vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Бурение с коротким радиусом кривизны

Скважины с коротким радиусом кривизны

бурят для того, чтобы избежать проблем в вышележащих пластах, которые пришлось бы перекрывать хвостовиком, или когда приходится забуриваться ниже спущенного в скважину оборудования, например, из-под башмака обсадной колонны. В некоторых пластах криволинейный и горизонтальный участки можно полностью разместить в продуктивной зоне, не вскрывая глинистых пропластков и снижая риск прихвата труб (Рисунок

5- 13).

Искривленный участок бурят специальными КНБК для короткого радиуса кривизны. Такая КНБК включает долото, шарнирный забойный двигатель, немагнитную УБТ уменьшенной жесткости и телеметрическую систему. Высокопрочные бурильные трубы располагаются непосредственно над КНБК, что делает более безопасным прохождение колонны

Рисунок 5-13 через криволинейный участок скважины. В вертикальной части скважины используются бурильные

трубы обычной прочности.

Рисунок 5-14 Бурение скважин с коротким радиусом кривизны в Техасе. Зачастую ввиду малых размеров эксплуатационных объектов приходится бурить боковые стволы с коротким радиусом кривили)», чтобы не выйти за границы лицензированной территории и углеводородной належи. В соответствии с законами штата и границами лицензионного участка для данной скважины был выделен узкий 35-метровый коридор для первых 213 м отхода от [вертикали с последующим разворотом против часовой стрелки (рисунок справа). Уипсток был установлен на глубине 1572 м. радиус кривизны сква-

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

жины в точке вскрытия кровли продуктивного пласта составил 23 м. Бурение горизонтального участка продолжили без смены КНЬК. Возможность вращения забойной компоновки, применяемой компанией Анадрилл для бурения скважин с коротким радиусом кривизны, обеспечило надежный контроль за траекторией горизонтального участка. Кроме того. что скважина не вышла за граниты лицензионного участка, горизонтальный ствол почти по всей 488-метровой длине разместился в пределах продуктивного пласта .

При бурении скважин с длинным и средним радиусом кривизны интенсивность искривления определяется тремя элементами КНБК, находящимися в контакте со стенками скважины: долотом, наддолотным стабилизатором и первым стабилизатором над забойным двигателем. При искривлении по короткому радиусу все элементы, контактирующие со стенками скважины должны быть расположены ниже шарнира забойного двигателя. Этот шарнир, не влияя на интенсивность искривления, обеспечивает проходимость двигателя через участки скважины с большой кривизной. Конструкция шарниров рассчитана на бурение с вращением бурильной колонны. По усмотрению оператора и в зависимости от проходимых пород, для бурения могут быть использованы шарошечные или алмазно-твердосплавные долота.

Для искривления по короткому радиусу компания Анадрилл использует жесткую 1,2- метровую секцию забойного двигателя с изменяемым (над столом ротора) вылетом упорной пяты, являющейся верхней из трех контактных точек, определяющих радиус кривизны (Рисунок 5- 16). Такая компоновка за счет постоянного контакта со стенками скважины обеспечивает предсказуемость интенсивности искривления и относительную простоту контроля за проводкой горизонтального участка. Исключается необходимость замены двигателя при переходе от одного участка профиля скважины к другому. Контроль за траекторией скважины осуществляется с помощью извлекаемой телесистемы СЛИМ-1 с прибором гамма-каротажа для привязки к геологическому разрезу. Телесистему можно извлекать из скважины без подъема бурильной колонны. Конструкция телесистемы позволяет передавать по гидравлическому каналу информацию на поверхность при наборе кривизны по радиусу более 12 м. Для повышения качества контроля траектории датчик угла расположен в нижней части телесистемы прямо над силовой секцией забойного двигателя.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Рисунок 5-15 Схема расположения месторождения Алтуритас в Венесуэле (Южная Америка)

Недавно за счет бурения скважин с коротким радиусом кривизны компания ОКСИ увеличила добычу на месторождении Алтуритас в 48 км к востоку от озера Ма-ра- каибо в Венесуэле (Рисунок 5- 15). Над продуктивным горизонтом Марселина лежит пропласток каменного угля, который создает трудности при прохождении его наклонными стволами, что делало горизонтальные скважины экономически неэффективными, пока не появилась возможность набирать кривизну по короткому радиусу.

Скважина Алтуритас 22 работала с дебитом 47 м3/сутки. Решили увеличить дебит за счет бурения горизонтального ответвления с помощью системы компании Анадрилл для искривления по короткому радиусу. Планировалось установить съемный уипсток в 244,5-мм обсадной колонне, вырезать боковое окно, пробурить криво-линейный и горизонтальный участки бокового ствола, после чего передать скважину в эксплуатацию. Съемный уипсток позволил бы вернуться в старый ствол ниже окна и при необходимости пробурить еще несколько ответвлений.

С уипстока А-Z РackStock, установленного на глубине 3321 м, вырезали окно длиной 6 м, из которых 3 м бурили частично по породе. Для улучшения выноса стружки скважину промывали гелеобразующим буровым раствором. На глубине 3327 м зенитный угол увеличился до 3°. После этого перешли на буровой раствор на углеводородной основе и спустили КНБК для искривления по короткому радиусу. Пробурили 26 м и набрали зенитный угол 90 разместив горизонтальный участок ответвления в проектном коридоре 3349—3354 м (Рисунок 5- 17).

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Дальнейшее бурение вели по продуктивному горизонту, состоящему из ряда пропластков песчаника. Первая половина горизонтального участка скважины шла от нижнего пропластка вверх, пересекая все вышележащие пропластки. Потом скважину повернули вниз, не выходя за пределы продуктивной зоны. Бурение закончили, когда скважина пересекла сверху вниз все пропластки при отходе от вертикали 589м.

Успешность этого проекта можно оценить, исходя из текущего дебита и затрат. Боковой ствол не стали обсаживать и получили дебит 318 м3/сутки, что почти в семь раз превышает дебит типичной вертикальной скважины на месторождении. Дополнительные затраты составили 3,2 миллиона долларов США при исходной стоимости скважины 2,4 миллиона долларов США, то есть стоимость возросла незначительно в сравнении с увеличением дебита. Компания ОКСИ планирует продолжить бурение скважин такого типа.

Рисунок 5-16 Компоновка для бурении скважин с коротким радиусом кривизны. Применяемая компанией Анадрил шарнирная КНБК для искривления по короткому радиусу включает забойный двигатель-отклонитель, PowerPack и телесистему Слим-1, извлекаемую из скважины без подъема бурильной колонны. Угол искривления компоновки изменяется за счет регулирования вылета опорной пяты, расположенной под силовой секцией забойного двигателя.

Применение гибких труб

Использование гибких труб является одной из новых технологий при бурении боковых стволов (Рисунок 5-18). Этот способ особенно привлекателен при высокой стоимости мобилизации буровой установки. Наиболее эффективным применением гибких труб является бурение боковых стволов сквозь НКТ с поддержанием режима депрессии в скважине. Гибкие трубы позволяют оперативнее контролировать состояние скважин с низкими пластовыми давлениями. Отпадает необходимость подъема труб и глушения скважины, что повышает привлекательность технологии.

Новые КНБК для бурения гибкими трубами улучшают качество контроля за траекторией скважины и повышают эффективность работ. Одна из таких КНБК, названная системой VIPER, имеет кабельный канал связи с поверхностью для передачи электро-

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

энергии и информации и включает в себя телесистему для угловых измерений и устройство для поворота КНБК. Управляющие электросигналы передаются с поверхности по кабелю. При бурении с депрессией на пласт, когда промывка осуществляется раствором, вспененным воздухом или азотом, невозможно передать информацию по гидравлическому каналу, и его заменяет кабельный. В сравнении с гидравлическим кабельный канал увеличивает скорость передачи информации на несколько порядков и позволяет управлять всеми датчиками с поверхности.

Еще одним преимуществом системы VIPER является повышение эффективности бурения гибкими трубами. Электродвигатель над КНБК увеличивает вращающий момент на долоте и способствует осуществлению непрерывного и достаточно точного контроля за траекторией скважины.

Постоянное медленное вращение сглаживает траекторию скважины и уменьшает потери на трение КНБК о стенки скважины, что позволяет бурить скважины с большим отходом от вертикали. Возможность постоянно контролировать забойное давление в процессе бурения, промывки и спуско-подъемных операций обеспечивает поддержание заданной депрессии на пласт.

Рисунок 5-17 Профиль ответвления скважины Алтурнтас. Согласно проекту, боковой ствол вывели на горизонтальное направление по короткому радиусу кривизны в подошве продуктивной зоны. затем развернули вверх и после пересечения всех песчаных пропластков повернули вниз и еще раз пересекли все пропластки. После вскрытия нижнего пропластка бурение прекратили при смещении по горизонтали 589 м от точки забуривания. Из бокового ствола получили приток с семикратным увеличением дебита в сравнении с первоначальной вертикальной скважиной.

Система VIPER с колонной гибких труб