Технології зарізування бічних стволів

зарізка.docx

Величезний фонд бездіючих свердловин, тільки в Україні цей фонд перевищує 40 000. Частину цього фонду можна реанімувати методом буріння бічних стволів. Окрім відсутності необхідності додаткових витрат на комунікації та облаштування, з'являються можливості залучення незадіяних ділянок покладів.

Існують дві принципово розрізняються методики зарізування бічних стволів зі свердловин бездіючого фонду - вирізання ділянки колони і буріння з клину, що відхиляє.

До буріння з вирізуванням ділянки колони слід віднести і буріння свердловин із вилученням незацементованої колони з бурінням повнорозмірного ствола. Не зупиняючись на особливостях при зарізуванні таких свердловин, оскільки немає різниці від буріння звичайних похило-спрямованих свердловин, відразу розглянемо два інші варіанти. Традиційний варіант - вирізання протяжної ділянки, щоб було можливо при зарізанні бічного стовбура видалити від магнітних мас магнітометричні датчики вибійних телеметричних систем контролю траєкторії стовбура. При цьому варіанті суттєві витрати пов'язані з часом, а саме:

Імовірність вирізування ділянки достатньої для виконання технологічної операції за один спуск мала, необхідна неодноразова зміна озброєння пристрою, що вирізає.
Крім установки обов'язкових ізоляційних мостів виникає необхідність встановлення додаткового цементного мосту, який надалі і нарощується основний міст.
Досить складний і тривалий процес напрацювання жолоба та початку буріння нового ствола, особливо враховуючи малі діаметри долота, забійного двигуна та бурильного інструменту.
Проблематична зарізка бокового ствола за даною технологієюпри великих (понад 30 градусів) зенітних кутах, так як ексцентрична робота труборіза призводить до швидкого зношування озброєння і навіть його поломки.

Невелика корекція варіанта підвищила шанси по можливості застосування технології. У зв'язку з тим, що абсолютна більшість експлуатаційних свердловин похило-спрямовані та точка зарізки вибирається на криволінійній або, що відбувається частіше, похилій ділянці можна вважати свідомо відомим азимут. У цьому випадку немає необхідності вирізування ділянки колони великої протяжності, достатньо вирізати стільки, скільки потрібно для забезпечення відхилення виходу бурильної колони з обсадної. Залежно від діаметрів колон та проектних інтенсивностей це становить від 6 до 10 метрів, що суттєво менше порівняно з попереднім варіантом, де довжина ділянки вирізування становить не менше 18 метрів. Досить велика кількість бічних стволів була пробурена за таким варіантом технології і особливо у ВАТ "Удмуртнафта", починаючи з середини 90-х років. Незважаючи на суттєве, порівняно з базовою технологією, скорочення витрат часу загальні витрати часу на буріння бічних стволів були не нижчими ніж на буріння нових свердловин, а скорочення матеріальних витрат - малою втіхою при отриманні стволів меншого діаметра.

На території України технологія буріння бічних стволів з вирізаної ділянки колон повністю витіснена технологією зарізки з відхиляючого клина (уіпстока). У свою чергу, технологія зарізки з уіпстока поділяється на кілька підваріантів.

Немає сенсу приділяти увагу віджилим варіантам зарізки з уіпстока, коли кожен етап: спуск якоря, клину, стартового райбера, зарізного та розширюючого райбера проводився окремим спуском. Розглянемо тільки найбільшпоширені, і навіть перспективні варіанти.

В даний час практично всі сервісні компанії із зарізування бічних стволів перейшли на комплекти райберів, що дозволяють за один спуск створити вікно, для подальшого буріння бічного ствола та основна різниця полягає в способах заякорювання. Найбільш поширені якорі з упором на забій. Недоліками таких якорів є:

Необхідність встановлення надійного опорного цементного мосту, на що потрібні суттєві витрати часу.
Механічне заякорювання вимагає створення певних навантажень і якщо розкриття запроектовано на невелике зусилля, то висока ймовірність передчасного спрацьовування його в стовбурі при спуску, так і провороту при бурінні. У разі потреби створення великих навантажень для заякорювання виникають проблеми зі створенням цих навантажень, особливо у похило-спрямованому стовбурі.

У Татнафті використовується спосіб із застосуванням якоря профільної труби, гідністю якої поряд з високою надійністю є необхідність опорного цементного моста. Технологія передбачає спуск компонування, що включає профільну трубу та спеціальну трубу, всередині якої знаходиться відхилювач. Першим спуском передбачається спуск заякорювання відхилювача, відворот та викид спеціальної труби після підйому, другим – спуск комплекту райберів та зарізка бокового ствола. Недоліками способу є:

Застосування жорсткого компонування, що вимагає спеціальної підготовки свердловини.
Проблематичність в орієнтуванні відхилення.
Необхідність виконання операції у два етапи.

НВП "Обрій" розробило та запатентувало пристрій для багатоствольного буріння свердловин, сутність якого полягає ввикористання профільного перекривача як прохідного якоря, без внесення суттєвих змін до інших елементів пристроїв. Застосування спеціальних якорів та пакерів, що передбачаються при традиційних технологіях, займає кільцевий простір між їхніми корпусами та експлуатаційною колоною. В умовах малого прохідного розміру експлуатаційної колони та необхідності застосування компоновок із забезпеченням транспортувальних зазорів внутрішні розміри корпусів посадкових пристроїв виявляються надзвичайно малими, що не дозволяють проводити роботи нижче цих пристроїв.

Застосування профільного перекривача як прохідний якоря дозволило забезпечити максимальний прохідний отвір при оптимальному транспортному розмірі. У пристрої, на відміну від аналогів, не відбувається істотної втрати діаметра в якорі, а втрати відбуваються в посадковій втулці, що являє собою порожнисту трубу з косим верхнім (перовидним) зрізом і пазом, що шпоночним, що починається від основи паза. Внутрішній отвір обмежується транспортним діаметром компонування та товщиною стінки втулки. Верхня частина пристрою являє собою посадочну втулку з направляючою шпонкою, пристрою регулювання положення клина щодо шпонки і подовжувачів, що забезпечують необхідну глибину точки зарізки щодо якоря. Пристрій може бути виконаний будь-якого діаметра за розміром стовбура свердловини.

Віпсток орієнтований видобутий

Виконання операції провадиться наступним чином:

1. Виробляється спуск якоря посадкової втулки на роз'єднувачі, створенням надлишкового тиску трубному просторі проводиться заякорювання, після чого проводиться роз'єднання якоря від посадкової втулки;
2. За допомогою направляючого стрижнягіроскопічним інклінометром, а при зенітних кутах понад 5 градусів будь-яким датчиком відхильника визначається положення шпонкового паза;
3. На гирлі виставляється напрям клину щодо шпонкового паза, а також встановлюється глибина точки зарізування;
4. Подальші операції проводяться аналогічно будь-яким традиційним методам зарізування бічних стволів з клину;
5. За потреби можливе вилучення клина, зміна його положення щодо напрямної та зарізка додаткових стволів без обмеження їх кількості.

Як можна побачити з короткого опису пристрою, його застосування може дозволити проводити зарізування бічних стовбурів точно за необхідним напрямом, з будь-якої глибини, при будь-яких кутах нахилу свердловини. Застосування його можливе як при зарізуванні бічних стовбурів, так і при бурінні багатоствольних і розгалужено-горизонтальних свердловин без втрати основного стовбура.

Крім того, переваги, що не втрачається основний ствол, і зарізка відбувається відразу в необхідному напрямку, навіть незважаючи на великі матеріальні витрати в порівнянні з зарізкою бічних стволів з вирізаних ділянок, або із застосуванням відхилювачів з упором на забій відмічено зниження витрат на виконання робіт у зв'язку із скороченням термінів їх виконання.

Однак, найбільший ефект очікується при бурінні багатоствольних і розгалужено-горизонтальних свердловин, так як пристрій і технологія будуть застосовуватися не тільки при бурінні, але також при проведенні геофізичних досліджень і впливу в процесі експлуатації.

Особливо слід відзначити можливості при бурінні розгалужено-горизонтальних свердловин з безперервних установок труб. У цьому випадку кожен додатковий ствол може бути пробурений одним спуском, тоді якпри бурінні звичайними бурильними колонами потрібно як мінімум два спуску інструменту.

Так само спрощується обслуговування багатоствольних і розгалужено-горизонтальних свердловин у процесі експлуатації та проведення геофізичних досліджень за допомогою установок безперервних труб, а саме, за один спуск можна вибірково провести необхідні роботи на будь-якому відгалуженні або основному стовбурі.

Додатковою перевагою способу є те, що компонування не мають жорсткості і не потрібно спеціальної підготовки свердловини. Недолік способу – необхідність двох спусків.

Застосовується також варіант зарізки бокового ствола за один спуск.У цьому випадку профільна труба з'єднується з відхилячем, а гідравлічне з'єднання профільної труби з бурильним інструментом проводиться через спеціальні трубки, вмонтовані в корпус фрези. Безумовно, таке спрощення способу призводить до збільшення жорсткості компонування, утруднення з орієнтуванням, але в ряді випадків такий спосіб ефективний.

Результати буріння бічних стовбурів показали, що дебіти нафти по ряду пробурених свердловин перевершують поточні дебіти свердловин навколишніх в два і більше разів або рівні показниками при введенні нових з вертикальним стовбуром свердловин на нерозбурених ділянках родовищ.

Одним із ефективних методів підвищення нафтовіддачі пластів для цілого типу пластів є буріння свердловин з відхиленням від вертикальної осі. При цьому виникає низка технічних проблем у сфері відходу бокового ствола від вертикальної осі. Пропонована технологія зарізування бічних стволів базується на розрахунку та подальшої реалізації оптимальних параметрів викривлення свердловини. Така траєкторія забезпечує безпечний режим буріння бічного ствола в інтервалі його відходу відосновної (вертикальної) свердловини та подальший безперешкодний спуск експлуатаційної колони у пробурений бічний стовбур. Світовою практикою нафтовіддачі давно доведено, що на родовищах, що знаходяться на пізній стадії експлуатації, з усіх відомих способів впливу на нафтовий пласт з метою підвищення його віддачі найбільш дієвим (поряд з керованим гідророзривом) є спосіб зарізування та проведення по простяганню пласта бокового ствола, частіше похилого чи горизонтального. При цьому значно розряджається сітка експлуатаційних свердловин, зменшуються депресії на пласт, помітно збільшується добовий дебіт нафти, внаслідок чого з'являється можливість переходу нерентабельних або малорентабельних свердловин у рентабельний розряд.

Технологія підвищення нафтовіддачі пластів методом будівництва бічних та бічних горизонтальних стволів у раніше експлуатованих свердловинах. Необхідність застосування даного методу залишається затребуваною, у зв'язку зі збільшенням кількості нерентабельних свердловин з малодебітною або обводненою продукцією та бездіяльних аварійних свердловин у міру переходу до пізніших стадій розробок родовищ, коли обводнення продукції або падіння пластових тисків на багатьох розроблюваних ділянках (особливо важковитягуваних зонах нафтоносних пластів) випереджає вироблення запасів при існуючій щільності сітки свердловин.

Тому існуюча проблема довироблення залишкових запасів нафти, що важко вилучаються, вимагає ущільнення сітки свердловин шляхом зарізок бічних стволів, що здійснюються з меншими витратами ніж буріння нових свердловин. Крім того, існує економічна доцільність зменшення кількості фондів свердловин, що бідують.

З 2004 року ефективність та успішністьГеолого-технічні заходи щодо збільшення нафтовіддачі визначається умовами інвестиційних програм. Показник успішності в різні роки тримався в межах 67-90%, за свердловинами побудованими і введеними в 2009 р. успішність поки що становить 80% при нормативі – 80%. Досягнення цих успішності щодо виконання інвестумов залежить від багатьох факторів, таких як вартість будівництва свердловин з бічними та бічними горизонтальними стволами, що вимагає певної гарантованої величини дебіту нафти, згідно з умовами інвестиційної програми; правильність вибору свердловин з визначенням величин та розташування недренованих залишкових запасів; регулювання процесів заводнення пластів; безаварійне буріння бічних та бічних горизонтальних стволів; дотримання технологічних регламентів розтину продуктивних пластів у процесі буріння, запобігання кольматації привибійних зон; організація та своєчасність додаткових ГТМ у процесі подальшої експлуатації БС та БГС. Рішенням всіх цих завдань займаються геологічні служби. Однак, в умовах складності геологічних будов, літологічної неоднорідності поширення нафтоносних пластів і як наслідок – нерівномірності розподілу фільтраційних потоків на ділянках інтенсивної розробки із застосуванням заводнення, виникають певні труднощі при виборі того чи іншого методу підвищення нафтовіддачі пластів, а при будівництві бічних та бічних горизонтальних - Правильність вибору напрямків проектних вибоїв. За останні роки напрацьовано певний досвід для правильного планування обсягів та проектування технології будівництва бічних стволів, проведено аналіз причин неуспішних зарізок БС, БГС.