Боковые стволы как основа технологии строительства разветвляющихся многоствольных скважин, 15 лет горизонтальному бурению боковых стволов

Боковые стволы как основа технологии строительства

разветвляющихся многоствольных скважин.

15 лет горизонтальному бурению боковых стволов.

( Дриллинг Сервисиз»)

(«Ассоциация буровых подрядчиков»)

Теоретические основы технологии бурения скважин с боковыми ответвлениями были разработаны инженерами и учёными ВНИИБТ в середине прошлого века. В 50‑х годах на нефтяных месторождениях СССР под руководством пробурено свыше 30 многозабойных скважин. В 1951 г. разветвление скважин начинается на Карташёвском месторождении Стерлитамакской области Башкирской АССР. Месторождение представляет собой рифовый массив мощностью от 100 м до 300 м с неравномерной проницаемостью в горизонтальном и вертикальном направлениях. Первые две многозабойные скважины (№№ 59/45, 64/45) на данном месторождении имели по три ответвления. В 1953 г. на Карташёвском месторождении построена уникальная скважина № 66/45 с 10 наклонными и горизонтальными ответвлениями от основного ствола. При вертикальной глубине 600 м общая длина ствола составила 1993 м, из которых 1760 м пройдено непосредственно в продуктивном пласте. Скважина № 66/45 после освоения эксплуатировалась с дебитом, равным дебиту нескольких десятком соседних вертикальных скважин [1]. Однако, не смотря на выдающиеся результаты, технология многозабойного бурения не была востребована нефтегазодобывающими предприятиями, поэтому в практике строительства скважин ответвления забуривались только в аварийных случаях. При этом проводку второго ствола производили неориентировано вдоль основного ствола.

В условиях резкого падения нефтедобычи в начале 90-х годов для стабилизации положения в отрасли необходимы были новые нестандартные решения. Одним из таких решений стала технология строительства горизонтальных боковых стволов (БС) из бездействующих и малодебитных скважин, фонд которых только в Западной Сибири на тот момент времени превышал 40 тысяч скважин.

Разработка технологии бурения направленных БС из скважин с эксплуатационными колоннами диаметром 140 мм, 146 мм и 168 мм осуществлялась на основе опыта бурения, полученного инженерами ВНИИБТ в процессе проектирования и строительства многозабойных скважин. При этом разработчиками был решён ряд принципиально новых технических задач:

-  ориентирование забойного двигателя-отклонителя в обсадной колонне, являющейся магнитной средой;

-  проектирование и расчёт параметров пространственного профиля наклонно-направленного и горизонтального БС;

-  разработка технологии забуривания БС с зарезного цементного моста в интервале, ограниченным окном в обсадной колонне;

-  конструирование специальных винтовых забойных двигателей для забуривания и бурения БС по среднему радиусу кривизны;

-  разработка алгоритма контроля и управления проводкой БС по проектной траектории;

-  создание технических средств для измерения параметров горизонтальной части БС;

-  разработка технологии подготовки БС к спуску хвостовика;

- разработка устройства для подвески хвостовика в обсадной колонне с последующим его цементированием.

К 1992 году учёными и конструкторами ВНИИБТ была завершена работа над технико-технологическим комплексом для бурения наклонных и горизонтальных БС из эксплуатационных колонн, который включал:

-  пакет программ для ЭВМ «Наклонно-направленное бурение - ННБ» для проектирования, контроля и управления проводкой БС;

- устройства для вырезания участка обсадной эксплуатационной колонны УВ-114 и УВУ168.

-  устройство для ориентирования забойного двигателя-отклонителя на основе гироскопа;

-  специальные зарезные безопорные долота;

-  малогабаритную телеметрическую систему ЭТО-36 с проводным каналом связи;

-  винтовые забойные двигатели серии ДГ диаметром 106 мм;

-  технологическую оснастку для перемещения геофизических приборов в горизонтальном стволе;

- подвеску хвостовиков типа УПГХ.

Опытно-промысловые работы по испытанию технико-технологического комплекса ВНИИБТ были проведены в г. г. при строительстве горизонтального бокового ствола из вертикальной скважины № 12130 на Ен-Яхинской площади Уренгойского газоконденсатного месторождения.

В интервале 1113÷1120,5 м с помощью вырезающего устройства УВУ-168 по всему сечению роторным способом была вырезана обсадная колонна диаметром 168 мм. Забуриваиие БС производили с цементного моста в интервале 1113,6÷1117,1 м следующей КНБК: долото Ш-139.7 Д-СЦВ, винтовой забойный двигатель-отклонитель (ВЗДО) ДГ‑106 с углом перекоса секций 3°30', гироскопическое ориентирующее устройство «Зенит-106», НКТ диаметром 101,6 мм.

При бурении БС использовался полимерный меловой раствор по рецептуре института «ТюменНИИгипрогаз».

Бурение участка БС с увеличением зенитного угла до кровли сеноманских отложений осуществляли с помощью КНБК: долото III-139,7 СЦВ (III -139,7 СВКШ), ВЗДО ДГ-106 (угол искривления 3°30' и 3°), бурильные трубы диаметром 89 мм и НКТ диаметром 101,6 мм. Фактический профиль БС показан на рис. 1. Хвостовик, составленный из НКТ-101.6 с фильтром длиной 108 мм, был подвешен в эксплуатационной колонне на специальной муфте. После освоения БС дебит скважины № 000 превысил дебит соседних наклонных скважин в четыре раза [2].

Рис. 1 Фактический профиль бокового ствола скважины № 000 Ен-Яхинская

Опытные работы по восстановлению производительности скважины в условиях шельфового месторождения были проведены в 1997 г. на нефтяном месторождении Белый Тигр, эксплуатацию которого осуществляет совместное российско-вьетнамское предприятие СП «Вьетсовпетро». Запланированная для бурения наклонно-направленного БС скважина № 74 расположена на морской стационарной платформе МСП‑6.

Эксплуатационная колонна диаметром 168 мм была вырезана в интервале 2555÷2565 м с помощью универсального вырезающего устройства УВУ-168. Для бурения наклонно-направленного БС использовались винтовые забойные двигатели ОДГ2-108 и ДГ-108. Средняя механическая скорость бурения составляла 4.5 м/час при осевой нагрузке на долото - 50 кН. Для бурения наклонно-прямолинейных интервалов профиля БС применялась КНБК: долото III 139.7 СЗ-ГАУ, винтовой двигатель ДГ-108 с центратором диаметром 134 мм. Бурение БС завершили на глубине 3067 м.

В БС был спущен "хвостовик" диаметром 101.6 мм, который в процессе цементирования закрепили в эксплуатационной колонне с помощью подвески УПГХ-101 [3].

В сложных горно-геологических условиях осуществлялось строительство горизонтальных БС на газоконденсатном месторождении (ГКМ) Штормовое в Черном море. Месторождение эксплуатирует украинское предприятие ГАО «Черноморнефтегаз».

Все работы по строительству БС производились с самоподъемной буровой установки «Таврида». Бурение БС в скважинах № 21 и № 22 Штормовая осуществляли из окна в обсадной эксплуатационной колонне диаметром 146 мм.

В скважине № 21 Штормовая БС планировалось забурить в отложениях верхнего палеоцена, где зенитный угол старого ствола равен 35.5°. а азимут - 85°. Цель бурения заключалась в пересечении горизонтальным стволом длиной 200 м высокопродуктивной части пласта в интервале вертикальных глубин м.

Проектный профиль БС включает интервал увеличения зенитного угла с 35.5° до 88.5° и азимута с 85°до 110°, а также прямолинейный горизонтальный участок. БС забурен с зарезного цементного моста на глубине 2131 м. Положение ВЗДО при забуривании постоянно контролировалось с помощью телеметрической системы ЭТО-ВНИИБТ [4, 5].

Фактический профиль БС, пробуренный из наклонной скважины № 21 Штормовая, представлен на рис. 2.

Рис. 2 Фактический профиль бокового ствола скважины № 21 Штормовая

По аналогичной технологии был пробурен горизонтальный БС из скважины № 22 Штормовая.

Уникальным, не имеющим аналогов в отечественной промысловой практике, является опыт бурения дополнительного ствола из горизонтального участка скважины № 28 Штормовая. За счёт бурения дополнительного ствола из башмака эксплуатационной колонны диаметром 146 мм длина горизонтального участка скважины № 28 Штормовая была увеличена на 150 м (рис. 3). Горизонтальный ствол скважины № 28 вместе с дополнительным стволом позволил отбирать газ и газоконденсат с периферийной части месторождения Штормовое.

Рис. 3 Фактический профиль горизонтального ствола скважины 28 Штормовая

Разработанная ВНИИБТ технология позволяет осуществлять строительство наклонных и горизонтальных БС при реконструкции скважины на суше и на море и включает следующие основополагающие технические решения:

-  вырезание эксплуатационной колонны по всему сечению в интервале между муфтами обсадной трубы;

-  очистка открытого ствола в интервале вырезания с последующей установкой зарезного цементного моста;

- ориентированное забуривание вертикального БС из обсадной колоны с использованием гироскопа;

-  проводка БС по среднему радиусу кривизны;

-  применение для бурения интервалов профиля КНБК с оптимальными размерами;

- подвеска хвостовика в эксплуатационной колонне с помощью специального устройства с пакером.

Значительный вклад в создание, промысловое испытание и внедрение технико-технологического комплекса для строительства наклонных и горизонтальных БС внесли учёные и конструкторы ВНИИБТ: , , , , , , , , , , , .

Работа по практическому применению и внедрению технологии бурения БС была бы невозможной без творческого участия специалистов нефтегазовых компаний России и зарубежных стран: , (ПО «Уренгойгазпром»), ,   (ГАО «Черноморнефтегаз»), , , (СП «Вьетсовпетро»).

Опыт бурения опорно-технологических скважин на нефтегазовых месторождениях на суше и на морском шельфе подтвердил высокую экономическую эффективность строительства горизонтальных БС.

Промышленное использование нефтяными компаниями России технологии бурения БС для реконструкции бездействующих и малодебитных скважин началось с середины 90-х годов. С 2000 г. объём строительства боковых стволов увеличивается исключительно высокими темпами, например, уже в 2005 г на месторождениях зарезку БС произвели в 332 скважинах [6]. В связи с большим количеством скважин-кандидатов для бурения БС, а также участков залежей, нерентабельных для строительства дополнительных новых скважин, до 2015 г. планирует построить 6500 БС [6]. На нефтяных месторождениях , находящихся в завершающей стадии разработки, планируется восстановить до 20% малодебитных нерентабельных скважин методом бурения БС [7]. Увеличиваются объёмы бурения БС на площадях, разрабатываемых нефтяными компаниями -Роснефть», , -ВР».

Анализ результатов эксплуатации горизонтальных БС на месторождениях за период г. г. показывает, что к 2005 г. средний дебит скважины снизился, как по жидкости, так и по нефти [6]. Это при том, что средняя протяжённость БС по пласту увеличивалась из года в год. Причём, если средний дебит жидкости на 10 м ствола уменьшается незначительно с увеличением средней протяжённости БС в пласте, то аналогичный показатель по нефти при этом снижался с гораздо большим темпом. Таким образом, данные, приведенные в работе [6], говорят о том, что возможности горизонтальных БС в условиях месторождений близки к своему пределу. Значительно более высокие показатели по данным указанной выше работы были получены при эксплуатации многозабойных скважин.

Опыт эксплуатации первых многозабойных скважин выявил ряд существенных проблем, связанных со сложностью освоения, контроля работы и ремонта каждого ответвления от основного ствола [1]. Дело в том, что в силу анизотропии горных пород пласта по пористости и проницаемости отбор пластового флюида производится неравномерно по контуру питания многозабойной скважины. При этом возможно обводнение одного или нескольких стволов, что приводит к обводнению скважины в целом. Поэтому необходим постоянный контроль и управление дебитом каждого ответвления, что предполагает в процессе работы скважины частичное или полное перекрытие отдельных БС. В сложных условиях интенсивно эксплуатируемых нефтяных месторождений «жизнь» боковых ответвлений может быть очень короткой, что существенно снижает эффективность многозабойных скважин. В целях повышения КИН и эффективности добывающих скважин предлагается новый подход к их проектированию и строительству, в соответствии с которым бурение боковых ответвлений осуществляется поэтапно в процессе эксплуатации скважины. Причём бурение ответвлений производится в ту область пласта, которая по данным гидродинамической модели является наиболее перспективной. При таком подходе повышается эффективность строительства и эксплуатации многоствольных скважин, так как архитектура такой скважины развивается в соответствии с текущим состоянием нефтяной залежи.

Конструкция эксплуатационной колонны разветвляющейся многоствольной скважины (РМС) в интервалах, где планируется забуривание ответвлений, должна предусматривать возможность формирования окна и подвески хвостовика. Профиль основного ствола такой скважины необходимо проектировать и оптимизировать с учётом минимальной суммарной длины всех запланированный к бурению ответвлений.

Выводы:

1. На стадии создания технологической схемы разработки месторождения требования к производству буровых работ должны предусматривать развитие обычных вертикальных, наклонных и горизонтальных скважин в разветвляющиеся многоствольные скважины.

2. Необходимо разработать типовые конструкции скважин и виды проектного профиля ствола для строительств разветвляющихся многоствольных скважин.

3. Для бурения разветвляющихся многоствольных скважин может быть использован комплекс технических средств, применяемый в настоящее время при строительстве боковых стволов.

Литература

1. «Вскрытие пластов многозабойными и горизонтальными скважинами», издательство «Недра», М., 1969 г.

2. , , , , Москвичев В. Н «Проводка дополнительного горизонтального ствола из эксплуатационной колонны бездействующей скважины», НТЖ «Нефтяное хозяйство», № 9, 1993 г.

3. , , , , , Ньяк Л. К., «Забуривание нового ствола их эксплуатационной колонны скважины 74 МСП-6 на шельфе Вьетнама», НТЖ «Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море», ВНИИОЭНГ, № 6÷7, 1997 г.

4. , , , «Вскрытие наклонно залегающих продуктивных пластов горизонтальным боковым стволом», НТЖ «Нефтегазовые технологии», № 1, январь-февраль, 2000 г.

5. , , , , , , , «Бурение горизонтального ствола из эксплуатационной колонны на шельфе Черного моря», НТЖ «Нефтяное хозяйство» № 2, 1997 г.

6. , «Анализ строительства боковых стволов в добывающих скважинах на месторождениях , НТЖ «Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море», № 2, 2007 г.

7. , , , «Развитие горизонтальной технологии разработки нефтяных месторождений Татарстана», НТЖ «Нефтяное хозяйство», № 8, 2003 г.



Подпишитесь на рассылку:


Смотрите полные списки: Профессии

Профессии: Техника и производство



Проекты по теме:

Строительство
Архивы:
А АкведукиАрхитекторАрхитектураАрхитектура МосквыАрхитектурно-строительный факультетАрхитектурное проектированиеАсфальтирование ББассейныБетономешалкаБуровзрывные работы ВВодопроводВодоснабжение и водоотводВодостокВыдача планов на земельные участки ГГазопроводГенеральные планыГеоинформационные системы и технологииГидроизоляцияГородское строительство и хозяйство ДДачи и коттеджиДачные домаДвериДеревоДеревообработкаДеревянные домаДизайн интерьераДолевое строительствоДома из клееного брусаДома из оцилиндрованного бревнаДымоход ЖЖилплощадь ЗЗастройкаЗащита прав потребителейЗемлепользованиеЗемлеустройствоЗемляные работыЗвукоизоляция ИИмущественное правоИнвентаризация объектовИнвестиции в строительствеИнженерно-геологические изысканияИнженерные системыИнтерьер ККаминыКвадратный метрКирпичная кладкаКондиционирование и вентиляцияКоттеджные поселкиКровля ЛЛандшафтный дизайнЛенточный фундаментЛесопилка ММалоэтажное строительствоМногоквартирные домаМонтажМонтажникМусоропровод ННормативные материалы ООбследование зданийОбщая площадьОбъекты для ввода в эксплуатациюОкнаОтделочные материалы и работыОтоплениеОхрана труда в строительствеОцилиндрованное бревноОчистка естественных и стоковых вод ППервоочередные объектыПечьПодрядное строительствоПолимербетонПолы и покрытияПотолкиПроектная документацияПроектные декларацииПроектные работыПроизводственная недвижимостьПромышленное и гражданское строительство РРемонтРемонт дорогРемонт жильяРемонт лифтовРемонт помещенийРемонтные работыРемонт жильяРеконструкцииРешения на строительство ССанитарные нормыСантехникаСметные нормативыСметыСоюзы строителейСтеныСтройматериалыСтроитель Строительнная: ТехникаБюджетыРаботыВыставкиКолледжиОрганизацииСтроительство жильяКвартир ТТеплоизоляцияТерриториальное планированиеТехническое обслуживание, ремонт и реконструкция зданийТраншеяТрубопровод УУправления капитального строительства ФФасадные работыФундамент ЧЧастный сектор ШШпатлевкаШпонШумоизоляция ЭЭкономика предприятий строительстваЭлектроинструментЭлектропроводкаЭлектротехнические работы
Основные порталы, построенные редакторами

Домашний очаг

ДомДачаСадоводствоДетиАктивность ребенкаИгрыКрасотаЖенщины(Беременность)СемьяХобби
Здоровье: • АнатомияБолезниВредные привычкиДиагностикаНародная медицинаПервая помощьПитаниеФармацевтика
История: СССРИстория РоссииРоссийская Империя
Окружающий мир: Животный мирДомашние животныеНасекомыеРастенияПриродаКатаклизмыКосмосКлиматСтихийные бедствия

Справочная информация

ДокументыЗаконыИзвещенияУтверждения документовДоговораЗапросы предложенийТехнические заданияПланы развитияДокументоведениеАналитикаМероприятияКонкурсыИтогиАдминистрации городовПриказыКонтрактыВыполнение работПротоколы рассмотрения заявокАукционыПроектыПротоколыБюджетные организации
МуниципалитетыРайоныОбразованияПрограммы
Отчеты: • по упоминаниямДокументная базаЦенные бумаги
Положения: • Финансовые документы
Постановления: • Рубрикатор по темамФинансыгорода Российской Федерациирегионыпо точным датам
Регламенты
Термины: • Научная терминологияФинансоваяЭкономическая
Время: • Даты2015 год2016 год
Документы в финансовой сферев инвестиционнойФинансовые документы - программы

Техника

АвиацияАвтоВычислительная техникаОборудование(Электрооборудование)РадиоТехнологии(Аудио-видео)(Компьютеры)

Общество

БезопасностьГражданские права и свободыИскусство(Музыка)Культура(Этика)Мировые именаПолитика(Геополитика)(Идеологические конфликты)ВластьЗаговоры и переворотыГражданская позицияМиграцияРелигии и верования(Конфессии)ХристианствоМифологияРазвлеченияМасс МедиаСпорт (Боевые искусства)ТранспортТуризм
Войны и конфликты: АрмияВоенная техникаЗвания и награды

Образование и наука

Наука: Контрольные работыНаучно-технический прогрессПедагогикаРабочие программыФакультетыМетодические рекомендацииШколаПрофессиональное образованиеМотивация учащихся
Предметы: БиологияГеографияГеологияИсторияЛитератураЛитературные жанрыЛитературные героиМатематикаМедицинаМузыкаПравоЖилищное правоЗемельное правоУголовное правоКодексыПсихология (Логика) • Русский языкСоциологияФизикаФилологияФилософияХимияЮриспруденция

Мир

Регионы: АзияАмерикаАфрикаЕвропаПрибалтикаЕвропейская политикаОкеанияГорода мира
Россия: • МоскваКавказ
Регионы РоссииПрограммы регионовЭкономика

Бизнес и финансы

Бизнес: • БанкиБогатство и благосостояниеКоррупция(Преступность)МаркетингМенеджментИнвестицииЦенные бумаги: • УправлениеОткрытые акционерные обществаПроектыДокументыЦенные бумаги - контрольЦенные бумаги - оценкиОблигацииДолгиВалютаНедвижимость(Аренда)ПрофессииРаботаТорговляУслугиФинансыСтрахованиеБюджетФинансовые услугиКредитыКомпанииГосударственные предприятияЭкономикаМакроэкономикаМикроэкономикаНалогиАудит
Промышленность: • МеталлургияНефтьСельское хозяйствоЭнергетика
СтроительствоАрхитектураИнтерьерПолы и перекрытияПроцесс строительстваСтроительные материалыТеплоизоляцияЭкстерьерОрганизация и управление производством

Каталог авторов (частные аккаунты)

Авто

АвтосервисАвтозапчастиТовары для автоАвтотехцентрыАвтоаксессуарыавтозапчасти для иномарокКузовной ремонтАвторемонт и техобслуживаниеРемонт ходовой части автомобиляАвтохимиямаслатехцентрыРемонт бензиновых двигателейремонт автоэлектрикиремонт АКППШиномонтаж

Бизнес

Автоматизация бизнес-процессовИнтернет-магазиныСтроительствоТелефонная связьОптовые компании

Досуг

ДосугРазвлеченияТворчествоОбщественное питаниеРестораныБарыКафеКофейниНочные клубыЛитература

Технологии

Автоматизация производственных процессовИнтернетИнтернет-провайдерыСвязьИнформационные технологииIT-компанииWEB-студииПродвижение web-сайтовПродажа программного обеспеченияКоммутационное оборудованиеIP-телефония

Инфраструктура

ГородВластьАдминистрации районовСудыКоммунальные услугиПодростковые клубыОбщественные организацииГородские информационные сайты

Наука

ПедагогикаОбразованиеШколыОбучениеУчителя

Товары

Торговые компанииТоргово-сервисные компанииМобильные телефоныАксессуары к мобильным телефонамНавигационное оборудование

Услуги

Бытовые услугиТелекоммуникационные компанииДоставка готовых блюдОрганизация и проведение праздниковРемонт мобильных устройствАтелье швейныеХимчистки одеждыСервисные центрыФотоуслугиПраздничные агентства

Блокирование содержания является нарушением Правил пользования сайтом. Администрация сайта оставляет за собой право отклонять в доступе к содержанию в случае выявления блокировок.