Наклонно направленная скважина


Наклонно-направленные скважины (стр. 1 из 2)

Оглавление

Введение. 2

Наклонно направленные скважины.. 2

Многозабойные скважины.. 3

Многоствольные скважины.. 6

Горизонтальные скважины.. 7

Введение

В процессе бурения скважины, подверженные естественному искривлению, могут не выйти на нефтегазоносные слои и, следовательно, не выполнить своих проектных заданий. Но накопленный фактически материал по естественному искривлению позволил установить ряд общих закономерностей, учитывая которые буровики научились проходить скважины в строго направленном направлении. Искусственное отклонение – это направление ствола скважины в процессе бурения по определённому плану с доведением забоя до заданной точки.

Можно выделить следующие виды искусственно искривленных скважин:

- Наклонно направленные

- Горизонтальные

- Многозабойные

- Многоствольные (куст скважин)

Рассмотрим подробнее каждый вид скважин.

Наклонно направленные скважины

Наклонно направленной скважиной называется скважина, специально направленная в какую-либо точку, удаленную от вертикальной проекции ее устья.

Цели бурения наклонно направленных скважин:

- разведка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений, расположенных под крупными промышленными объектами, в условиях гористой, заболоченной местности, под крупными водоемами;

- увеличение поверхности фильтрации продуктивного пласта в отдельных скважинах, а также при многозабойном вскрытии пласта;

- экономия плодородных земель и лесных массивов;

- глушение фонтанов и тушение пожаров в других скважинах;

- забуривание второго ствола на определенной глубине с целью обхода оставленного в скважине инструмента;

- вскрытие пластов при наличии сброса, в стратиграфических ловушках, при обходе соляных куполов.

В России наклонное бурение применяют при бурении скважин на нефть и газ в Западной Сибири, на севере европейской части, на Северном Кавказе, в Татарстане, Башкортостане, Самарской области и других районах.

В Российской Федерации подавляющее большинство наклонно направленных скважин бурят с применением забойных двигателей, тогда как за рубежом преобладает бурение таких скважин роторным способом, а забойные двигатели в основном используются только на участке набора кривизны в заданном направлении. Отечественные и зарубежные специалисты считают наиболее перспективными для набора кривизны в заданном направлении винтовые забойные двигатели.

Профили наклонных скважин

При отклонении забоя скважины от вертикали до 300 м применяется тангенсальный трехинтервальный профиль, состоящий из вертикального участка, участка начального искривлении и тангенсального участка.

При отклонении забоя скважины свыше 300 м используют S-образный четырхинтервальный профиль, включающий вертикальный участок начального искривления, тангенсальный участок и участок уменьшения зенитного угла.

Для проектирования наклонно направленных скважин специального назначения применяется j-образный вид профиля, включающий вертикальный участок; участок начального искривления, тангенсальный участок и участок малоинтенсивного увеличения зенитного угла до проектной глубины.

Рисунок 1.

Все рассмотренные выше виды профиля проектируются в одной плоскости, т.е. являются плоскими. При проводке скважин в сложных горно-геологических условиях используются профили пространственного типа. В российской Федерации бурение наклонно направленных скважин с профилем пространственного типа распространено в Грозненском нефтяном районе.

Многозабойные скважины

Многозабойные скважины являются дальнейшим развитием технологии наклонно направленного и горизонтального бурения. Извлечение нефти производится из одного наиболее близкого к вертикали ствола, а ответвления служат дополнительными дренажными каналами, по которым нефть поступает в основной ствол из отдаленных участков нефтеносного пласта, а также из вскрытых стволами высокопродуктивных трещин или линз, остающихся между обычными однозабойными скважинами и не затронутых разработкой. Другими словами, под многозабойными скважинами (МЗС) понимаются скважины, имеющие в нижней части основного ствола разветвления в виде двух или более протяженных горизонтальных, пологонаправленных или волнообразных стволов, у каждого из которых интервал вскрытия продуктивного пласта, как правило, в два раза и более превышает толщину пласта.

Форма скважины может быть самой различной: стволы могут ответвляться на различной высоте от подошвы продуктивного пласта или на различных расстояниях друг от друга и иметь различные ракурсы искривления, оканчиваться вертикально, наклонно или горизонтально вдоль пласта. По форме выполнения дополнительных стволов и их пространственному положению различают следующие виды многозабойных скважин:

- разветвленные наклонно направленные;

- горизонтально разветвленные;

- радиальные скважины.

Разветвленные наклонно направленные скважины состоят из основного ствола, обычно вертикального, и дополнительных наклонно-направленных стволов.

Горизонтально разветвленные скважины – это разновидность разветвленных наклонно направленных скважин, так как их проводят аналогичным способом, но в завершающем интервале дополнительного ствола его зенитный угол увеличивают до 90º и более.

У радиальных скважин основной ствол проводят горизонтально, а дополнительные – в радиальном направлении.

Выбор формы разветвления скважин зависит от толщины продуктивного пласта и его литологической характеристики, наличия или отсутствия над ним пластов, требующих изоляции. Радиусы искривления стволов и глубины мест забуривания зависят от пластового давления, режима движения жидкостей в пласте и применяемых мер по поддержанию пластового давления. Профили стволов, их длинна и число ответвлений зависят от степени неоднородности продуктивного пласта, толщины пласта, литологии, распределения твердости пород, степени устойчивости разреза. Рекомендации на составление проекта МЗС для каждого конкретного месторождения должны выдаваться в результате совокупного рассмотрения указанных геолого-технических условий.

Рисунок 2,3.

Рисунок 4.

Рисунки 5, 6.

Многоствольные скважины

Кустовое бурение – сооружение скважин, в основном наклонно направленных, устья которых группируются на близком расстоянии друг от друга с общей ограниченной площадки, а забои вскрывают продуктивный горизонт в заданных точках в соответствии с сеткой разработки.

Отдельными кустами считаются группы из трех скважин и более, расположенные на специальных площадках и отстоящие одна от другой или отдельных скважин на расстоянии не менее 5 м.

Под площадкой куста понимается участок территории, на котором расположены скважины, технологическое оборудование, а также бытовые и и другие помещения, необходимые для производства работ. Размер площадки зависит от количества скважин в кусте и размещения специальной техники для ликвидации возможных аварийных ситуаций (пожары, открытые фонтаны и т.д.)

Взаимное расположение скважин разнообразно и зависит от типа буровой установки, конструкции буровой вышки, способа перемещения бурового оборудования, противопожарных норм и обеспечения предполагаемых методов эксплуатации скважин.

В мировой практике имеется опыт бурения 64 скважин с одного основания. В России имеется ряд месторождений, позволяющих строительство 80 скважин с одной кустовой площадки. Например, в Печорском море предлагается пробурить 60 горизонтальных скважин с одной буровой платформы, вместо использования двух платформ, планируемых ранее для разбуривания месторождения только наклонными скважинами.

Строительство скважин кустовым способом имеет ряд существенных достоинств экономического и социального характера. При этом способе значительно сокращаются материальные и трудовые затраты на обустройство площадок под скважины, подъездных дорог к ним и месторождениям в целом, особенно на заболоченных территориях, где возникает необходимость сооружения искусственных оснований и дорог специальных конструкций. Существенно уменьшаются затраты на промысловое обустройство скважин, строительство нефтегазосборных сетей, энергообеспечение промысловых объектов, ремонт и эксплуатационное обслуживание скважин.

Значительно снижаются затраты на вышкостроение, так как буровое оборудование перемещается в пределах кустовой площадки. При этом способе улучшается баланс времени буровой бригады, до минимума снижаются затраты на новую скважиноточку в кусте. При кустовом строительстве скважин сокращается площадь земель, изъятых из сельскохозяйственного производства, сокращаются затраты на природоохранные мероприятия (рекультивация и т.д.).

Строительство скважин кустовым методом составляет в настоящее время более 70% всего объема эксплуатационного бурения.

Горизонтальные скважины

mirznanii.com

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

Наклонно направленная скважина отличается РѕС‚ вертикальной заданным смещением конечного забоя РѕС‚ вертикали, проходящей через устье скважины.  [1]

Наклонно направленной скважиной называется такая, которая бурится РїРѕ заранее спроектированной траектории РІ заданный РїСѓРЅРєС‚ массива горных РїРѕСЂРѕРґ СЃ отклонением забоя РѕС‚ вертикали, проходящей через устье скважины.  [2]

Разветвленные наклонно направленные скважины состоят РёР· РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕРіРѕ ствола, обычно вертикального, Рё дополнительных наклонно направленных стволов.  [3]

Для наклонно направленных скважин РїРѕСЂСЏРґРѕРє расчета аналогичен изложенному выше. РџСЂРё расчете напряжений условие прочности проводится СЃ учетом касательных напряжений.  [4]

Профиль наклонно направленной скважины строят СЂСЏРґРѕРј СЃ горизонтальной проекцией. Для этого РїСЂРѕРІРѕРґСЏС‚ вертикальную Рё горизонтальную РѕСЃРё координат. РќР° вертикальной РѕСЃРё РѕС‚ начала координат РІРЅРёР· откладывают отрезок, равный глубине скважины РїРѕ вертикали РІ принятом для вертикальной проекции масштабе. РќР° этом отрезке отмечают конечные точки участков вертикального, набора, стабилизации Рё снижения зенитного угла. РћС‚ этих точек РїРѕ горизонтали откладывают соответствующие этим участкам отклонения ствола РѕС‚ вертикали, которые ранее были вычислены. Концы этих отклонений соединяют РЅР° прямолинейных участках РїРѕ РїСЂСЏРјРѕР№, Р° РЅР° участках набора Рё снижения зенитного угла - РїРѕ РґСѓРіРµ окружности, радиус которой был определен РїСЂРё расчете профиля.  [5]

Р�скривление наклонно направленной скважины РЅРµ должно препятствовать технологическим процессам РїСЂРё бурении Рё эксплуатации скважин. Минимально допустимый радиус искривления выбирают РёР· условий: нормального прохождения РїРѕ стволу РєРѕРјРїРѕРЅРѕРІРѕРє РЅРёР·Р° бурильной колонны, РІ том числе турбобуров; обеспечения технических условий РїРѕ допустимому РёР·РіРёР±Сѓ РѕСЃРё забойных двигателей РїСЂРё РёС… эксплуатации; предотвращения поломок спускаемых РІ скважину бурильных Рё обсадных колонн, вызванных превышением допустимых напряжений; обеспечения СЃРїСѓСЃРєР° обсадных колонн РІ искривленный ствол РґРѕ проектной глубины; предотвращения локализации взаимодействия бурильных труб Рё штанг СЃ обсадными колоннами СЃ целью снижения РёС… взаимоизнашивания; обеспечения технических условий РїРѕ СЃРїСѓСЃРєСѓ Рё эксплуатации центробежных электронасосов.  [6]

Бурение наклонно направленных скважин РїРѕ сравнению СЃ вертикальными требует выполнения СЂСЏРґР° дополнительных операций, связанных СЃ применением отклоняющих РєРѕРјРїРѕРЅРѕРІРѕРє для искривления ствола РІ заданном направлении Рё СЃ требуемым отклонением забоев РѕС‚ вертикали.  [7]

Строительство наклонно направленных скважин кустами имеет также СЂСЏРґ недостатков: вынужденная консервация РІ СЂСЏРґРµ случаев ранее пробуренных скважин; увеличение отклонения забоев скважин РѕС‚ вертикали Рё удлинения ствола; СЂРѕСЃС‚ опасности встречи стволов бурящихся Рё ранее пробуренных скважин, повышение РёР·РЅРѕСЃР° эксплуатационных колонн, насосно-компрессорных труб Рё штанг РїСЂРё эксплуатации наклонно направленных скважин.  [8]

Для наклонно направленных скважин следует предусматривать СЃРІРѕР±РѕРґРЅРѕРµ прохождение через искривленный участок ствола, обсаженного колонной, РїСЂРёР±РѕСЂРѕРІ Рё приспособлений, необходимых для исследования или испытания скважин. РџСЂРё механизированной добыче нефти, РєРѕРіРґР° глубинные насосы располагаются РЅР° участке набора или снижения зенитного угла ствола, также обсаженного колонной, насосы должны вписываться без деформации, чтобы избежать преждевременного выхода РёР· строя.  [9]

Профиль простравст - Рё.  [10]

Для наклонно направленных скважин следует предусматривать СЃРІРѕР±РѕРґРЅРѕРµ прохождение через искривленный участок ствола, обсаженного колонной, РїСЂРёР±РѕСЂРѕРІ Рё приспособлений, необходимых для исследования или испытания скважин. РџСЂРё механизированной добыче нефти, РєРѕРіРґР° глубинные насосы располагаются РЅР° участке набора или снижения зенитного угла ствола, также обсаженного колонной, насосы должны вписываться без деформации, чтобы избежать преждевременного выхода РёР· строя.  [11]

Для наклонно направленных скважин РїРѕСЂСЏРґРѕРє расчета аналогичен изложенному РІ разделе 5.4. РџСЂРё расчете напряжений условие прочности проверяют СЃ учетом касательных напряжений.  [12]

Проектирование наклонно направленных скважин сводится Рє выбору типа профиля ( вертикальной Рё горизонтальной проекций), расчету траектории положения РѕСЃРё скважины РІ пространстве, выбору РєРѕРјРїРѕРЅРѕРІРѕРє для реализации расчетного профиля Рё режима бурения.  [13]

Р�скривление наклонно направленной скважины РЅРµ должно препятствовать технологическим процессам РїСЂРё бурении Рё эксплуатации скважин. Минимально допустимый радиус искривления выбирают РёР· условий: нормального прохождения РїРѕ стволу РєРѕРјРїРѕРЅРѕРІРѕРє РЅРёР·Р° бурильной колонны, РІ том числе турбобуров; обеспечения технических условий РїРѕ допустимому РёР·РіРёР±Сѓ РѕСЃРё забойных двигателей РїСЂРё РёС… эксплуатации; предотвращения поломок спускаемых РІ скважину бурильных Рё обсадных колонн, вызванных превышением допустимых напряжений; обеспечения СЃРїСѓСЃРєР° обсадных колонн РІ искривленный ствол РґРѕ проектной глубины; предотвращения локализации взаимодействия бурильных труб Рё штанг СЃ обсадными колоннами СЃ целью снижения РёС… взаимоизнашивания; обеспечения технических условий РїРѕ СЃРїСѓСЃРєСѓ Рё эксплуатации центробежных электронасосов.  [14]

Бурение наклонно направленных скважин РїРѕ сравнению СЃ вертикальными требует выполнения СЂСЏРґР° дополнительных операций, связанных СЃ применением отклоняющих РєРѕРјРїРѕРЅРѕРІРѕРє для искривления ствола РІ заданном направлении Рё СЃ требуемым отклонением забоев РѕС‚ вертикали.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Бурение наклонно-направленных скважин

Наклонно-направленной скважиной называется скважина, спе­циально направленная в какую-либо точку, удаленную от верти­кальной проекции ее устья. Наклонное бурение в настоящее время широко применяется при бурении скважин на нефть, газ и твер­дые полезные ископаемые (рис. 8.4). Существует два способа буре­ния наклонных скважин:

роторный, представляющий собой прерывистый процесс ис­кривления ствола скважины последовательными зарезками (ухо­дами в сторону);

забойными двигателями, обеспечивающий непрерывный про­цесс искривления ствола скважины.

В Российской Федерации подавляющее большинство наклон­но-направленных скважин бурят с применением забойных двига­телей, тогда как за рубежом преобладает бурение таких скважин роторным способом, а забойные двигатели в основном использу­ют только на участке набора кривизны в заданном направлении. Отечественные и зарубежные специалисты считают наиболее пер­спективными для набора кривизны в заданном направлении вин­товые забойные двигатели. Эти двигатели имеют гораздо большую Мощность, чем турбобуры, более низкую частоту вращения вала, благоприятно сказывается при наборе кривизны.

Рис. 8.4. Примеры наклонного бурения скважин:

/ — проходка с морского основания; 2 — разбуривание морского нефтяного мес­торождения с берега; 3 — отклонение ствола скважины от сбросовой зоны (зоны разрыва) по направлению и нефтеносному участку; 4— проходка наклонной сква­жины, когда забой будет расположен под участком, недоступном для монтажа буровой установки; 5— бурение на нефтяные пласты моноклинального типа; 6 — бурение вспомогательной наклонной скважины для ликвидации пожара или от­крытого фонтана; 7 — уход в сторону при аварии; 8 — проходка наклонных сква­жин в районе замывания соляного купола; Н — нефть; В — вода; Г — газ; С — соль

Профили наклонных скважин.Профиль наклонной скважины дол­жен быть таким, чтобы при минимальной затрате средств и време­ни на ее проходку было обеспечено выполнение задачи, постав­ленной при бурении данной скважины.

При бурении наклонно-направленных скважин наибольшее распространение получили четыре типа профилей (рис. 8.5).

Профиль I (см. рис. 8.5, а) — наиболее распространенный. Состоит из трех участков: верхнего участка 1 — вертикального, второго участка 2, выполненного по плавной кривой, и треть­его участка 3 — по наклонной прямой. Этот профиль рекоменду­ется в основном для бурения наклонных скважин на одноплас-товые месторождения с большими отклонениями при средней глубине скважины.

Профиль II (см. рис. 8.5, б) состоит из четырех участков: верхнего участка 1 -- вертикального, второго участка 2, выпол­ненного по кривой с нарастающей кривизной, третьего участка 3 -по наклонной прямой и четвертого участка 4 — по кривой с убы­вающей кривизной. Часто этот профиль применяется в несколько видоизмененном виде — отсутствует участок 3, т.е. сразу за участ­ком 2 с нарастающей кривизной следует участок 4 с убывающей кривизной. Профиль этого типа обычно применяют при бурении наклонных скважин глубиной до 2500 м.

Профиль III (см. рис. 8.5, в) — менее распространен, чем первые два. Состоит из двух участков: верхнего участка 1 — верти­кального и второго участка 2, выполненного по кривой, посте­пенно увеличивающей угол наклона ствола. Бурение скважин по такому профилю осуществляется в тех случаях, когда необходимо выдержать заданные углы входа ствола скважины в пласт.

Профиль IV (см. рис. 8.5, г) -- применяется при бурении глубоких наклонных скважин. Этот профиль отличается от преды­дущих тем, что к вертикальному участку 7, участку 2, выполнен­ному по кривой, и участку 3, представляющему наклонную пря­мую, добавляется криволинейный участок 4, характеризующийся снижением полученной кривизны, т.е. выхолаживанием ствола, доходящим до вертикали, и прямой вертикальный участок 5. Про­филь такого типа следует применять в тех случаях, когда нижний участок скважины имеет несколько продуктивных горизонтов.

Рассмотренные выше профили представляют собой кривую линию, расположенную в одной вертикальной плоскости. Такие профили называются профилями обычного типа. В бурении иногда приходится прибегать к профилям, которые представляют собой пространственную кривую линию, напоминающую винтовую или спиральные линии — профили пространственного типа. Скважи­ны по профилю этого типа бурят в тех районах, где велико вли-

Рис. 8.5. Профили наклонных скважин:

а — профиль I; б — профиль II; в — профиль III; г — профиль IV; 7 — вертикальный участок; 2 — участок с нарастающей кривизной; 3— наклон­ная прямая; 4 — участок с убывающей кривиз­ной; 5 — вертикальный участок

2...30 Рис. 8.7. Отклонитель Р-1

яние геологических условий на самопроизвольное искривление ствола скважины. При построении профиля таких скважин стре­мятся максимально использовать закономерности самопроизволь­ного искривления скважин и тем самым свести к минимуму ин­тервалы бурения с отклонителем. В Российской Федерации буре­ние наклонно-направленных скважин с профилем пространствен­ного типа распространено в Грозненском нефтяном районе.

Отклоняющие устройства.Назначение отклоняющих устройств -создание на долоте отклоняющего усилия или наклона оси до­лота к оси скважины в целях искусственного ис­кривления ствола скважины в заданном или про­извольном направлении. Их включают в состав компоновок низа бурильных колонн. Они отли­чаются своими особенностями и конструктив­ным выполнением.

1...40 Рис. 8.6. Кривой переводник

В турбинном бурении в качестве отклоняющих устройств применяют кривой переводник, турбин­ные отклонители типа ТО и ШО, отклонитель Р-1, отклонитель с накладкой, эксцентричный ниппель и др.; в электробурении --в основном механизм искривления (МИ); в роторном бурении — откло­няющие клинья, шарнирные отклонители и др. Рассмотрим некоторые отклонители. Кривой переводник (рис. 8.6) — это наиболее рас­пространенный и простой в изготовлении и при­менении отклонитель при бурении наклонно-направ­ленных скважин. Он представляет собой толстостен­ный патрубок с пересекающимися осями присо­единительных резьб. Резьбу с перекосом 1...40 на­резают в основном на ниппеле, в отдельных случа­ях — на муфте. Кривой переводник в сочетании с УБТ длиной 8... 24 м крепят непосредственно к за­бойному двигателю.

Отклонитель Р-1 (рис. 8.7) выполняется в виде отрезка УБТ, оси присоединительных резьб кото­рой перекошены в одной плоскости и в одном на­правлении относительно ее оси. Отклонитель Р-1 предназначен для набора зенитного угла до 90° и выше, изменения азимута скважины, зарезки но­вого ствола с цементного моста и из открытого ствола.

Отклонитель с накладкой — это сочетание кри­вого переводника и турбобура, имеющего на кор­пусе накладку. Высота накладки выбирается такой, чтобы она не выдавалась за габаритные размеры долота. Отклонитель с накладкой при применении

односекционных турбобуров обеспечивает получение больших уг­лов наклона скважины. Его рекомендуется применять в тех случа­ях, когда непосредственно над кривым переводником необходимо установить трубы малой жесткости (немагнитные или обычные бу­рильные трубы).

Отклоняющее устройство для секционных турбобуров представ­ляет переводник, соединяющий валы и корпуса верхней и нижней секции турбобура под углом 1,5...2,0°, причем валы соединяются с помощью муфты.

Турбинные отклонители (ТО) конструктивно выполняются по­средством соединения нижнего узла с верхним узлом через кри­вой переводник, а валов — через специальный шарнир. Серийно выпускаются турбинные отклонители (рис. 8.8) и шпиндели-от-клонители (ШО).

Турбинные отклонители имеют следующие преимущества:

кривой переводник максимально приближен к долоту, что уве­личивает эффективность работы отклонителя;

значительно уменьшено влияние колебания осевой нагрузки на величину отклоняющей силы на долоте, что позволяет получить фактический радиус искривления, близкий к расчетному.

Недостаток турбинных отклонителей -- малая стойкость узла искривленного соединения валов нижнего и верхнего участков отклонителя.

Эксцентричный ниппель представляет собой отклонитель, выпол­ненный в виде накладки, приваренной к ниппелю турбобура. Приме­няется этот отклонитель при бурении в устойчивых породах, где от­сутствует опасность заклинивания или прихвата бурильной колонны.

Рис. 8.8. Турбинный отклонитель ТО-2: турбинная секция; 2 — шарнирное соединение; 3 — шпиндельная секция

Упругий отклонитель состоит из специальной накладки с рези­новой рессорой. Накладка приваривается к ниппелю турбобура. Этот отклонитель применяют при бурении в породах, где эксцентрич­ный ниппель не применим из-за опасности прихватов.

Механизм искривления — это отклонитель для бурения наклон­но-направленных скважин электробуром. В таких механизмах валы двигателя и шпинделя сопрягаются под некоторым углом, что до­стигается применением зубчатой муфты сцепления.

Отклоняющие приспособления в роторном бурении.Отклонение ствола скважин от вертикали осуществляется с помощью клино­видных или шарнирных отклонителей (рис. 8.9). Отклонители при­меняют только в начальный момент для придания стволу скважи­ны необходимого искривления. После того как ствол скважины отклонен в необходимом направлении, дальнейшие работы по искусственному искривлению ствола производят различными ком­поновками низа бурильной колонны при соответствующих режи­мах бурения. Применяют несъемные отклонители, остающиеся в скважине, и съемные, которые удаляют после того как пробурят в установленном направлении около 15 м нового ствола. Несъем­ные отклонители применяются в обсаженных скважинах.

Ориентированный спуск бурильной колонны в скважину.Бурение наклонной скважины по заданному профилю возможно в том слу-

чае, когда, начиная с момента забуривания, отклонитель точно ориентируется в проектном азимуте.

До набора кривизны в 5° ориентирование отклонителя произ­водят путем непрерывного прослеживания с поверхности его по­ложения в скважине во время спуска бурильной колонны. Извест­но много способов ориентированного спуска (визирование на один намеченный ориентир каждой бурильной свечи, спускаемой в сква­жину при помощи визирной трубы; непрерывное измерение тео­долитом углов поворота свечей при спуске; по меткам на буриль­ных трубах и т.д.).

В практике наклонного бурения наибольшее распространение получили методы прямого визуального ориентирования отклони­теля путем прослеживания его действия при спуске инструмента по меткам. Для осуществления этого способа ориентирования пер­воначально бурильный инструмент подготавливают: наносят мет­ки на замках бурильных труб по одной образующей. Для этого при­меняют специальные шаблоны: шаблон с уровнем или шаблон типарБШН (рис. 8.10).

а б

Рис. 8.9. Отклоняющие приспособления для бурения наклонных скважин

роторным способом:

а — работа с отклоняющим клином: 1 — установка клина; 2 — забуривание ствола; 3 — извлечение клина; 4 — расширение ствола; б — работа с шарнирным откло-нителем: 1 — установка отклонителя; 2, 3 — забуривание наклонного ствола; 4 —расширение ствола Рис. 8.10. Шаблон:а — с уровнем: 1 — уровень; — шаблон; 3 — бурильная тру­ба; б — ОБШН: 7 — шаблон; 2 — уровень

Бурильную трубу выкатывают на мостки и на один из замков устанавливают шаблон типа ОБШН. Перемещая шаблон вокруг оси бурильной трубы, совмещают пузырек уровня с центральными де­лениями на пробирке. В этот момент вдоль скоса, размер которого соответствует размеру данной трубы, прочеркивают линию. Затем шаблон переносят на другой замок трубы, следя за тем, чтобы положение трубы было неизменным. Шаблон снова устанавлива­ют с той же стороны от оси трубы и повторяют ту же операцию. Операции с шаблоном Григоряна производят аналогично рассмот­ренному выше, только линия прочерчивается по среднему острию шаблона. По этим линиям секачем или путем наварки наносят метки (+). Все другие метки на трубе должны быть ликвидированы.

На буровой установке нужно иметь столько труб с метками, сколько требуется их для спуска до глубины искривления и допол­нительно семь-восемь труб для наращивания в процессе работы.

После проведения подготовительных работ приступают к сбор­ке отклоняющей компоновки. Компоновка собирается согласно про­грамме работ на проводку скважины, включает в себя долото, за­бойный двигатель, отклоняющее устройство (чаще всего кривой переводник) УБТ и спускается в скважину для забуривания на­клонного ствола. Для того чтобы знать положение отклонителя, при спуске инструмента фиксируют взаимное положение меток на трубах каждого соединения. Расстояние между метками определя-

Рис. 8.11. Ориентированный спуск бурильной колонны:

/ — бурильная труба; 2 — УБТ; 3 — бумажная лента; 4 — кривой переводник; 5 — забойный двигатель; 6 — ведущая бурильная

ют металлической рулеткой или другим Магнитный! наиболее распространенным способом - полюс 1

Рис. 8.12. Схема ориенти­рования отклонителя на роторе

с помощью бумажной ленты, которая представляет собой полоску плотной бу­маги шириной 8... 10 см и длиной, рав­ной или несколько большей длины ок­ружности замка бурильных труб. Полоску бумаги перегибают пополам и на середи­не ее длины делают отметку (черточку) О (отклонитель). Отметка О совмещается с меткой на кривом переводнике, а про­тив метки на ниппеле (УБТ) на бумаж­ной ленте наносят отметку и надписыва­ют У (рис. 8.11). Компоновку спускают в скважину и навинчивают бурильную тру­бу. После закрепления соединения метка У на бумажной ленте со­вмещается с меткой на муфте УБТ. Против метки на ниппеле бу­рильной трубы на бумажной ленте наносят отметку 1 и компоновку спускает в скважину на длину бурильной трубы. Навинчивают вто­рую трубу и закрепляют, отметку 1 на ленте совмещают с меткой на муфте первой трубы и против метки на ниппеле второй трубы на ленте наносят отметку 2, а предыдущую отметку 1 зачеркивают. Таким образом, на бумажной ленте фиксируют расстояние между метками всех спускаемых бурильных труб. После спуска всех бу­рильных труб навинчивают ведущую бурильную трубу (квадрат). Отметку 3 последней бурильной трубы на ленте совмещают с меткой на муфте трубы, и отметку О, указывающую направление действия отклонителя, переносят на переводник ведущей бурильной трубы. В ГТН указан азимут направления приемных мостков срм и проект­ный азимут отклонения забоя скважины фпр. Для установки откло­нителя в требуемом направлении определяют разность К = фпр -

helpiks.org

Наклонно-направленные скважины

16.07.2017 14:03

Бурение скважин представляет собой очень сложный и трудоемкий процесс, требующий специальной техники, а также определенных знаний и умений. Несмотря на свой опыт и профессионализм, люди, осуществляющие бурение, периодически сталкиваются со множеством трудностей. Например, при бурении скважины подвергаются естественному искривлению, в связи с чем могут не выйти на необходимые слои, содержащие залежи нефти или газа. Это является проблемой, поскольку в данном случае скважина не выполняет своих прямых назначений – она не становится инструментом для добычи полезных ископаемых. Однако, на протяжении многих лет, люди изучали данную проблему, в результате чего накопили определенный опыт, который позволяет сегодня проходить скважины в строго направленном направлении. Таким образом, создается искусственное отклонение скважины, т.е. ствол скважины во время бурения направляется согласно определенному плану, в результате чего он доводится до заданной точки.

В настоящее время существует несколько видов искусственно искривленных скважин, среди которых:

  • наклонно-направленные скважины;
  • горизонтальные скважины;
  • многозабойные скважины;
  • многоствольные скважины (куст скважин).

Наклонно-направленными скважинами называются такие скважины, которые имеют специальное направление в любую точку, находящуюся на определенном расстоянии от вертикальной проекции ее устья. К таким видам скважины относятся в том случае, если их отклонение по вертикали составляет:

  • более 20 при вращательном бурении;
  • более 60 во время глубокого бурения.

Бурением наклонно-направленных скважин называется такой метод строительства скважин, во время которого скважины характеризуются сложным пространственным профилем, который включает в себя вертикальный верхний интервал, с дальнейшими участками, имеющими заданные отклонения от вертикали. Такой вид скважин зачастую формируется во время как разведки, так и добычи нефти и газа, особенно, при многоствольном бурении.

Строительство наклонно-направленных скважин впервые начали практиковать, начиная с середины ХХ века. Авторство данной технологии принадлежит американским нефтяникам Джону Истману, Роману Хайнсу, а также Джорджу Фейлингу. Именно они впервые использовали этот метод с целью добычи нефти из Техасского месторождения Конро в 1934 году. Спустя семь лет данная технология была применена в СССР для добычи полезных ископаемых на суше, а еще через некоторое время е также применили во время разработки месторождения в Каспийском море.

Развитие технологии контролируемого бурения происходило постепенно. Чтобы осуществить отклонение компоновки нижней части бурильной колонны от вертикали во время строительства наклонно-направленных скважин использовались клиновые отклонители. После этого бурение происходило роторными компоновками, как и обычно. Но такая технология формирования необходимых скважин зачастую не давала необходимых результатов, так как отклонения от целевых азимутов были значительно больше.

Начиная со второй половины ХХ века при строительстве данного вида скважин стали активно использовать компоновки, имеющие кривой переходник и забойный двигатель. Изначально угол кривых переходников был фиксированным и составлял от 0,5 до 1 градуса. Спустя некоторое время появились переходники, в которых стало возможно изменять уровень изгиба от 0 до 4 градусов. При этом не было необходимости поднимать компоновку на поверхность для изменения изгиба. Такие компоновки использовались совместно с забойным двигателем, формируя управляемы двигатель, способный работать в двух режимах – вращательном и скользящем. При работе в первом режиме роторный стол или верхний привод создает усилие, которое вращает бур. Во время второго режима бурильная колонна остается неподвижной, а забойный двигатель приводит в движение долото. При этом поворот колонны задает азимутальный угол отклонения, а изгиб управляемого переходника задает зенитный угол.

Конец ХХ века ознаменовался началом развития роторных управляемых систем – РУС. Благодаря появлению таких систем становится возможным управление наклоном скважины непосредственно при роторном бурении, при этом не прибегая к периодам скольжения. Сначала такие системы применялись исключительно с целью бурения скважин, имеющих большие отклонения от вертикали. Однако, спустя некоторое время РУС стали использоваться для строительства скважин любых профилей.

Наклонно-направленные скважины формируются для:

  • разведки, а также эксплуатации нефтегазовых месторождений, которые находятся под масштабными объектами промышленности, а также в гористой или заболоченной местности, в водоемах;
  • увеличения поверхности фильтрации продуктивного слоя в отдельных скважина или во время многозабойного вскрытия пласта;
  • экономии плодородных земель и лесных массивов;
  • глушения фонтанов и тушения пожаров, возникших в других скважинах;
  • погружения второго ствола на определенной глубине для того, чтобы обойти инструмент, который был оставлен в скважине;
  • вскрытия пластов, если есть сброс, а также в стратиграфических ловушках и во время обходя соляных куполов.

Наклонно-направленное бурение скважин имеет как свои преимущества, так и определенные недостатки. К преимуществам можно отнести следующие моменты:

  • большая часть скважины проходит по продуктивному пласту в том случае, если наклон конечного участка четко совпадает с наклоном пласта;
  • есть возможность сформировать скважину в залежах, к которым трудно или невозможно подобраться вертикально. К таким залежам относятся те, которые находятся под городами, озерами и т.д.;
  • возможность осуществлять кустовое бурение, когда группирование устья скважин осуществляется на относительно маленькой площадке и они могут буриться одной буровой установкой с незначительным изменением ее местоположения. Отличным примером такого бурения является морская буровая платформа, на которой может находится около 40 скважин;
  • благодаря использованию наклонного бурения становится возможным формировать глушащие скважины во время ликвидации аварий (например, с целью остановки фонтанирующей скважины). Начало формирования такой скважины осуществляется на расстоянии, считающимся безопасным, после чего постепенно она направляется в аварийную скважину с целью закачивания глушильного раствора.

Недостатками наклонно-направленного бурения являются:

  • если углы большие и присутствуют горизонтальные участки, то во время бурения необходимо применять более сложные конструкции;
  • при больших углах профилактика подачи песка в скважину существенно усложняется.

Таким образом, бурение подобных скважин является популярным явлением во время добычи нефти и газа на территории Западной Сибири, севере европейской части, в Северном Кавказе, Татарстане, Башкортостане, Самарской области, а также многих других регионах.

На территории России наклонно-направленные скважины формируются, в большей степени, с применением роторного способа, а забойные двигатели, как правило, применяются исключительно на участках, где набирается кривизна в западном направлении. По мнению как отечественных, так и зарубежных специалистов, винтовые забойные двигатели имеют существенное преимущество во время набора кривизны в западном направлении. 

news-mining.ru


Смотрите также