Наклонно направленное бурение технология


Наклонно-направленное бурение скважин — технология

Наклонно-направленное бурение скважин применяется при выработке продуктивных пластов или с целью их разведки. Конструктивно состоят их ствола с вертикальными и наклонными участками, которые были заранее спроектированы. Отклонение от вертикальности согласно используемым методам составляет от 20, а при глубинном бурении свыше 60. Оно может быть обосновано естественным залеганием твёрдых пород или создано искусственно с целью учёта различных влияющих факторов.

Технология бурения

Бурение наклонно-направленных скважин осуществляется с использованием специальных профилей. Обязательным условием их применения является создание начального участка в строго вертикальном положении. При выполнении геологических разведывательных работ применяют шпиндельные буровые установки с поверхности земли или глубинных выработок. В силу различных прочностных характеристик залегающих горных пород происходит естественное изменение направления бурения.

Для скважин под добычу газа или нефти используют три метода:

  1. Роторное наклонно-направленное бурение. Технология имеет прерывистый характер, который заключается в бурении скважины меньшего диаметра под определённым углом с использованием шарнирного устройства и дальнейшего бурения долотом нужного диаметра по плановомунаправлению. Согласно методу, дальнейшее бурение производится после заглубления бурильной колонны нужного диаметра по этому же направлению с помощью шарнирной установки или клиновой. Буровая оборудуется стабилизаторами для обеспечения полного контроля процесса.

  2. Забойное наклонно-направленное бурение с применением турбобура или двигателя забойного типа. Способ является непрерывным при формировании отклонения от вертикального положения ствола скважины. По технологии поворот ствола осуществляется за счёт воздействия отклоняющей долото силы в колонне, способствующая его отклонению в заданном направлении. То есть управление осуществляется за счёт контроля искривляющей силы бура, действующей в нужном азимуте. Создание такой силы осуществляется с использованием специальных переводников с нарезанной резьбой.

    Турбобур при наклонно-направленном бурении за счёт сил деформации стремится выровняться, но из-за наличия изгиба образуется момент силы, которая зависит от момента вращения бура. То есть, чем больше вращающий момент, тем больше угол наклона бурения. Предельный угол при этом составляет до 300. Для увеличения угла применяют шпиндели, позволяющие перенести момент отклоняющей силы в точку размещения долота. Горизонтальные участки скважины можно получить при использовании эксцентриковых ниппелей.

  3. Наклонно-направленное бурение с применением различных сочетаний буровых инструментов. В соответствии с методом, при изменении порядка бурения с применением разных инструментов создаётся скважина с необходимым направлением без использования отклонителей. Однако при этом данная технология имеет существенные ограничения по скорости бурения на максимальных оборотах, что считается значительным её недостатком.

Кустовое бурение наклонно-направленных скважин

При добыче нефти или газа методом наклонно-направленного бурения может возникать необходимость увеличения скорости откачки и уменьшения времени освоения продуктивных горизонтов во время создания новых или ремонта старых скважин. Если жёсткие ограничения по способу проходки до заданной области отсутствуют, то бурение может осуществляться путём продольного прохождения пласта. Протяжённость горизонтального участка при этом может превышать 1 км.

Кустовое наклонно-направленное бурение конструктивно представляет собой наличие единого устья и разветвлённой серии забоев, которые расположены в нескольких продуктивных пластах. Применяется при необходимости попадания в заданный продольный участок пласта или нескольких пластов, расположенных относительно недалеко друг от друга, а также для прокладки проводных и трубных коммуникаций под надземными и подземными препятствиями. Минимальное число скважин при кустовом наклонно-направленном бурении в одном кусте составляет два, а максимальное — ограничено техническими и геологическими факторами. Способы бурения кустовым методом следующие:
  1. Двухствольное последовательное.
  2. Двухствольное параллельное.
  3. Трёхствольное.

Ответвления скважин от устья при наклонно-направленном бурении могут выполняться в пирамидальном или конусном виде, а основания иметь округлую или многоугольную форму. При освоении многопластовых месторождений возможно увеличение скважин в кусте пропорционально существующему. При этом количество работающих буровых установок выбирается с учётом обеспечения максимальной производительности освоения продуктивного пласта.

Многозабойный метод бурения скважин

Многозабойное наклонно-направленное бурение используется для проходки базового ствола и дальнейшего забуривания с выполнением проходки нижней части пласта. Технология применяется в основном для разведки и разработки нефтяных месторождений. Осуществляется в пластах, отличающихся высокой устойчивостью и имеющие не менее 20 м монолитного пласта из твёрдых скальных пород. При глубине более 1500 м и отсутствии газового слоя многозабойное бурение сокращают из-за увеличения дренирования поверхности продуктивного пласта. Преимуществом данного метода наклонно-направленного бурения является использование одного и того же ствола для пробуривания нескольких дополнительных стволов, что позволяет сократить время на проведение буровых работ и ускорить добычу нефти. По форме дополнительных стволов многозабойные скважины могут быть следующих видов:
  1. Радиальные. Состоят из горизонтального основного ствола, который разветвляется на несколько вспомогательных, расположенных радиально.

  2. Разветвлённые. Согласно технологии, дополнительные стволы располагаются под определённым наклоном к основному.

  3. Разветвлённые по горизонтали. Отличаются от предыдущего вида только наличием дополнительных стволов, расположенных под углом в 900.

Многозабойное наклонно-направленное бурение дополнительных стволов выполняется сверху вниз или снизу вверх. Первый метод используется при проведении работ от разрабатываемого пласта к неизвестному. Эффективен при обнаружении полезного пласта ниже исследованного уровня, поэтому основное назначение метода — исследование близкорасположенных пластов. Технология бурения снизу вверх позволяет выполнить сгущение сети разведки пласта при необходимости выяснения или уточнения оставшегося запаса полезных ископаемых.

Заключение

Методы наклонно-направленного бурения позволяют наиболее эффективно разведывать и разрабатывать продуктивные пласты. Их выбор зависит от технических возможностей буровой установки, геологических особенностей, а также от типа залегающих пластов. Основным их преимуществом является быстрое прохождение сложных твёрдых пород за счёт изменения направления бурения.

Видео: Горизонтально направленное бурение

Возврат к списку

snkoil.com

Наклонно направленное бурение

Наклонно направленное бурение (сокращенно ННБ) - еще одно название метода ГНБ. Так же метод ННБ носит название горизонтально наклонное бурение.

Из практики, термин наклонно направленное бурение применяется чаще, когда речь идет о строительстве подводных переходов. Данные работы отличаются повышенным уровнем сложности и требуют особенно тщательной инженерной  подготовки объекта.

Технология и этапы наклонно направленного бурения.

Технология бурения и последовательность производства работ не отличаются от технологии горизонтально направленного бурения, не меняются и производятся в три этапа:

1. Пилотное бурение. Положение зонда-излучателя контролируется с плавсредства.

2. Поэтапное расширение скажины. Скважина расширяется и калибруется до нужного диаметра. Выбуренный грунт из скважины собирется в приемный котлован с последующей регенераций или утилизацией.

3. Протаскивание трубопровода. Сваренные в плеть трубы протаскивается в пробуренную скважину.

Преимущества наклонно направленного бурения.

Основные преимущества технологии направленного бурения можно понять, посмотрев видеоролик про ГНБ.

Горизонтально наклонное бурение, как способ бестраншейной прокладки трубопроводов под водными преградами, имеет целый ряд преимуществ перед традиционными способами. Основное преимущество - это надежность и долговечность построенного перехода. Прокладка трубы методом ННБ производится ниже русла реки, при этом исключается воздействие на естественную окружающую среду. В процессе строительства на судоходных реках не меняется график навигации.

Не менее важен экономический эффект прокладки трубопроводов горизонтально наклонным бурением. На стадии выбора методов производства работ не менее важно учитывать денежные средства, которые будут сэкономлены в процессе эксплуатации трубопровода, проложенного методом ННБ.

Компания ДВН-Строй выполняет работы по прокладке различных инженерных коммуникаций методом наклонно-направленного бурения. Со стоимостью работ методом ННБ вы можете ознакомиться на странице стоимость работ методом ГНБ.

dvn-stroy.ru

Как производится наклонное бурение скважин?

Наклонными принято считать конструкции, которые отклоняются по вертикали следующим образом:

  • более чем на 2° в случае вращательного бурения;
  • более чем на 6° при глубоком бурении.

Бурение пилотной скважины.

Наклонно направленные скважины

Вертикальное отклонение скважин может быть вызвано природными условиями или искусственно.

Природное отклонение может быть обусловлено разными причинами. Если определить причины, получится контролировать размещение скважин.

Под искусственным отклонением подразумевается принудительное искривление. Скважина под наклоном, направление которой во время бурения может контролироваться, называется наклонно направленной.

Типы профилей наклонно-направленных скважин: 1 — наклонный участок; 2 — участок набора угла наклона ствола; 3 — прямолинейный наклонный участок; 4 — участок снижения угла наклона ствола.

Наклонное бурение скважин производится при помощи использования профилей. Подобные конструкции могут отличаться, но верхняя часть ствола должна располагаться вертикально. В процессе исследовательских работ на твердые ископаемые бурение производится шпиндельными устройствами для бурения с поверхности земли.

Бурение подобных конструкций отличается тем, что сначала они будут иметь прямое направление, которое задается шпинделем станка для бурения, после чего в силу анизотропии разбуриваемого основания они будут отклоняться от подобного направления.

Объемы наклонного бурения с углами вертикального отклонения ствола конструкций более 50° растут, что обусловливается ограничениями по использованию стандартных способов исследований при помощи устройств, погружаемых в скважину на кабеле.

Поэтому появилась необходимость в разработке особых технологий доставки необходимых устройств в промежуток исследований. Данную проблему можно с легкостью решить при помощи систем для измерения без кабеля, которые доставляются на забой при помощи инструмента для бурения.

Наклонно направленные скважины подобного типа разделяются на одно- и многозабойные. В случае многозабойного бурения из главного, вертикального или ствола под наклоном будут проходить еще несколько вспомогательных стволов.

Вернуться к оглавлению

Искусственное искривление скважины широко применяют в процессе бурения подобных конструкций для нефти и газа. Принудительное искривление можно разделить на многозабойное и кустовое бурение.

Искусственное искривление может использоваться в таких случаях:

Бурение скважин с большим радиусом искривления.

  1. В процессе скрытия слоев, которые залегают под отлогим спуском или между несколькими спусками.
  2. В случае отклонения ствола от места сброса в направлении плодородного слоя.
  3. В случае установки стволов на территории с наличием нефти, которые залегают под соляными куполами. Следует знать, что через соляные купола бурить достаточно сложно.
  4. Если есть необходимость обойти места осыпания и чрезмерные поглощения жидкости промыва.
  5. Использование наклонно направленного бурения целесообразно в случае вскрытия слоев, которые залегают под дном моря, реки, озера, канала, под жилыми или нежилыми строениями.
  6. В случае устройства конструкций на пласты из отдельных оснований, которые располагаются в море.
  7. В случае устройства скважин на слои, которые располагаются под земельными участками с неровным рельефом местности.
  8. Если есть необходимость уйти в сторону новым стволом.
  9. Если нет возможности устранить неисправность в скважине.
  10. В случае забуривания 2-го ствола для того, чтобы взять керн из плодородного слоя.
  11. Если есть необходимость бурить стволы во время подавления горящего фонтана и устранения открытых выбросов.
  12. Если нужно перебурить нижний элемент ствола в использующейся скважине.
  13. Если надо будет вскрыть продуктивный слой под конкретным углом, чтобы увеличить основание дренажа.
  14. Во время многозабойного вскрытия продуктивных слоев.
  15. Во время бурения кустовым методом на равнинных территориях для того, чтобы снизить затраты капиталовложений на устройство промысла и уменьшения времени разбуривания месторождений.
  16. В процессе бурения по пласту уголя с целью дегазификации или подземного выщелачивания.

В большинстве случаев искусственное искривление скважины осуществляется забойными двигателями, среди которых:

  1. Турбобур.
  2. Винтовый двигатель.
  3. Электрический бур.

Вернуться к оглавлению

На сегодня чаще всего используются такие методы искусственного искривления скважин:

Бурение пионерной скважины.

  1. Использование регулярности природного отклонения на имеющемся месторождении (метод типовых трасс). В данном случае бурение проектируется и производится на основе профилей, которые сооружены по имеющимся данным природного отклонения изготовленных скважин. Подобный метод используется исключительно на изученных территориях, при этом кривизну скважины контролировать не нужно, а понадобится лишь приспособиться к ее естественному отклонению. Недостатком этого способа является увеличение стоимости конструкций за счет увеличения объемов бурения. Для каждой территории по ранее изготовленным скважинам надо будет определять места высокой интенсивности отклонения и учитывать данную информацию при составлении профилей.
  2. Управление искажением конструкции за счет применения разных сочетаний инструментов для бурения. С помощью изменения порядка бурения и использования различных сочетаний подобных инструментов можно определять направление ствола конструкции. Данный метод позволяет пройти скважину в заданном направлении, при этом не нужно будет использовать специальные отклонители. Недостатком способа является то, что в данном случае имеется значительное ограничение возможностей ускоренных режимов бурения.
  3. Направленное искажение скважины основывается на использовании неровных ниппелей и других специальных приспособлений. Подобные искажающие конструкции применяются в зависимости от имеющихся условий территории.

Наклонно направленные скважины являются конструкциями, для которых по проекту предусмотрено конкретное отклонение оси ствола от вертикали по определяемой кривой.

К подобным конструкциям можно отнести скважины, которые забуриваются с основания вертикально с дальнейшим отклонением в необходимом направлении. Максимальный угол при этом равен 90°.

Забой можно смещать горизонтально по отношению к вертикали. Поэтому были созданы кустовой и многозабойный методы бурения.

Вернуться к оглавлению

Схема кустового бурения скважин.

Кустовой тип бурения — это метод, при котором устья скважины определяются в группы на единой площадке, а конечные забои располагаются в точках, которые соответствуют проектам месторождения.

С помощью использования кустового бурения можно сократить строительные и установочные работы, уменьшить объем сооружения дорог, линий передачи электроэнергии, водопровода и так далее.

К отличительным чертам проводки скважины кустовым методом наклонно направленного бурения следует отнести необходимость выполнения условий непересечения стволов других конструкций. К недостаткам подобного метода наклонно направленного бурения относятся:

  1. Принудительная остановка изготовленных скважин до окончания определенной конструкции куста для пожарной безопасности.
  2. Увеличение риска состыковки стволов конструкций.
  3. Сложности в выполнении капитальных ремонтов конструкций под землей.
  4. Трудности в устранении грифонов при морском бурении.

Подобные способы наклонно направленного бурения используются для того, чтобы увеличить газо- и нефтеотдачу продуктивных территорий в случае первичного освоения территории с плохими распределителями, а также в случае возобновления неработающего ресурса скважины.

Если во время изготовления скважин под наклоном надо будет достичь конкретной области слоя и пересечь его под углом, то понадобится бурить с целью продольного пересечения пласта.

Схема расположения кустовых наклонно направленных скважин.

В данном случае протяженность конечного участка конструкции, размещенного в плодородном слое, может превысить 1000 м.

Условия, при которых нужно использовать кустовое бурение, можно разделить на следующие:

  1. Технические. Разбуривание подобным способом месторождений, которые залегают под готовыми участками.
  2. Технологические. Скважины объединяются в кусты для того, чтобы избежать нарушения сетки разработки в процессе естественного отклонения.
  3. Геологические. Используются для разбуривания многослойной залежи.
  4. Орографические. Подобным способом бурения вскрываются месторождения, которые залегают под водоемами или земельными участками с неровным основанием. Используются при проводке конструкций на продуктивные слои с морских поверхностей.
  5. Климатические. Разбуриваются залежи зимой, когда имеется большое количество снега, а также в весенний период времени, когда есть большие паводки.

Кустовое бурение имеет следующие разновидности:

  • двухствольное последовательное;
  • двухствольное параллельное;
  • трехствольное бурение.

Кусты конструкций имеют форму конуса или треугольника с вершинами в виде кустовых площадок.

Виды скважин.

В случае разбуривания многопластковых месторождений количество скважин в 1 кусте может быть увеличено. Если кусты располагаются вдоль магистрали транспорта, то количество скважин в 1 кусте будет уменьшено.

Объем работ по подготовке, монтажу и демонтажу может изменяться исходя из используемого варианта размещения устьев в кусте. От применяемого способа будет зависеть и площадь территории, которую нужно будет отчуждать.

Вариант размещения устьев играет важную роль и в процессе использования скважин. В случае бурения конструкций на кустовой площади количество одновременно функционирующих буровых устройств может отличаться.

Максимальный эффект от подобного метода бурения может быть обеспечен в условиях местностей с болотом.

Вернуться к оглавлению

Повысить эффективность устройства скважины можно с помощью многозабойного бурения. Данный метод бурения заключается в том, что из главного ствола скважины с конкретной глубины надо будет провести 2 ствола. При этом главный ствол будет использоваться несколько раз.

Схема бурения клиновым устройством.

Полезная площадь конструкции в плодородном слое и поверхность фильтрации возрастут, в результате чего сократятся объемы бурильных работ по верхнему пласту.

По форме устройства вспомогательных стволов и по их расположению в пространстве различают такие виды многозабойных конструкций:

  1. Радиальные скважины. Главный ствол проводится горизонтально, а вспомогательные — радиально.
  2. Разветвленные скважины. Состоят из главного и вспомогательных стволов, которые располагаются под наклоном.
  3. Конструкции, которые разветвляются по горизонтали. Схожи со скважинами предыдущего типа, так как они проводятся таким же методом, но в данном случае угол дополнительного ствола увеличивается минимум до 90°.

Вернуться к оглавлению

Схема бурения горизонтальной скважины.

Элементы, которые будут нужны:

  1. Земляной буровой инструмент.
  2. Балка.
  3. Длинный направляющий штырь для бура.
  4. Обсадная труба.
  5. Трос из металла.
  6. Кабель.
  7. Бечевка.
  8. Тесак.

Чаще всего в процессе ремонта коммуникаций владельцам дачных участков нужно проводить внешние коммуникации в построенную конструкцию. С электрическими проводами проблем быть не должно — их можно изогнуть и провести в здание в любом месте. Сложнее всего провести сквозь фундамент водопровод или канализацию.

Чтобы не пришлось рыть глубокую траншею, следует использовать наклонное бурение скважин.

Сложнее всего рассчитать угол наклона сверления таким образом, чтобы нижняя часть шурфа совпала с концом закладной трубы. Следует знать, что можно сверлить немного ниже отверстия в фундаменте.

Земляной бур следует установить в необходимое место и придать ему соответствующий угол наклона при помощи поперечной балки, укладываемой на траншею.

Далее надо будет начать сверлить отверстие. В данном случае на бур нужно обязательно установить длинный направляющий штырь, который даст возможность сохранять заданное направление. При сверлении бур будет заглубляться или уходить в сторону, потому важно непрерывно контролировать процесс, время от времени подтесывая стенки шурфа.

После того как шурф будет готов, в него нужно опустить обсадную трубу, которая повторяет форму скважины. Далее в трубу просовывается трос из металла и кабель. При помощи троса будет возможность протащить по трубе шланг или кабель. К тросу нужно обязательно привязать бечевку, за которую можно вытащить его обратно. Если в трубе будет находиться силовой трос, то можно с легкостью заменить шланг или кабель, после чего протащить новый.

В данном случае можно обойтись лишь одним сверлением под наклоном, при этом не придется рыть траншею большой глубины.

Бурение наклонно направленных скважин является сложным процессом, потому важно знать все существующие нюансы.

www.vseoburenii.ru

Наклонно-направленное бурение

При бурении скважины проектируются вертикальными или наклонными.

Наклонными считаются скважины, отклонение которых от вертикали составляет: более 2º при колонковом бурении и более 6º - при глубоком бурении скважин.

Отклонение скважины от вертикали может вызываться естественными условиями или искусственно.

Естественное искривление обусловливается рядом причин (геологических, технических, технологических), зная которые, можно управлять положением скважины в пространстве.

Под искусственным искривлением понимают любое принудительное их искривление.

Наклонные скважины, направление которых в процессе бурения строго контролируется, называют наклонно направленными.

Наклонно-направленное бурение нефтяных и газовых скважин осуществляется по специальным профилям.

Профили скважин могут варьироваться, но при этом верхний интервал ствола наклонной скважины должен быть вертикальным, c последующим отклонением в запроектированном азимуте.

При геолого-разведочных работах (ГРР) на твердые полезные ископаемые наклонно-направленное бурение осуществляется шпиндельными буровыми станками c земной поверхности или из подземных горных выработок.

Бурение таких скважин отличается тем, что вначале они имеют прямолинейное направление, заданное шпинделем бурового станка, a затем в силу анизотропии разбуриваемых пород отклоняются от прямолинейного направления.

Рост объемов наклонно-направленного бурения скважин с углами отклонения ствола скважин от вертикали более 50° обусловили ограничения по применению традиционных методов исследований с помощью аппаратуры, спускаемой в скважину на кабеле, и вызвали необходимость разработки специальных технологий доставки скважинных приборов в интервал исследований.

Решение этой проблемы возможно с помощью бескабельных измерительных систем, доставляемых на забой с помощью бурового инструмента.

Горизонтально направленное бурение является частным случаем наклонного бурения.

Наклонно направленные скважины подразделяют на одно- и многозабойные. При многозабойном бурении из основного, вертикального или наклонного ствола проходится дополнительно один или несколько стволов.

Искусственное отклонение скважин широко применяется при бурении скважин на нефть и газ.

Искусственное отклонение скважин делится на наклонное, горизонтальное бурение, многозабойное (разветвленно-наклонное, разветвленно-горизонтальное) и многоствольное (кустовое) бурение.

Бурение этих скважин ускоряет освоение новых нефтяных и газовых месторождений, увеличивает нефтегазоотдачу пластов, снижает капиталовложения и уменьшает затраты дорогостоящих материалов.

Искусственное отклонение вплоть до горизонтального применяется в следующих случаях:

1) при вскрытии нефтяных и газовых пластов, залегающих под пологим сбросом или между 2-я параллельными сбросами;

2) при отклонении ствола от сбросовой зоны (зоны разрыва) в направлении продуктивного горизонта;

3) при проходке стволов на нефтеносные горизонты, залегающие под соляными куполами, в связи с трудностью бурения через них;

4) при необходимости обхода зон обвалов и катастрофических поглощений промывочной жидкости;

5) горизонтальное бурение незаменимо при вскрытии продуктивных пластов, залегающих под дном океанов, морей, рек, озер, каналов и болот, под жилыми или промышленными застройками, в пределах территории населенных пунктов

6) при проходке нескольких скважин на продуктивные пласты с отдельных буровых оснований и эстакад, расположенных в море или озере;

7) при проходке скважин на продуктивные пласты, расположенные под участками земли с сильно пересеченным рельефом местности (овраги, холмы, горы);

8) при необходимости ухода в сторону новым стволом, если невозможно ликвидировать аварию в скважине;

9) при забуривании 2-го ствола для взятия керна из продуктивного горизонта;

10) при необходимости бурения стволов в процессе тушения горящих фонтанов и ликвидации открытых выбросов;

11) при необходимости перебуривания нижней части ствола в эксплуатационной скважине;

12) при необходимости вскрытия продуктивного пласта под определенным углом для увеличения поверхности дренажа, а также в процессе многозабойного вскрытия пластов;

13) при кустовом бурении на равнинных площадях с целью снижения капитальных затрат на обустройство промысла и уменьшения сроков разбуривания месторождения;

14) при бурении с целью дегазификации строго по угольному пласту, с целью подземного выщелачивания, например, калийных солей и др.

Искусственное отклонение скважин в нефтяном бурении в основном осуществляют забойными двигателями (турбобуром, винтовым двигателем и реже электробуром) и при роторном способе бурения.

В настоящее время применяют следующие основные способы искусственного отклонения скважин.

-Использование закономерностей естественного искривления на данном месторождении (способ типовых трасс).

В этом случае бурение проектируют и осуществляют на основе типовых трасс (профилей), построенных по фактическим данным естественного искривления уже пробуренных скважин.

Способ типовых трасс применим только на хорошо изученных месторождениях, при этом кривизной скважин не управляют, а лишь приспосабливаются к их естественному искривлению.

Недостаток указанного способа - удорожание стоимости скважин вследствие увеличения объема бурения.

Необходимо также для каждого месторождения по ранее пробуренным скважинам определять зоны повышенной интенсивности искривления и учитывать это при составлении проектного профиля.

- Управление отклонением скважин посредством применения различных компоновок бурильного инструмента.

В этом случае, изменяя режим бурения и применяя различные компоновки бурильного инструмента, можно, с известным приближением, управлять направлением ствола скважины.

Этот способ позволяет проходить скважины в заданном направлении, не прибегая к специальным отклонителям, но в то же время значительно ограничивает возможности форсированных режимов бурения.

- Направленное отклонение скважин, основанное на применении искусственных отклонителей: кривых переводников, эксцентричных ниппелей, отклоняющих клиньев и специальных устройств.

Перечисленные отклоняющие приспособления используются в зависимости от конкретных условий месторождения и технико-технологических условий.

Скважины, для которых проектом предусматривается определенное отклонение оси ствола от вертикали по вполне определенной кривой, называются наклонными или наклонно направленными.

К наклонным скважинам при турбинном и роторном бурении на нефть и газ относятся в основном скважины, забуриваемые с поверхности вертикально с последующим отклонением в требуемом направлении, вплоть до горизонтального, т.е. под углом в 90 градусов.

Получив широкое распространение, одноствольное наклонное бурение не исчерпало своих резервов.

Возможность горизонтального смещения забоя относительно вертикали (проекции устья скважины на пласт) позволила создать вначале кустовой, а затем многозабойные методы бурения.

Техническое усовершенствование наклонного бурения явилось базой для расширения многозабойного и кустового бурения.

Под кустовым бурением понимается способ, при котором устья скважин группируются на общей площадке, а конечные забои находятся в точках, соответствующих проектам разработки месторождения.

При кустовом бурении скважин значительно сокращаются строительно-монтажные работы в бурении, уменьшается объем строительства дорог, линий электропередачи, водопроводов и т.д.

Впервые в СССР кустовое бурение было осуществлено под руководством Н. Тимофеева на о-ве Артема в Азербайджане.

Одна из основных особенностей проводки скважин кустами - необходимость соблюдения условий непересечения стволов скважин.

К недостаткам кустового наклонно направленного способа бурения следует отнести вынужденную консервацию пробуренных скважин до окончания некоторой скважины данного куста в целях противопожарной безопасности, увеличение опасности пересечения стволов скважин, трудности в проведении капитального и подземного ремонтов скважин, а также в ликвидации грифонов в условиях морского бурения.

Горизонтальное и разветвленное горизонтальное бурение применяются для увеличения нефте- и газоотдачи продуктивных горизонтов при первичном освоении месторождений с плохими коллекторами и при восстановлении малодебитного и бездействующего фонда скважин.

Если при бурении наклонной скважины главным является достижение заданной области продуктивного пласта и его поперечное пересечение под углом, величина которого, как правило, жестко не устанавливается, то основная цель бурения горизонтальной скважины - пересечение продуктивного пласта в продольном направлении.

При этом протяженность завершающего участка скважины, расположенного в продуктивном пласте (горизонтального участка), может превышать 1000 м.

Условия, вызывающие необходимость применения кустового бурения, подразделяются на:

- технические - разбуривание кустовым бурением месторождений, залегающих под застроенными участками;

- технологические - во избежание нарушения сетки разработки при естественном искривлении скважины объединяют в кусты;

- геологические - разбуривание, например, многопластовой залежи;

- орографические - вскрытие кустовым бурением нефтяных и газовых месторождений, залегающих под водоемами, под участками земли с сильно пересеченным рельефом местности, при проводке скважин на продуктивные горизонты с отдельных морских буровых оснований или эстакад;

- климатические - разбуривание нефтяных и газовых месторождений, например в зимний период, когда наблюдается большой снеговой покров, или весной во время распутицы и значительных паводков.

К разновидностям кустового бурения можно отнести 2-ствольное последовательное, 2-ствольное параллельное и 3-ствольное бурение.

Кусты скважин приближенно можно представить в виде конуса или пирамиды, вершинами которых являются кустовые площадки, а основаниями - окружность или многоугольник, размеры которых определяются величиной сетки разработки и возможностью смещения забоев от вертикали при бурении наклонных скважин.

Двуствольное бурение - технология кустового бурения, при котором одновременно (иногда поочередно) бурятся 2 наклонные скважины, устья которых расположены рядом, около 1 5 м друг от друга, а конечные забои запроектированы на существенном расстоянии - в интервале 100 - 400 м и более.

Преимущества параллельного 2-ствольного бурения скважин:

- возможность совмещения отдельных операций: подъем бурильного инструмента из одной скважины со спуском его в другую;

- промывка, выравнивание раствора и механическое бурение в одной скважине с геофизическим исследованием в другой.

- с одним комплектом бурильных труб и с одного подвышечного постамента осуществляют одновременную проходку 2х наклонных или 1й вертикальной и 2й наклонной скважин.

При этом вместо обычного ротора применяют спаренные роторы типа РМБ-560, перемещающийся крон-блок типа К.

Количество скважин в кусте, помимо сетки разработки, наличия одно- или многопластовых залежей и других факторов, определяется технически возможными отклонениями забоев наклонных скважин.

При разбуривании многопластовых месторождений число скважин в кусте может пропорционально увеличиваться. При расположении кустов вдоль транспортной магистрали число скважин в кусте уменьшается по сравнению с одним локальным кустом.

В зависимости от выбранного варианта расположения устьев в кусте объем подготовительных, строительно-монтажных и демонтажных работ может изменяться в самых широких пределах. Кроме того, от выбранного варианта расположения устьев в кусте зависят размеры отчуждаемой территории, что очень важно для обжитых районов. Характер расположения устьев скважин на кустовой площадке играет большую роль и при эксплуатации скважин.

При бурении скважин на кустовой площадке число одновременно действующих буровых установок может быть различным.

Опыт кустового бурения показывает, что этот метод дает возможность значительно сократить СМР, уменьшить объем строительства дорог, водоводов, линий электропередачи и связи, упростить обслуживание эксплуатируемых скважин и сократить объем перевозок. Наибольший эффект от кустового бурения обеспечивается в условиях моря и в болотистых местностях.

В настоящее время кусты скважин становятся крупными промышленными центрами с базами МТС, вспомогательными цехами и т. д. В целом кустовой способ бурения сокращает затраты на обустройство промысла, упрощает автоматизацию процессов добычи и обслуживания, а также способствует охране окружающей среды при освоении нефтяных и газовых месторождений.

В этом случае можно полнее осуществлять сбор всех продуктов отхода бурения и уменьшать вероятность понижения уровня грунтовых вод на огромных территориях, которое может возникнуть вследствие нарушения целостности водоносных горизонтов.

Минимальное число скважин в кусте - 2. В основном, на нефтяных промыслах России группируют до 16-24 скважин/куст, но есть отдельные кусты, состоящие из 30 и более скважин. Из зарубежной практики известны случаи, когда число скважин в кусте превышает 60. Так, в Калифорнийском заливе в США 68 скважин было пробурено с насыпного острова размером 60×60 м.

Один из прогрессивных методов повышения технико-экономической эффективности проходки скважин - многозабойное бурение. Сущность этого способа бурения состоит в том, что из основного ствола скважины с некоторой глубины проводят один или несколько стволов, т.е. основной ствол используется многократно. Полезная же протяженность скважин в продуктивном пласте и, следовательно, зона дренирования (поверхность фильтрации) возрастают, поэтому значительно сокращается объем бурения по верхним непродуктивным горизонтам. Первая многозабойная скважина была пробурена в 1953 г. на Карташевском рифовом месторождении Башкортостана. Первая горизонтальная скважина, проходящая 130 м непосредственно по пласту мощностью около 30 м, была проведена в 1957 г. на Яблоновском месторождении Куйбышевской (ныне Самарской) области. Несмотря на то, что скважина была пробурена на сильно дренированный пласт, ее суточный дебит составил 40 т, что многократно превышало дебиты вертикальных скважин.

При многозабойном бурении нефтяных и газовых скважин значительно увеличивается полезная протяженность скважин в продуктивном пласте и соответственно зона дренирования, а также поверхность фильтрации.

По форме выполнения дополнительных стволов и по их пространственному положению различают следующие виды многозабойных скважин:

разветвленные наклонно направленные; горизонтально разветвленные; радиальные.

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

Горизонтально разветвленные скважины - это разновидность разветвленных наклонно направленных скважин, т. к. их проводят аналогичным способом, но при этом в завершающем интервале зенитный угол дополнительного ствола увеличивают до 90° и более.

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

Разветвленные скважины являются перспективной областью развития технологии направленного бурения, т.к. их промышленное применение позволит решать следующие важные задачи освоения земных недр:

эффективная разработка нефтяных месторождений с низкими коллекторскими свойствами продуктивного пласта, горизонтальной направленности; значительное сокращение числа скважин, необходимых для разработки месторождения нефти и газа; добыча высоковязкой нефти с больших глубин;

строительство геотермальных станций в районах с невысокими температурами пластов горных пород.

neftegaz.ru


Смотрите также