Технология бурения многоствольных скважин

Аннотация

В данной статье рассмотрим вопросы, связанные с историей, бурением горизонтальных многоствольных скважин различной сложности и архитектуры. Рассматриваются различные технологии бурения и преимущества бурения многоствольных скважин.

Ключевые слова: Бурение, многозабойная скважина, многоствольная скважина.

Annotation

In this article, we will consider issues related to the history of drilling horizontal multilateral wells of varying complexity and architecture. Various drilling technologies and the advantages of multi-hole drilling are considered.

Key words: drilling, multihole well, multilateral well.

Основная часть

В нефтегазовой отрасли строительство скважин является одним из главных процессов. На данный момент имеем различные технологии строительства одноствольных и многоствольных скважин.

Впервые многоствольное бурение осуществлено в США в штате Техас 1930г. Ответвления бурились специально спроектированными для этой цели шарнирными и в виде гибкого шланга бурильными трубами, которые приводились во вращение с земной поверхности. Недостаточная прочность таких труб и сложность технологии ограничили длину дополнительных стволов до 30 м. Новый принцип -- использование забойных двигателей (турбобуров, электробуров) был впервые реализован в СССР по предложению А. М. Григоряна, В. А. Брагина и К. А. Царевича в 1948, когда этим методом были пробурены первые многозабойные скважины. Это позволило применить обычные высокопрочные бурильные трубы и увеличить длину дополнительных стволов до нескольких сотен метров [1].

В 1944 г. А.М. Григорян совместно с Я.А. Гельфгатом и М.Т. Гусманом предложили создать щель в продуктивном пласте с постепенным срезанием «нижней» стенки скважины посредством забуривания уступа и с последующем разрушением до забоя.

В 1946 г. А.М. Григорян и В.А. Брагин создали способ при котором забуривание дополнительных ответвлений, стволов, отстоящих на небольшие (1-2 м) расстояние друг от друга сочеталось с последовательным торпедированием перемычек между ними. После ввода данного способа скважина работала с дебитом, в 1.5-2 раза больше ране пробуренных соседних скважин.

Первая действительно успешная многоствольная скважина была пробурена в Башкирии в 1953 году. Это была скважина №66/45, пробуренная Александром Григоряном, которого по праву считают отцом технологии многоствольного бурения.

Технология строительства многоствольных и многозабойных скважин продолжает развиваться до сих пор, хотя первый патент был зарегистрирован в США в 1929 году. [2].

Многоствольной скважиной принято называть скважину в состав которой входит один или несколько ответвлений (стволов), отходящих от основного ствола. Такая скважина может быть как эксплуатационной, так и уплотняющей скважиной или боковым стволом.

В названии многоствольные и многозабойные скважины есть большое различие, которые имеют основной ствол и дополнительные. Основным отличием является точки разветвления стволов. Скважина называется многоствольной, если точка разветвления находится выше продуктивного горизонта, на который была пробурена скважина, т.к дополнительные стволы скважины пробурены из основного выше продуктивного пласта, то скважина имеет больше одной точки пересечения с продуктивным горизонтом, и дополнительные стволы могут быть пробурены на разные горизонты. Скважина является многозабойной, если точка разветвления стволов находится в пределах продуктивного горизонта. В многозабойной скважине основной ствол бурится до продуктивного горизонта, а в самом продуктивном горизонте из него бурят один или несколько дополнительных стволов. Скважина пересекает верхнюю границу продуктивного горизонта только в одной точке [3].

Технология строительства многоствольных скважин является масштабным и ресурсоемким, несмотря на существующие отработанные методы проектирования и строительства. В первую очередь обязательно проводится тщательная оценка коллектора. Существуют характеристики коллекторов, которые указывают на целесообразность проведения многоствольного бурения:

- Скопления углеводородов в коллекторе изолированы.

- Если разработка месторождения проводится с заводнением, то основной ствол начинают использовать в качестве нагнетательной, а боковые стволы применяются как продуктивные. Иногда боковые стволы могут быть использованы для нагнетания давления.

- Наличие большого количества трещин в коллекторе, или имеющаяся достаточная проницаемость в одном направлении [4].

Технология строительства многоствольных скважин для многоуровневых месторождений с несколькими нефтеносными пластами является наиболее оптимальной. Проведение нескольких ответвлений в один пласт позволяет улучшить его вскрытие. Распространенная форма многоствольного бурения - кистевая, которая позволяет вскрывать пласты на нескольких уровнях. Многоствольное бурение в рамках одного пласта чаще всего используется для увеличения дренажной площади (применяются веерные или параллельные ответвления) [5].

Разработаны различные способы реализации технологии бурения многоствольных скважин. Для каждого случая многоствольного бурения скважин разрабатывается индивидуальный проект, учитывающий особенности месторождения.

Существуют различные технологии многоствольного бурения.

- Технология «снизу вверх». Проводится следующим образом: основной ствол бурится на предельную глубину для достижения наиболее глубоко залегающего горизонта, а затем для подсечения полезных ископаемых от нижних горизонтов к вышерасположенным производится забуривание дополнительных стволов. Геофизические исследования проводятся сразу после окончания бурения каждого ствола. Данная технология является эффективной при проведении работ по сгущению разведочной сети, когда производится переход от предварительной разведки к более детальной, и повышается уровень категорий запасов полезных ископаемых. Наиболее рациональное использование технологии «снизу вверх» предусмотрено для разведки пологозалегающих пластов, сравнительно выдержанных по мощности на значительные глубины крутопадающих зон, штокверковых, столбообразных и подобных тел.

- Технология «сверху вниз». Проводится следующим образом: бурение основного ствола скважины осуществляется до определенной глубины, на которой забуривается 1-й дополнительный ствол в результате резкого искривления для подсечения верхнего горизонта. Бурение основного ствола продолжается до следующего интервала, и затем забуривается 2 -й и все последующие дополнительные стволы. Данный метод бурения позволяет изучить промышленную минерализацию по глубине распространения, начиная от верхних пластов к нижним, включая параллельные геологические разрезы. При этом сохраняется геологический принцип последовательности разведки месторождений: переход от изучаемого к неизвестному, что позволяет в случае выклинивания прекратить бурение скважины. При использовании технологии «сверху вниз» основной ствол скважины остается свободным, при этом не возникает трудностей при выполнении комплекса последующих геофизических исследований. Также технология является эффективной при проведении поисков и разведки месторождений, которые имеют в своем составе сложное строение зон полезных ископаемых с непостоянной, изменчивой мощностью; крутым падением (более 50%); неравномерным содержанием и распределением полезного ископаемого; значительной протяженностью по глубине.

- «Параллельная» технология. По данной технологии сначала бурится основной ствол параллельно проходящей крутопадающей рудной зоне, а затем проводится бурение дополнительных стволов с использованием технологий «снизу вверх» и «сверху вниз» [6].

Выводы

бурение многоствольный скважина пласт

Также при проведении многоствольных скважин применяются безклиновые технологии.

Применение технологии многоствольного строительства скважин имеет ряд преимуществ: общая стоимость работ снижается, коллектор за счет нескольких стволов разрабатывается на большей площади, объем извлекаемой нефти увеличивается. Бурение многоствольных скважин позволяет разрабатывать небольшие по объемам залежи, а также используется в сложных геолого-технических условиях. Уменьшается отрицательное воздействие на окружающую среду за счет снижения количества скважин на поверхности. Объем утилизации бурового шлама и раствора производится в меньших размерах. Технология многоствольного бурения эффективна при бурении на морских платформах, из-за ограниченного количества скважин. Одновременно могут разрабатываться несколько продуктивных зон, даже при условии различных параметров. Ствол скважины длительное время удерживается в стабильном состоянии.

Технология бурения многоствольных скважин экономически эффективна, т.к. сокращается затрачиваемое время на разведку месторождения; уменьшается объем работ, связанный с монтажом и демонтажом оборудования; при увеличении объемов добычи сырья сокращаются расходы на бурение и заканчивание скважин.

Перспективным и создающим дополнительный экономический эффект является строительство многоствольных горизонтальных скважин на ранее пробуренных. Поскольку, отсутствует необходимость в бурении новых скважин с поверхности, возникает возможность создания дополнительных ответвлений к ранее пропущенным пластам. Но при этом технология бурения многоствольных скважин имеет высокую стоимость, которая связана с использованием дорогостоящего оборудования.

Список использованных источников

1. Григорян А.М., Вскрытие пластов многозабойными и горизонтальными скважинами, М., 1969.

2. Многоствольные скважины: развитие технологии [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://vseonefti.ru/upstream/mnogostvolnye-skvazhiny.html

3. Клиценко Г.В. Строительство горизонтально-разветвленных скважин в России. Современное состояние и перспективы. - ООО «РН-КрасноярскНИПИнефть», г. Красноярск.

4. Развитие технологий многоствольного бурения [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://neftegaz.ru/srience/view/777-Razvitie-tehnologiy-mnogostvolnogo-bureniya

5. Фокеева Л.Х. Определение оптимальной траектории и длин стволов многоствольных горизонтальных скважин с учетом особенностей коллектора. - Альметьевский государственный нефтяной институт

6. Фрайя, Х. Новые подходы к строительству многоствольных горизонтальных скважин [Текст] / Х. Фрайя, Э. Омер, Т. Пулик, М. Джардон, М. Кайя, Р. Паэс, П.Г. Сотомаор, К. Умуджоро // Нефтегазовое обозрение. - 2003.- С. 44 - 67.

Размещено на Allbest.ru