траекторией ствола.

9

06.03.2011

Baker Hughes

Замкнутая система роторного бурения AutoTrak

Состоит из трех секций: управляющая секция, вращающийся импульсный генератор, блок измерений параметров скважины.

Система может быть использована для бурения скважин диаметром от

98,4 мм до 660,4 мм.

Возможно также использование системы совместно с устройствами для расширения скважин.

Принцип работы:

В этой системе применяются упоры переменного размера(направляющими ребрами, которые не вращаются вместе с колонной). Управление ими осуществляется с поверхности при помощи технологии гидроимпульсов, по буровому раствору (замкнутая гидравлическая управляющая система).

Schlumberger Возможность применения роторных управляемых

систем для увеличения нефтедобычи на стареющих местрождениях.

Роторное бурение через НКТ главным образом предполагает использование существующих скважин для доступа к незадействованным зонам пласта. В этом случае НКТ остаются на месте.

Преимущества технологии бурения через НКТ:прежде всего, улучшается коэффициент нефтеизвлечения — извлекаются те запасы нефти, которые в противном случае остались бы неизвлеченными.

Преимущества использования роторной управляемой системы (RSS), в случае если мы бурим через НКТ:

-увеличение отхода;

-способность RSS точно проводить ствол;

-высокая производительность бурения.

Технические характеристики: номинальный внешний диаметр — 79,4 мм, диаметр долота — 98,4 мм;

расширитель ствола может увеличивать ствол до 114,3 мм; максимальная интенсивность — 15° на 30 метров.

Можно применять RSS для бурения боковых стволов и возможно бурение на ГНКТ.

10