CC BY
7УДК 533.98
Яцук П.Б.
студент второго курса магистратуры кафедры бурения нефтяных и газовых скважин институт нефти и газа им. М.С. Гуцериева Удмуртский государственный университет (г. Ижевск, Россия)
ОСОБЕННОСТИ РАЗВЕТВЛЕННО-ГОРИЗОНТАЛЬНОГО БУРЕНИЯ
Аннотация: для повышения эффективности эксплуатации и увеличения объемов добычи природных ресурсов осуществляют многоствольное заканчивание скважин. Этот сложный технологический процесс заключается в зарезке боковых стволов (срезка выполняется либо из основного ствола, либо из обсадной колонны). Он требует применения специализированного оборудования и привлечения опытных специалистов — только в этом случае можно получить качественный результат.
Строительство БС возможно из любого типа профиля материнского ствола, таким образом проектирование требует определения возможности достижения геологических целей, а также ответственной оценки возникновения пересечений стволов скважин.
Ключевые слова: многоствольная, горизонтальная, профиль, роторно-управляемая система, нефтенасыщенность, зарезка, ствол.
Бурение МЗС и МСС и зарезка боковых стволов являются эффективным методом вовлечения ОИЗ, однако, существует ряд проблем, в результате чего текущий КИН по отдельным объектам разработки в несколько раз меньше запланированного:
- образование трещин после ГРП и высокопроницаемых каналов в нагнетательных скважинах приводит к преждевременному прорыву воды к
добывающим скважинам окружения. При этом не обеспечивается необходимый уровень закачки рабочего агента [4].
- необсаженные интервалы под влиянием горного давления со временем имеют склонность к обрушению, что приводит к снижению эффективности их работы вплоть до полного прекращения поступления флюида.
- технологии зарезки боковых стволов сопровождаются ликвидацией материнских стволов посредством установки цементных мостов при этом добыча из старого ствола полностью прекращается.
Многозабойное бурение - технология наклонно-направленного бурения, которая предполагает проходку основного ствола с последующим забуриванием и проходкой в его нижней части дополнительных стволов (ответвлений).
Многоствольная
скважина Нерентабельные скважины
Рис. 1. Принцип МЗС.
Многозабойное бурение (multihole drilling) - технология наклонно-направленного бурения, которая предполагает проходку основного ствола с
последующим забуриванием и проходкой в его нижней части дополнительных стволов, пересекающих геологическую структуру [6].
Многозабойное бурение (МЗБ) позволяет поднять эффективность буровых работ при разведке и добыче полезных ископаемых.
Достигается это путем увеличения доли полезной протяженности стволов скважин.
Многозабойная скважина (МЗС) - скважина, состоящая из основного, как правило, горизонтального ствола, из которого в пределах продуктивного горизонта (пласта) пробурен 1 или несколько боковых стволов (ответвлений).
Ранее МЗБ использовалось большей частью при разведке твердых полезных ископаемых. Ныне МЗБ часто используется для разработки месторождений углеводородов и называется разветвленно-горизонтальным бурением.
Наиболее эффективно МЗБ в сравнительно устойчивых продуктивных пластах мощностью 20 м и более, в тч в монолитных или с прослоями глин и сланцев нефтеносных песчаниках, известняках и доломитах, при глубинах 1,5 -2,5 км при отсутствии газовой шапки и аномально высоких пластовых давлений. МЗБ сокращает число обычных скважин благодаря увеличению дренированной поверхности продуктивного пласта [1].
Одним из наиболее эффективных способов повышения нефтеотдачи на поздней стадии эксплуатации месторождений является зарезка боковых стволов в аварийных, высокообводненных и низкодебитных скважинах. При этом происходит довыработка остаточных запасов в слабо дренируемых зонах пластов с существенным увеличением продуктивности скважин в низкопроницаемых коллекторах. Такой подход предполагает, что начальное разбуривании скважин является как бы «пилотным» этапом, предваряющим довыработку запасов нефти на поздних стадиях разработки залежи [4].
Так, в ОАО «Сургутнефтегаз» применяются 7 типов боковых стволов (наклонно-направленные одноствольные, горизонтальные одноствольные, горизонтальные многоствольные и т.д.), которые позволяют провести:
- постепенный полный переход к боковым стволам при депрессии на пласт в низкопроницаемых пластах,
- разработку эффективных технологий совместно-раздельной эксплуатации многоствольных скважин с возможностью контроля режимов эксплуатации по каждому стволу и другие мероприятия, с помощью которых можно значительно повысить добычу нефти на всех типах залежей на различных стадиях их разработки [2].
Интересен опыт НГДУ «Азнакаевскнефть», которое объединяет 6 площадей Ромашкинского месторождения. Выработка запасов нефти из низкопроницаемых заглинизированных пластов традиционными методами малоэффективна. Извлечение нефти из таких пластов требует новых технологий. В 30% вновь построенных наклонно-направленных скважинах за последние 6 лет выявлены заколонные перетоки. Чтобы восстановить эти скважины, необходимы значительные вложения. В связи с этим предложено решение по строительству скважин с адресным горизонтальным окончанием.
Первая скважина с 10 разветвленными стволами была построена в 1953 году на Карташовском месторождении в Башкирии. Расстояние между забоями было 322 м, а самый длинный горизонтальный ствол был 168 м. Дебит этой горизонтальной скважины составил 120 т/сутки против 7 т/сутки в вертикальных скважинах.
Впоследствии все было сосредоточено на методах и технологиях повышения продуктивности: площадное заводнение, химическое воздействие на пласт, освоение лишь высокопродуктивных залежей. Только в 2012 г. НГДУ «Азнакаевскнефть» начало бурить направленную горизонтальную скважину № 194521 [5].
В результате бурения была выявлена значительная зональная неоднородность продуктивного пласта: пористость менялась от 9 до 23%, проницаемость от 15 до 650 мД, нефтенасыщенность от 52 до 80%. Средний дебит по скважине составил 20,5 т/ сут., что в 5 раз больше дебита соседней вертикальной скважины. Прогнозный срок окупаемости наклонно-
направленной скважины в 2,5 раза меньше, чем в соседней вертикальной скважине. Благодаря технологии бурения горизонтальных скважин, стало возможным наращивание запасов нефти в межскважинном пространстве вертикальных скважин. Результаты бурения горизонтальных скважин по Азнакаевской и Зеленогорской площадям приведены на рисунке 2.
Рис. 2. Динамика КИН по участкам бурения горизонтальных скважин.
Горизонтальное бурение позволяет повысить эффективность выработки верхних горизонтов, эксплуатируемых возвратным фондом вертикальных скважин. Опыт изучения горизонтальных скважин в НГДУ «Азнакаевскнефть» показал, что без применения технологий горизонтального бурения ожидать устойчивого развития невозможно.
Геометрия скважины МСС определяется объектами добычи, их относительной глубиной и протяженностью латерального ствола. Боковые стволы могут находиться в одной горизонтальной плоскости на одной и той же
истинной вертикальной глубине, или они могут находиться в одной вертикальной плоскости и следовать в одном направлении, но на разных глубинах. В рамках этих двух основных категорий можно создать практически бесконечное число комбинаций, которые могут охватывать несколько зон или простираться в различных направлениях в пределах одного пласта.
Наиболее часто скважины МСС применяются в коллекторах, где требуется контроль песка, и в коллекторах тяжелой нефти. В случае контроля песка причиной часто является управление слотами на морских платформах. С одной обсадной колонны на поверхность можно доставить больше пласта. Относительно менее затратные методы борьбы с песком для многоствольных скважин включают щелевые вкладыши или автономные экраны, которые действуют как фильтры для предотвращения попадания пластового песка в ствол скважины.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Перспективы внедрения горизонтальных скважин на месторождениях со сложным геологическим строением / И. Г. Фаттахов, А. С. Семанов, А. И. Семанова, Р. Р. Степанова, И. Ф. Галиуллина // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. - 2022. - № 3 (363). - С. 46-51;
2. Заканчивание скважин. Часть 1: Учебник для вузов / Подгорнов В.М. -М.: Издательство «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2008. - С. 10-12;
3. Гилязов Р.М. Разработка и совершенствование технологий строительства нефтяных скважин с боковыми стволами: дис. д-ра техн. наук. Уфа: 2003. С. 230-240;
4. Гилязов Р.М. Бурение нефтяных скважин с боковыми стволами. М.: Недра, 2002. С. 144-145, 167-168, 171;
5. Агзамов Ф.А., Гбогбо А.М. Проблемы заканчивания горизонтальных скважин. // Нефтегазовое дело. - 2018. - №3. - С. 6-28;
6. Дайер С., Хилсмэн Г., Колфилд И., Дюфрен К., ГарсиаХ., Хили Д., Пауэрс Д., Махарадж М., Стадероли Д., Страки М., Уэбб Т. Проектирование заканчивания морских скважин. // Нефтегазовое обозрение. - 2007. C. 4-15;
7. Фрайя Х., Онер Э., Пулик Т., Джардон М., Кайя М., Паэс Р., Сотомайор Г., Умуджоро К. Новые подходы к строительству 101 многоствольных горизонтальных скважин // Нефтегазовое обозрение. - 2003. - № 14. - С. 44-67
Yatsuk P.B.
Udmurt State University (Izhevsk, Russia)
FEATURES OF BRANCHED HORIZONTAL DRILLING
Abstract: to increase the efficiency of operation and increase the volume of extraction of natural resources, multi-barrel completion of wells is carried out. This complex technological process consists in cutting the side trunks (cutting is performed either from the main trunk or from the casing). It requires the use of specialized equipment and the involvement of experienced specialists — only in this case can you get a high-quality result.
The construction of a BS is possible from any type of profile of the parent trunk, thus the design requires determining the possibility of achieving geological goals, as well as a responsible assessment of the occurrence of intersections of boreholes.
Keywords: multi-barrel, horizontal, profile, rotary-controlled system, oil saturation, cutting, trunk.
