7.2 Види буріння похилих свердловин

У даний час застосовують такі види буріння свердловин:

1 Послідовне буріння декількох похилих свердловин з однієї площадки, або так зване кущове буріння;

2 Паралельне буріння двох свердловин з допомогою одного комплекта бурового обладнання однією буровою бригадою, або так зване двоствольне буріння;

3 Буріння свердловин, які закінчуються декількома вибоями (багатовибійне буріння) або з горизонтальним входженням в пласт і горизонтально-розгалуженим розміщенням стволів.

Кущовим бурінням називають такий спосіб, при якому устя свердловин групуються на спеціальній площі, а вибої знаходяться в точках, що відповідають геологічній сітці розробки.

Одна з головних переваг кущового буріння - значне скорочення земельних площадок, що відводяться під одну бурову, а також під дороги, і прокладені до бурових трубопроводи. Найвигідніше вести кущове буріння на морських родовищах, у гірській, лісистій і болотистій місцевостях.

Для буріння з кущовим розміщенням свердловин на суші створені і успішно використовуються спеціальні бурові установки, в яких блоки основного і допоміжного обладнання можуть переміщуватись від устя пробуреної свердловини до устя нової свердловини по напрямних балках.

Особливістю будови куща на морі є компактніше розміщення обладнання на естакадах, штучних островах, напівстаціонарних і плавучих суднах. Враховуючи специфіку буріння свердловин на морі, для таких умов створені спеціальні бурові установки.

Двоствольне буріння. Суть цього методу буріння полягає в тому, що одна бригада з допомогою однієї бурової установки і одним комплектом бурильних труб одночасно бурить дві похилі свердловини, устя яких розміщені на віддалі 1,5 м одне від одного, а кінцеві вибої у відповідності з геологічною сіткою.

Двоствольне буріння передбачає можливість швидкого переходу від роботи в одній свердловині до роботи у другій з поперемінним суміщенням осі талевої системи з віссю однієї із свердловин і включенням при цьому в роботу одного з двох встановлених роторів. Поперемінне суміщення осі талевої системи з віссю однієї із свердловин з використанням відповідного ротора здійснюється застосуванням спеціальної вишки, пересувного кронблока з електроприводом, який керується з поста бурильника і двох роторів з додатковими вузлами для незалежного їх включення.

Багатовибійне буріння, або буріння з горизонтальним входженням у пласт, або горизонтально-розгалуженим розміщенням стволів проводять з метою збільшення поверхні фільтрації в нафтовому пласті, складеному стійкими породами з низькою проникністю і нафтовіддачею.

Розгалуження свердловини проводиться шляхом зарізки і буріння з основного ствола додаткових, різко зігнутих похилих або навіть горизонтальних стволів з відходом в бік на десятки і сотні метрів вздовж продуктивного пласта (рис. 7.2).

Рисунок 7.2 – Схема багатовибійного буріння свердловин

7.3 Ускладнення в процесі буріння

Ускладнення при бурінні - це технологічна ситуація, яка призводить до порушення нормального ходу процесу буріння свердловини. Основні причини ускладнень:

1 Складні гірничо-геологічні умови буріння в окремих горизонтах (аномально високі або аномально низькі пластові тиски, несприятливі характеристики пластових флюїдів, наявність нестійких або розчинних порід та ін.);

2 Невідповідність інформаційного забезпечення про гірничо-геологічні умови фактичним даним;

3 Невідповідність технічного проекту на буріння свердловини, насамперед конструкції свердловини, гірничо-геологічним умовам буріння;

4 Організаційні фактори: несвоєчасне забезпечення буровими інструментами і матеріалами, низька кваліфікація і виконавча дисципліна бурового персоналу та ін.

До ускладнень належать:

1 Поглинання технологічних рідин (промивальних рідин і тампонажних розчинів);

2 Флюїдопрояви (газонафтоводопрояви);

3 Порушення цілісності стінок свердловини (утворення каверн, жолобів, звуження ствола);

4 Прихоплення колони труб.

Виникнення і несвоєчасна ліквідація одного ускладнення може спровокувати інше. Наприклад, поглинання промивальної рідини може викликати флюїдопроявлення у іншого пласта, причому флюїд може досягти устя свердловини, а може тільки перетікати з одного пласта в інший.

У даній класифікації місце кожного ускладнення вибрано довільно і не свідчить про його вагомість.

Поглинання промивальних рідин або тампонажних розчинів. Причина поглинань – порушення рівноваги гідравлічного тиску в свердловині і поглинаючому горизонті, що призводить до відходу технологічної рідини в пласт. Проникність пласта відповідає його природному стану або сформувалась через гідророзрив.

Різновидності поглинань:

1 Повне або катастрофічне поглинання, коли вся промивальна рідина, яка закачується в свердловину буровими насосами, розтікається по тріщинах і порожнинах породи, а до устя свердловини не доходить;

2 Часткове поглинання, коли частина рідини виходить в жолобну систему.

Попередження поглинань у процесі буріння. Основні методи для попередження поглинань можна умовно розділити на три групи:

1 Регулювання властивостей промивальних рідин;

2 Управління гідродинамічною обстановкою в свердловині при виконанні різних технологічних операцій (буріння, спуск-підйом, цементування та ін.);

3 Зміна характеристик поглинаючого пласта.

Флюїдопроявлення. До проявів належать самовільний вихід промивальної рідини, пластового флюїду різної інтенсивності (перелив, викид, фонтан) через устя свердловини по міжтрубному простору, бурильних трубах, міжколонному простору або заколонному простору за межами устя свердловини (грифони).

Причина флюїдопроявів - порушення рівноваги гідравлічного тиску в свердловині і проявляючому пласті, що призводить до надходження флюїду із пласта в свердловину

, (7.1)

де - тиск у свердловині;

- пластовий тиск.

Проникність пласта відповідає його природному стану або посилена гідророзривом.

Різновидності проявів:

1. Газопрояви (основна частина флюїду - пластовий газ або суміш пластових газів);

2. Нафтопрояви (основна частина флюїду - нафта);

3. Водопрояви (основна частина флюїду - пластова вода того чи іншого ступеня мінералізації);

4. Змішані флюїдопрояви (у свердловину надходить суміш різних флюїдів, з яких хоч би два флюїди приблизно в рівних кількостях, і їх сума складає більшу частину загальної кількості поступаючого флюїду).

Для попередження викидів і відкритого фонтанування у випадку флюїдопроявів необхідно:

1 Герметизувати устя свердловини превенторами, регулярно стежити за їх справністю, перевіряти надійність системи керування ними і своєчасно ліквідовувати виявлені дефекти.

2 Систематично контролювати якість промивальної рідини, яка виходить із свердловини (густину, вміст газу); при підході до горизонту з аномально високим пластовим тиском (особливо газовим) необхідно здійснювати безперервний контроль вказаних параметрів.

3 Перед розкриттям горизонтів з підвищеними коефіцієнтами аномальності необхідно завчасно довести густину промивальної рідини до норми (щоб не допустити проявів і поглинань).

4 Для розкриття горизонтів із підвищеним коефіцієнтом аномальності застосовувати промивальні рідини з малою водовіддачею, низьким статичним і динамічним напруженням зсуву та практично нульовим добовим відстоєм.

5 Здійснювати повну дегазацію промивальної рідини при необхідності припинити буріння і провести її заміну на свіжу з більшою густиною.

6 Мати на буровій запас промивальної рідини необхідної якості в кількості, не менше двох-трьох об’ємів свердловини.

7 При підйомі колони труб доливати в свердловину промивальну рідину з таким розрахунком, щоб рівень її завжди знаходився біля устя.

8 У складі бурильної колони необхідно мати зворотний клапан або над вертлюгом - кульковий кран високого тиску.

9 Не допускати тривалих простоїв свердловини без промивання.

10 При кожній промивці циркуляцію відновлювати при закритому превенторі на усті.

Ускладнення, викликані проявами сірководню. Природний і попутний нафтовий газ ряду родовищ містить сірководень, вуглекислоту та інші гази. У деяких родовищах їх вміст досить значний. Наприклад, родовища Прикаспію містять 29 % сірководню і до 25 % вуглекислого газу. Імовірність відкриття таких родовищ на великих глибинах буде зростати.