Технология повышения нефтеотдачи посредством глубокого дренирования продуктивного коллектора Серия: «Нефтегазовое дело» Выпуск V Практическое пособие (стр. 8 )

Главной причиной протекания этого процесса является проходка дренажного канала либо с помощью режущего либо гидродинамического инструмента при непрерывной промывке забоя промывочной жидкости под давлением, т. е. при репрессии на пласт, что приводит к неизбежной закупорке флюидопроводящих пор горной породы и, соответственно, к снижению ее проницаемости и, как следствие, к падению продуктивности.

Одним из эффективных методов предупреждения кольматации ПЗП продуктивного пласта в процессе его как первичного, так и вторичного вскрытия, является бурение дренажных каналов на депрессии [125].

Технология вскрытия пластов на депрессии (в условиях отрицательного перепада давления в системе скважина-пласт или ОПД) для нефтегазодобычи не нова. Однако новейшие методы  применения данной технологии, возникшие в сочетании с технологиями горизонтального бурения и применение установки гибких труб, получили значительное развитие только в 1990 годах, когда особое внимание стало уделяться разработке труднодоступных и низкопродуктивных горизонтов, а также значительно повысились требования к охране окружающей среды и безопасности работ. Постоянный поиск оптимальных методов  добычи углеводородов поднял на значительно качественный уровень разработку и создание новых видов оборудования и материалов. Была установлена непосредственная связь научного потенциала с практикой, благодаря которой опыт, накопленный на месторождениях непосредственно внедрялся в проектирование, а создаваемые по таким проектам новые образцы оборудования, приборов и сопутствующих материалов проходили испытание на производстве, давая потпитку дальнейшему своему совершенствованию.

Сегодня специалисты оценивают возможности направленного бурения в повышении коэффициента нефтегазоотдачи в десятки раз. И хотя направленное бурение более сложное, чем вертикальное, освое­ние этой технологии во всём мире ведётся бурными темпами.

Технология горизонтального бурения на депрессии с применени­ем установки гибких труб представляет собой органичное соединение трёх технологий: бурения на депрессии, горизонтального бурения и технологии применения гибкой трубы. Каждая из этих технологий прошла свой путь развития до того уровня, когда стало возможным их объединение.

Условия ОПД в системе скважина-пласт

При бурении на депрессии гидростатическое давление буровой жидкости в стволе скважины меньше пластового давления, что спо­собствует поддержанию притока пластовой жидкости в скважину и сохранению коллекторских свойств пласта.

Уже начиная с 1950 годов, бурение при депрессии начало прино­сить свои положительные результаты. Хотя скважину бурили на де­прессии только до зоны покрывающей продуктивный пласт, а продук­тивный пласт бурился при превышении пластового давления для воз­можности осуществления контроля за скважиной, скорость такого бу­рения увеличивалась за счёт использования воздуха в качестве промы­вочного агента. Газообразная промывка, однако, создавала опасность пожаров и коррозии на забое, поэтому с 1960-х годов в качестве про­мывочной жидкости стал всё чаще применяться жидкий азот. Три де­сятилетия до 70-х годов газообразный промывочный агент оставался в использовании по инерции накопленного опыта. Проблема состояла в том, что из-за сжимаемости газов не было возможности предсказать фактические параметры давлений на забое и предотвратить выброс газа и нефти при более глубоком вхождении в пласт. С созданием пер­сонального компьютера и разработкой алгоритмов для определения реологических характеристик сред был сделан огромный шаг на пути к пониманию процессов, происходящих при бурении на депрессии и появилась возможность успешно контролировать и управлять данны­ми процессами нефтегазодобычи. Немалую лепту в развитие сего­дняшней технологии внесли усовершенствованные противовыбросовые превенторы, позволившие обеспечить высокую безопасность ра­бот.

Условия ОПД применимы в бурении как горизонтальных, так и вертикальных скважин из-за неоспоримых преимуществ, позволяющих свести к минимуму проблемы, связанные с бурением, сократить затра­ты по добыче нефти и газа, уменьшить пагубное воздействие на окру­жающую среду и повысить безопасность работ.

Повреждение коллекторских свойств приствольной части пласта сводится к минимуму или исключается совсем, благодаря притоку пластовой жидкости во время бурения, что в свою очередь позволяет обойтись без стимуляции и очистки продуктивного пласта, которые, как правило, необходимы в обычном бурении. Благодаря данной тех­нологии значительно уменьшаются проблемы и риск при бурении в истощённых пластах, такие, например, как потеря циркуляции и при­хваты бурового инструмента из-за перепада давления.

Себестоимость нефти и газа снижается за счёт увеличения механической скорости проходки, продления срока службы долота, уменьшения расходов на ликвидацию или предотвращение проблем буре­ния, а также снижения затрат на буровой раствор по сравнению с обычным бурением. Воздействие на призабойную зону с целью вызова притока и очистки скважины обычно необходимое при заканчивании скважины, становится ненужным или значительно сокращается, особенно это важно в необсаженных скважинах. На уменьшении себестоимости продукции сказывается также увеличение объёмов добычи вследствие снижения эффекта нарушения проницаемости (скин-эффекта) призабойной части пласта. Уменьшение или полное отсутст­вие необходимости в утилизации отработанного бурового раствора повышает экологическую безопасность данной технологии.

Улучшенное качество шлама, а также возможность эффективного проведения геофизических исследований скважины позволяют произ­водить оценку пластовых показателей в реальном масштабе времени, что помогает в принятии кардинальных решений, касающихся выбора направления ствола скважины, а также решения о продолжении или остановке бурения, непосредственно на месте проведения работ.

Оптимизировать процесс бурения при ОПД и реализовать в пол­ной мере указанные преимущества удалось только в сочетании с тех­нологией применения гибких труб, обеспечивающих действительную непрерывность и лучшую управляемость процесса, ещё более сократив сроки бурения и его стоимость.

Буровая установка с гибкой трубой

Развитие бурения с использованием гибких труб началось с нача­ла 1960х годов, но данная идея возникла с опережением времени, ко­гда надёжность как самих труб, так и гидравлических механизмов бы­ла недостаточной для их полномасштабного промышленного применения. Более серьёзно разработки технологии бурения с гибкой трубой начались в конце 80-х годов вместе с разработкой гибкой трубы большего диаметра.

Основное преимущество применения буровой установки с гибкой трубой заключается в устранении необходимости в соединении труб, что в свою очередь позволяет проводить работы в действующей сква­жине и обеспечивает непрерывность и контролируемость процесса бурения при ОПД.

Первоначально гибкие трубы стали использоваться для проведе­ния ремонтных промывочно-продавочных работ в действующих скважинах без их глушения. Эта технология показала себя как экономически эффективный метод, позволяющий значительно снизить время, необходимое для ремонта скважин, который традиционно производил­ся с подъёмом колонны НКТ.

Бурение с гибкой трубой ведётся с применением забойных двигателей. Контроль за работами осуществляется с помощью дистанцион­ного управления, поэтому отпадает необходимость присутствия рабочего персонала возле устья скважины, кроме как только на время сборки за­бойного оборудования. Это особенно благоприятно при разбуривании месторождений, содержащих сероводород. Отсутствие муфт в составе бурильной колонны обеспечивает более простую и эффективную сис­тему уплотнения, выдерживающую давление до 700атм, что также повышает эффективность и безопасность работ.

Благодаря отсутствию межтрубных соединений создаются усло­вия для постоянной циркуляции. Это ведёт к сокращению колебания давления и поддержанию режима гомогенного потока, что особенно важно при использовании газообразного промывочного агента с целью понижения гидростатического давления. Постоянная циркуляция так­же способствует уменьшению потребления азота, так как отсутствуют потери при продувке и стравливании, возникающие во время соедине­ния бурильных труб. Непрерывный процесс промывки скважины по­зволяет уменьшить возможность отложения шлама в затрубном про­странстве и исключить прихваты.

Использование кабеля, пропущенного внутри гибкой трубы, позволяет получать данные геофизических исследований, информацию о скважине и забойном давлении в реальном масштабе времени и со скоростью, намного опережающей скорость системы беспроводной телеметрии, применяемой в настоящее время. Несмотря на то, что применение непрерывной трубы осложняет контроль за глубиной спуска, использование при бурении гамма-каротажа и локатора муфт обсадной колонны позволяет проводить перекалибровку глубиномера возле пласта, сокращая тем самым величину погрешности измерений. Кабельная телеметрия позволяет осуществлять непрерывную ориента­цию торца инструмента во время бурения, сводя тем самым влияние крутящего момента до минимума.

С точки зрения экономических и технических преимуществ, применение гибкой трубы даёт возможность проводить непрерывное высокоскоростное бурение на депрессии, экономит время на спускоподъёмных операциях, сокращает затраты на промывочный агент, тре­бует меньше транспортных операций на перемещение и разгрузку-погрузку оборудования и позволяет осуществлять достаточно точный контроль за скважиной посредством кабельной телеметрии. Кроме того, использование установки гибких труб сокращает расходы, свя­занные с восстановлением разрушенных подъездных путей.

Что касается экологических достоинств метода, то, как уже отмечалось, негативное воздействие на занимаемый участок земли, арендуемой под размещение оборудования, сводится к минимуму. Ликвидируются разливы жидкостей, опасных для окружающей сред характерные во время операций свинчивания-развинчивания труб, т. к. закрытая система циркуляции обеспечивает безопасное обращение с рабочими и пласто­выми жидкостями.