Зарезка боковых стволов скважин


Особенности зарезки и бурения бокового скважинного ствола

Зарезка – технология, применяемая для создания новых стволов шахт, путем бурения боковых стояков достигается восстановление скважин, которые ранее были не задействованы из-за усыхания или по другим причинам. При этом задействуются те пласты, которые ранее не использовались. Кроме того, могут быть применены различные методики. Они эффективны для всех видов залежей. Проще говоря, происходит увеличение длины шахты.

Основные методики

В основном применяется два различных боковых способа сверления:

  1. Бурение с отклоняющимся клином.

  2. Вырезание участка.

В последнем случае применяется бурение боковых столбов с извлечением обсадной колонны. Вырезается большой участок, а значит, и затраты немаленькие. К тому же данная методика требует большого количества времени. Вырезающее устройство при этом запускается неоднократно. Первый метод позволяет сделать все в один заход. В обоих случаях необходимо использование специального оборудования.

В чем назначение зарезки?

Зарезка применяется для того, чтобы успешно вернуть в рабочее состояние любую из скважин, которая не может быть задействована из-за геологических и технических условий. Благодаря методике удается задействовать в работу те участки пласта земли, из которых трудно добывать ресурсы по многим причинам. Применим метод в основном для месторождений газа и нефти, а также для воды, что повышает работу в малодебитных местах.

Чаще всего данный метод применяется, как аварийная мера. При этом осуществляется бурение дополнительных стволов. При таких боковых зарезках все расходы очень быстро окупаются, и это значительно дешевле, чем производить поиски места залегания необходимого сырья, и бурить новую шахту. Сети новых стволов бурятся на используемых месторождениях, поэтому данный процесс непростой.

Все работы должны производиться только профессионалами, имеющими большой опыт в данном деле. Это позволит избежать всевозможных рисков и проблем. Чтобы не было пересечения основных и боковых шахт, необходимо точно рассчитать траекторию новых скважин. А такие расчеты возможны только при помощи высокотехнологического оборудования и обширных познаний в сфере создания дополнительных скважинных стволов.

Что необходимо для работы?

Для того чтобы провести работу по образованию скважин качественно, необходимы специальные буровые инструменты с диаметром, меньшим чем у шахты. Таким образом, обеспечивается его спокойное и беспрепятственное передвижение внутри уже имеющейся колонны. К тому же это способствует увеличению искривлений дополнительных боковых шахт, уменьшает длину основного колодца и приводит к снижению затрачиваемых средств.

Кроме бурового инструмента, для скважин необходим раствор, он должен подбираться индивидуально. Такие растворы бывают разных видов в зависимости от элементов, содержащихся в их основе. Это могут быть:

  • биополимеры;

  • химические реагенты.

Использование таких составов значительно повышает проводимость боковых шахт примерно в 1,5-2 раза. Становится возможным бурение стволов с более сложными траекториями. При всем этом растворы обладают высоким уровнем экологичности, что немаловажно в работе по созданию новых стволов.

Как проводится процесс?

Как уже говорилось выше, методов проведения работ по созданию дополнительных скважин достаточно много. Давайтерассмотрим один из них, с использованием специального устройства для боковых бурений стволов. Он заключается в применении проходного якоря, который помещается в пространство между корпусом обсадных и боковых колонн. Якорь должен быть диаметром меньше стволов шахт, с которыми будет проводиться работа.

Зарезка делается в определенной последовательности, только так возможно её успешное проведение.

Якорь опускается, и создается переизбыток давления в пустоте скважин, после чего он отсоединяется от прикреплённой к нему посадочной втулки. Гироскопическим стержнем инклинометра определяется местоположение паза скважин. В соответствии с этим выставляется направление клина и глубина зарезки. После этого проделывается стандартная процедура бурения стволов.

Если появится необходимость, клин можно в любой момент извлечь из скважин и сменить его направление. Таким образом работа может быть произведена под любым требуемым углом, в разных направлениях. В данном случае требуется проведение 2-х заходов, но по данной методике можно осуществить все действия и в один заход.

Чтобы сделать зарезку за один спуск, надо соединить отклонитель с профильной трубой. Затем проводится её гидравлическое сцепление с инструментом для бурения через специальные трубы, расположенные на корпусе фрезы. Это упрощает весь процесс и увеличивает прочность бурового оборудования. В связи с этим метод не всегда применим там, где требуется гибкость.

delovvode.ru

Способы бурения боковых стволов

Когда бурение боковых стволов признано оптимальным техническим решением, встает вопрос, какую бурильную колонну следует использовать - из обычных или из гибких труб. На платформах, где нет буровых установок, забуривание из НКТ или бурение с депрессией на продуктивный пласт экономически эффективно проводить с помощью гибких труб. Бурение с депрессией способствует сохранению коллекторских свойств продуктивных пластов и увеличению механической скорости бурения.

Большинство боковых стволов из старых скважин бурят с длинным (более 150 м) или средним (60-150 м) радиусами кривизны, используя обычные бурильные трубы. Однако наметилась тенденция увеличения числа боковых стволов с малым радиусом кривизны (12-30 м). Для бурения ответвлений с коротким радиусом кривизны необходимы КНБК с шарнирными элементами. Эти боковые стволы особенно эффективны в устойчивых породах, где можно обойтись без спуска обсадных труб и дополнительного внутрискважинного оборудования для заканчивания. Технические средства бурения по короткому радиусу требуют меньшей протяженности искривленной части ствола скважины, как при работе с обычными, так и с гибкими трубами. Это позволяет забуриваться ниже внутрискважинного оборудования или размещать как криволинейный, так и горизонтальный участки ответвления в продуктивном пласте, чтобы избежать проблем, связанных с вышележащими породами.

Растет популярность многоствольных новых скважин, когда из основного ствола скважины бурят несколько горизонтальных боковых стволов. Эта технология позволяет уменьшить число скважин на месторождении и сделать экономически эффективной разработку мелких месторождений. Уменьшение числа скважин значительно снижает затраты на оборудование устьев и вывод стояков на поверхность при подводном заканчивании морских скважин. С точки зрения геометрии, многоствольная скважина может просто иметь два противоположно направленных ответвления в одном продуктивном пласте для улучшения условий вскрытия, или ответвления имеют форму кисти, что позволяет вскрыть несколько пластов, расположенных на разных уровнях многопластового месторождения. Многоствольная конфигурация может применяться в одном пласте, чтобы увеличить площадь дренажа несколькими параллельными или расходящимися веерообразно боковыми стволами.

Анализ пропускных характеристик скважины

Рис. 5.10 Анализ пропускных характеристик скважины.

В данном примере пропускные характеристики скважины (ПХС), отражаемые зависимостью между давлением на устье и дебитом, представлены кривыми для различного сечения канала НКТ. За счет увеличения диаметра НКТ можно значительно повысить дебит.

Технология бурения боковых стволов

Подготовка скважины к бурению боковых стволов может включать такие работы, как монтаж установки для капремонта, подъем НКТ с внутрискважинным оборудованием, задавка цемента в зону перфорации, чтобы безопасно провести очистку скважины от посторонних предметов и каротаж для оценки состояния обсадной колонны и привязки к геологическому разрезу за колонной. В зависимости от условий и конструкции скважины, возможны несколько вариантов проведения работ: от забуривания в открытом стволе до бурения из обсадной колонны через боковое окно, вырезанное фрезерами, опирающимися на уипсток, или из искусственного интервала открытого ствола, созданного фрезерованием всего поперечного сечения обсадной колонны.

Бурению боковых стволов обычно предшествует спуск гироскопического инклинометра и каротажных приборов для уточнения пространственного положения обсадной колонны и эксплуатационного объекта. На основе этой информации выбирается глубина фрезерования обсадной колонны и забуривания бокового ствола. В выбранном интервале проводится цементометрия, и если цементное кольцо за колонной плохого качества, то после фрезерования старый цемент из открытого интервала удаляют раздвижным расширителем, который заодно увеличивает диаметр скважины.

Рис. 5.11 Фрезерование труб по периметру.

С помощью специального спускаемого в скважину устройства на заданной глубине прорезается круговая щель в обсадной колонне и цементном камне за ней (А). В рабочем положении резцы выдвигаются из корпуса устройства, а в транспортном положении - упираются в пазы корпуса. Длина фрезеруемого участка колонны (В) зависит от таких факторов как: внутренний диаметр колонны и наружный диаметр ее муфт, диаметр долота и угол искривления корпуса забойного двигателя. Интервал открытого ствола, образованный в результате фрезерования (С), перекрывают цементным мостом (D) для забуривания бокового ствола (Е). Часть старой скважины ниже интервала забуривания остается изолированной от бокового ствола.

Если при забуривании из вертикального ствола ориентирование отклонителя выполняется с помощью магнитометра, то освобождают от обсадной колонны интервал порядка 18м (рис. 5.11). Длина фрезеруемого участка может быть уменьшена, если для ориентирования КНБК используется гироскопический компас. Участок открытого ствола скважины перекрывают прочным цементным мостом. Чтобы избежать магнитных помех, мост разбуривают до глубины на б м выше подошвы открытого интервала. Недостатком метода фрезерования обсадных труб по всему сечению являются повышенные требования к прочности цементного моста для забуривания и трудности поиска головы нижней секции обсадной колонны, если туда потребуется войти после бурения бокового ствола. Во многих случаях механическая скорость бурения ограничивается условиями выноса шлама из скважины, а для горизонтального участка проблема выноса шлама становится еще сложнее. Конструкция современных инструментов для фрезерования предусматривает образование мелкой, не формирующей клубков стружки, легко удаляемой из скважины. При фрезеровании предпочтительней промывать скважину полимерными, а не глинистыми буровыми растворами. Растворы на углеводородной основе вообще не рекомендуется применять для фрезерования.

Рис. 5.12 Вырезание окна.

Операции по вырезанию окна в обсадной колонне начинаются со спуска и ориентирования извлекаемого уипстока создающего отклоняющее усилие на фрезеры (А). После фиксации уипстока якорем производится срезание удерживающей шпильки, и первый фрезер вырезает в колонне окно размером в несколько дюймов (В). Следующий фрезер выполняет основной объем работы по вырезанию окна и спускается вместе с эллипсоидными фрезерами, которые расширяют окно и выравнивают его кромки (С). После окончания вырезания окна приступают к забуриванию ответвления (D). Уипсток используется, чтобы направить КНБК и оборудование для заканчивания скважины в ответвление (Е). Когда работы в ответвлении закончены, уипсток можно извлечь, освободив доступ к нижележащим пластам (I и G).

Альтернативой фрезерованию всего поперечного сечения труб является вырезание окон в обсадной колонне. Это требует установки ориентированного уипстока и фрезерования окна в несколько этапов (рис. 5.12). После того, как уипсток установлен в нужном направлении, срезается шпилька, соединяющая его с фрезером первого этапа. Начинают вращать бурильную колонну, и твердосплавные резцы наконечника фрезера врезаются в стенку обсадной колонны. На следующем этапе окно в колонне прорезается специальным долотом, которое отжимается наклонной плоскостью уипстока в сторону стенки обсадной колонны и породы за нею. Окно расширяют и выравнивают его края с помощью конического фрезера, над которым прямо под УБТ устанавливают один или два фрезера эллипсоидной формы.

В сравнении с вырезанием окон фрезерование обсадной колонны по всему поперечному сечению имеет ряд преимуществ: исключается необходимость использования гироскопического компаса, имеется возможность начинать набор кривизны ближе к объекту эксплуатации, фрезерование можно выполнить за одно долбление. С другой стороны, при вырезании окон используется уипсток, обеспечивающий принудительное отклонение, но требующий нескольких спусков гироскопического компаса для ориентирования уипстока и КНБК. Кроме того, вырезание окон требует нескольких долблений различными фрезерами, а набор кривизны приходится начинать выше, чтобы разместить соответствующие элементы КНБК.

Какой бы способ зарезки ни применялся, после выхода в породу за колонной появляется возможность дополнительного выбора. Кроме стандартного искривления по среднему радиусу, существует несколько новых методов, которые могут повысить эффективность бурения боковых стволов. Бурение с коротким радиусом кривизны, использование колонны гибких труб и многоствольные скважины - все эти варианты нуждаются в тщательном экономическом анализе (рис. 5.14).

studfiles.net

Зарезка боковых стволов

Бурение боковых стволов применяется как метод повышения нефтеотдачи пластов и интенсификации добычи нефти, в основном, за счет улучшения гидродинамической связи скважины с пластом, а также с целью реанимации аварийных, не эксплуатируемых по геологическим причинам скважин с критическими значениями обводнённости и дебита нефти. Бурение боковых стволов может эффективно применяться на различных стадиях разработки залежей.

Бурение боковых стволов позволяет решить ряд важных задач:

• увеличить охват воздействием за счет вовлечения в разработку ранее неохваченных дренированием запасов - преимущественно в прикровельной части пласта, а также в низкопроницаемых пропластках;

• вовлечь в разработку зоны залежей, недоступные для других видов воздействия на пласт;

• существенно увеличить дебит нефти, особенно в низкопроницаемыхколлекторах, за счет увеличения поверхности взаимодействия скважины с пластом;

• высокообводненным, низкодебитным, аварийным и не эксплуатируемым по геологическим причинам скважинам. Благоприятными условиями для успешности зарезки бокового ствола является достаточно высокая нефтенасыщенная толщина, низкая расчлененность пласта и удалённость от воды (как пластовой, так и нагнетаемой).

К объектам, где данная технология может оказаться экономически не достаточно эффективной, относятся:

• высокопроницаемые пласты с большой эффективной толщиной;

• тонкие пласты с прослоями практически непроницаемых или малопроницаемых пород;

• трещиноватые нефтяные пласты, подстилаемые подошвенной водой, быстропрорывающейся по крупным вертикальным трещинам в скважины;

• продуктивные пласты с низкой величиной отношения вертикальной и горизонтальной проницаемостей породы;

• слабоизученные объекты разработки.

Массовое бурение боковых стволов на месторождениях Западной Сибири началась с 1998г. Успешность эксплуатации боковых стволов по оценкам ОАО «Сургутнефтегаз» в целом за весь период от бурения до окончания разработки залежи в среднем составляет 80%, по наклонно-направленным и пологим - 73%, по горизонтальным - 84% и по многоствольным горизонтальным - 100%.

Теоретически влияние боковых стволов на нефтеотдачу аналогично влиянию уплотняющего бурения, но с большей эффективностью. Бурение наклонно-направленного бокового ствола из уже пробуренной скважины равносильно одной дополнительной скважине. Скважину с пробуренным горизонтальным боковым стволом при проектировании разработки рассматривают как эквивалент трех скважин. Многоствольные скважины эквивалентны локальному уплотнению сетки скважин обычного профиля, кратному числу стволов.

Значительная часть объема бурения боковых стволов приходится на Самотлорское, Лянторское, Приобское и Ватинское месторождения (всего около трети всех проведенных операций). В масштабе округа областью применения боковых стволов служат длительно разрабатываемые объекты, отнесенные, главным образом, к неокомским отложениям.

За счет бурения боковых стволов с начала 2000-х гг в целом по округу обеспечено 55 млн. т нефти. Годовые объемы бурения имеют тенденцию к росту - за последние 10 лет они выросли почти в 2.5 раза. Между тем, удельная эффективность новых операций в указанный период снизилась вдвое - с 5.1 до 2.61 тыс. т. В среднем накопленная добыча нефти на 1 боковой ствол оценивается в 16 тыс. т, длительность эксплуатации - 3.5 года.

Предыдущая12345678910111213141516Следующая

Дата добавления: 2016-06-13; просмотров: 1315; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

helpiks.org

Бурение боковых стволов Бурение боковых стволов из существующих скважин дает новую жизнь старым месторождениям

ГЛАВА 2

Раздел 5

Бурение боковых стволов

В результате недавнего всплеска активности технической мысли были разработаны новые способы «оживления» старых месторождений нефти и газа и тех участков залежей, которые не были затронуты разработкой. Однако для принятия оптимальных решений нужен коллектив специалистов широкого профиля с кругозором, выходящим за пределы традиционной научно-технической специализации, характерной для нефтяной отрасли.

Новые технологии и стратегия промысловых сервисных работ, созданные в течение последнего десятилетия, способствовали тому, что наиболее предприимчивые добывающие компании пришли к общему мнению о необходимости дать новую жизнь старым скважинам. Сейчас, когда «оживление» месторождений с падающей добычей является главным направлением деятельности нефтегазодобывающих компаний, необходимы дополнительные усилия для отбора наиболее рациональных технических решений. Конечной целью любых «улучшающих» проектов является оптимизация добычи и экономических показателей, и сервисные компании принимают самое активное участие в достижении этой цели.

Растущие требования заставили сервисные компании «повысить квалификацию» и расширить перечень решаемых проблем по контролю за добычей и состоянием продуктивных пластов. Активизировалось техническое творчество. Например, в области бурения стволов-ответвлений технические разработки (бурение гибкими трубами, малогабаритные телеметрические системы и специальное оборудование для заканчивания боковых стволов) расширили выбор вариантов ускорения окупаемости инвестиций в месторождения. Но какой подход самый лучший, как его применить и в каких скважинах?

В поисках ответов на такие вопросы сервисные компании провели реорганизацию с целью предоставления многопрофильных комбинированных услуг. Расширение кругозора способствовало увеличению перечня оказываемых услуг, включая поиск скважин с неиспользованными возможностями и экономически обоснованные рекомендации по повышению производительности скважин и максимальному увеличению их чистой текущей стоимости.

Совершенствование технологий бурения увеличило число скважин, из которых можно бурить боковые стволы с короткими и средними радиусами кривизны, а также разветвленные стволы, применяя бурильные колонны из обычных или гибких труб. В этом году только в США предстоит пробурить более чем 1500 вторичных скважин. К 1999 году число таких скважин увеличится на 25%.

Рис. 5.1 Системы бурения боковых стволов.

Возвращение к старым скважинам

Возвращение к старым скважинам для получения дополнительной добычи не является новым методом. Начиная с середины 50-х годов, нефтяные компании возвращались к старым скважинам и бурили боковые стволы, чтобы обойти зоны загрязнения коллектора или механические препятствия в скважине, экономя таким образом средства в сравнении с бурением новых скважин. Недавнее расширение рынка услуг по бурению боковых стволов обязано во многом совершенствованию технологий бурения и заканчивают скважин.

Бурение боковых стволов снижает стоимость строительства горизонтальных скважин. Кроме увеличения производительности скважин, бурение боковых стволов позволяет отбирать углеводороды из коллекторов, ранее не охваченных разработкой (рис. 5.2). Многоствольные разветвления из существующих скважин улучшают условия вскрытия продуктивного пласта (рис. 5.3). А небольшие изолированные залежи нефти или газа могут быть вскрыты скважинами с большими отходами от вер­тикали, в том числе и многоствольными (рис. 5.4). Обычно горизонтальные скважины по производительности превосходят вертикальные скважины в 3-4 раза, а в некоторых случаях наблюдалось увеличение производительности в 17 и более раз. Кроме того, при наличии газовой шапки или подстилающей воды (или того и другого вместе) горизонтальные скважины дают значительный прирост извлекаемых запасов.

Не для всех скважин бурение боковых стволов является наилучшим способом повышения производительности. В связи с этим корпорация Шлюмберже выбрала увеличение отдачи пластов в качестве основной цели своей сервисной деятельности. Направления приложения усилий определяются объединенной группой инженеров, делегированных компаниями и решающих проблему выбора скважин-кандидатов на проведение работ по повышению отдачи, пластов. Эта так называемая Группа повышения нефтеотдачи пластов (английская аббревиатура PEG) несет основную ответственность за отбор скважин-кандидатов и выработку проектных решений. На основе технико-экономического анализа промысловой информации о скважинах или месторождениях инженеры группы PEG принимают оптимальное проектное решение, используя помощь специалистов соответствующего профиля. Решение зависит от возникающих проблем и может включать новые геофизические исследования, ревизию уже имеющихся каротажных материалов, бурение новых скважин или ответвлений, повторную перфорацию, обработку прискважинной зоны для интенсификации притока или другие виды капитального ремонта скважин. Все это делается для обеспечения первоклассного сервиса при решении любого вопроса, относящегося к повышению нефтеотдачи пластов.

studfiles.net


Смотрите также