CC BY
58
срезки в открытом стволе скважины, для строительства боковых стволов. Поэтому, в мягких породах предпочтительнее использовать систему позиционирования долота «Point the Bit», обеспечивающую наиболее высокую степень качества траектории. Список использованной литературы:
1. Осипов Ю.В., Ахметов Д.С., Еникеев Р.В., Бадретдинов Д.Ф. «Применение роторных управляемых систем для бурения».
2. Закиров А.Я. «Первые результаты испытаний роторно-управляемых систем российского производства».
3. Бурение наклонных, горизонтальных и многозабойных скважин А. С. Повалихин, А. Г. Калинин, С. Н. Бастриков, К. М. Солодкий; под общ.ред. доктора технических наук, профессора А. Г. Калинина. - М.: Изд. ЦентрЛитНефтеГаз, 2011. - 647 с.
4. Акбулатов Т.О. Роторные управляемые системы: учебное пособие / Т.О. Акбулатов, Р.А. Хасанов, Л.М. Левинсон - Уфа: УГНТУ, 2006.
© Хомяк А.В., Чуктуров Г.К., 2022
УДК 55
Хомяк А.В.,
студент второго курса магистратуры Уфимского государственного нефтяного технического университета
г. Уфа, Российская Федерация Чуктуров Г.К.,
доцент, кандидат наук кафедры «Бурение нефтяных и газовых скважин»
Горно-нефтяного факультета Уфимского государственного нефтяного технического университета
г. Уфа, Российская Федерация
ПРИМЕНЕНИЕ РОТОРНО-УПРАВЛЯЕМЫХ СИСТЕМ НА ПРИМЕРЕ УРЕНГОЙСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Аннотация
Исследование посвящено возможности применения интеллектуальных роторно-управляемых для бурения горизонтальных скважин большой протяженности с применением телеметрических систем.
Ключевые слова
Роторно-управляемая система, каротаж в процессе бурения, компоновка низа бурильной колонны,
горизонтальная скважина, горная порода.
Актуальность. Ввиду низкой проницаемости коллекторов Уренгойского месторождения как по латерали, так и по вертикали, отмечается низкая эффективность скважин. Таким образом, опыт начального этапа эксплуатации показывает, что для обеспечения проектных режимов работы пока единственным действенным методом интенсификации притока является большеобъемный ГРП с бурением горизонтальных скважин с большой протяженностью.
Известно, что наиболее важным критерием эффективности разработки месторождений является коэффициент извлечения нефти и газа. Увеличение вышеуказанного параметра возможно при выполнении следующих основных условий: сохранения естественных коллекторских свойств пласта в процессе его первичного и вторичного вскрытия; качественного (с учетом геотехнологических и технических особенностей месторождения) цементирования обсадных колонн; выполнение эффективного процесса углубления скважины; высокотехнологичного (с учетом геомеханических,
физико-химических свойств пород коллекторов) освоения скважины; инновационного подхода к технико-технологическим мероприятиям (интенсификация, регулирование процессов разработки) поддержания требуемого объема добычи углеводородов.
Значимость всех вышеперечисленных условий для увеличения нефтеотдачи несомненна, однако необходимо выделить основополагающее условие, позволяющее объединить в себе ряд технико-технологических операций строительства скважины в одно направление - проводку скважины по проектному профилю, траектория которого (с учетом геонавигации, совпадения проектного и фактического профиля) обеспечит качественное вскрытие объекта разработки [1].
Отмеченные выше возможности повышения добычи углеводородного сырья путем разработки, например, шельфовых месторождений, а также доразработки ранее разбуренных площадей скважинами с горизонтальным окончанием, предусматривает наличие сложнопостроенных профилей, траектории которых могут содержать искривленные участки, имеющие ограниченный (минимально возможный) радиус, или наклонно-прямолинейные участки большой протяженности (более 3000 м). Наличие сложнопостроенных профилей обусловлено труднодоступностью нефтегазовых объектов, находящихся, к примеру, под населенными пунктами, водоемами и природоохранными территориями.
Необходимо констатировать, что бурение горизонтальных скважин, осуществляемое, например, с кустовых площадок Западной Сибири, либо проводка второго ствола из ранее пробуренной скважины, с учетом размещения оснастки обсадной колонны в пределах разрабатываемого объекта, осуществляются в соответствии с геолого-технологическими и экономическими критериями.
Результаты анализа практических данных бурения горизонтальных скважин, имеющих сложный профиль, показали, что фактическая траектория углубления во многих случаях существенно отличается от траектории проектного профиля. В результате ствол скважины формируется с образованием больших каверн и уступов, затрудняющих продвижение КНБК, а интенсивность искривления и радиус участков набора и падения зенитного угла не соответствуют допустимым прочностным характеристикам бурильных труб.
Техническим решением послужило применение в КНБК роторных управляемых систем (РУС). Управляемые системы позволяют добиться ориентированного набора, стабилизации и снижения зенитного угла по всей длине скважины без проведения дополнительных спуско-подъемных операций.
Ранее отмечено, что наклонно-направленные скважины со сложнопостроенными субгоризонтальными или горизонтальными окончаниями могут быть как одиночного исполнения, так и располагаться на кустовых площадках.
Количество скважин на кустовой площадке зависит от геолого-технологических подходов и технических приемов нефтеизвлечения на отдельных участках залежи, а также от возможности минимизации затрат при разработке как близлежащих, так и удаленных нефтегазоносных объектов.
При бурении под эксплуатационную колонну использовался вращательный способ бурения. В качестве привода долота (PDC FXD65R диаметром 219,1 мм) использовался винтовой забойный двигатель (ВЗД) Power Pack диаметром 178 мм, также применялся комбинированный метод бурения, предусматривающий периодическое или постоянное вращение верхнего привода совместно с ВЗД. Наличие протяженного наклонно-прямолинейного участка обусловило применение в КНБК дополнительного оборудования, представленного РУС.
Роторная управляемая система (steerable system receiver - RSS rotary диаметром 171 мм и длиной 5,8 м) позволяет производить направленное бурение (осуществлять набор и снижение зенитного угла с параметрами бурения в режиме реального времени) с постоянным вращением бурильной колонны. При этом постоянное вращение бурильной колонны и применяемое в системе РУС навигационное оборудование (MWD диаметром 174 мм и длиной 7,66 м) позволяет оперативно управлять параметрами бурения, в частности, регулировать нагрузку на долото и частоту вращения, что обеспечивает улучшение контроля за траекторией скважины [2]. Общая длина скважины по стволу с учетом двух участков набора и падения кривизны и наклонно-прямолинейного участка составила 4863 м. Отход от вертикали - 3762,37 м.
Анализ результатов исследований показал, что потеря осевой (синусоидальный изгиб) и
пространственной (helical-винтовой, спиральной) устойчивости происходит в верхнем интервале от 100 до 1000 м, а также в нижнем интервале от 4600 до 4700 м - в месте снижения зенитного угла (при переходе от наклонно-прямолинейного на искривленный участок). За счет потери устойчивости в местах перехода траектории профиля от искривленного участка к наклонно-прямолинейному момент на верхнем приводе составляет более 50 кНм, что практически соответствует 80% предела прочности материала бурильных труб на скручивание.
Кроме того, при выборе расчетных вариантов руководствовались тем, чтобы выбранная конструкция скважин позволяла решать проблемы, присущие ачимовским коллекторам (анизотропия, прерывистость, малая зона дренирования и др.). В итоге, по нарастающей рассмотрено четыре варианта вскрытия ачимовских пластов (рисунок 1):
- вертикальное вскрытие;
- вертикальное вскрытие + ГРП;
- субгоризонтальное вскрытие;
- субгоризонтальное вскрытие + МГРП.
Рисунок 1 -Условные схемы расположения субгоризонтальных скважин в пласте при расчете вариантов вскрытия ачимовских пластов
В заключение можно сказать, что наличие сложно-построенных профилей наклонно-направленных и ГС, содержащих протяженные наклонно-прямолинейные участки, которые в свою очередь сопряжены с искривленными участками набора и снижения зенитного угла с интенсивностью от 2,8° и более, приводит к потере устойчивости бурильной колонны, аварийным ситуациям с КНБК. На Уренгойском НГК месторождении в опытно-промышленную разработку введены объекты Ачз-4 и Ач5. Сбор природного газа осуществляется по лучевой схеме, через кусты из 2-5 скважин, на условиях естественного режима эксплуатации. Пласты вскрыты вертикальными и субгоризонтальными скважинами, с последующим проведением ГРП (в основном при вертикальном вскрытии). Реализуются различные технологии строительства скважин: наклонно-направленные, горизонтальные скважины, зарезка дополнительных боковых стволов, многоствольные 67 горизонтальные скважины.
Низкая проницаемость данного месторождения определяет технологию первичного вскрытия продуктивной толщи высокотехнологичными инструментами, такими как роторно-управляемые системы.
Список использованной литературы:
1. Дополнение к единой технологической схеме разработки залежей углеводородного сырья ачимовских отложений Уренгойского месторождения (по лицензионному участку ООО «Газпром добыча Уренгой»): отчет о НИР (часть 2) / ООО «ТюменНИИгипрогаз»; рук. Тюрин В.П., исполн.: Нестеренко А.Н. и др. -Тюмень, 2015. - 397 с. (ООО «Газпром добыча Уренгой»).
2. Акбулатов Т.О. Роторные управляемые системы: учебное пособие / Т.О. Акбулатов, Р.А. Хасанов, Л.М. Левинсон - Уфа: УГНТУ, 2006.
© Хомяк А.В., Чуктуров Г.К., 2022
