CC BY
288
УДК 550.822
ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ БУРЕНИЯ С РЕГУЛИРУЕМЫМ ДАВЛЕНИЕМ В УСЛОВИЯХ ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ
С.А. Сверкунов1
Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Производится анализ метода вскрытия продуктивного пласта (нефтяного или газового) при использовании различных видов технологии бурения с регулируемым давлением. В данный момент в Восточной Сибири запускается пилотный проект с использованием этой технологии.
Библиогр. 3 назв. Ил. 3.
Ключевые слова: бурение; регулируемое давление; депрессия; вскрытие продуктивного пласта.
MANAGED PRESSURE DRILLING TECHNOLOGY UNDER CONDITIONS OF EASTERN SIBERIA
S.A. Sverkunov
Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, Russia, 664074.
The paper analyzes the method of tailing-in for oil or gas using different types of MPD technology. Currently a pilot project using the described technology is being launched in the Eastern Siberia.
3 sources. 3 figures.
Key words: drilling; managed pressure drilling (MPD); depression, tailing-in.
В последние несколько десятилетий зависимость мирового сообщества от энергоресурсов очень сильно возросла. Рост энергопотребления в странах Европы и особенно в США провоцирует возникновение международных конфликтов со странами-экспортерами нефти и газа. Владение ресурсно-сырьевой базой ставит Россию в ближайшем будущем в число лидеров мировых экспортеров энергоресурсов. Огромная территория и потенциал месторождений Западной Сибири до сегодняшнего дня позволяли России не только заполнять внутренний рынок энергоресурсами, но и отправлять значительную их часть на экспорт. При этом такой показатель, как коэффициент извлечения нефти из пласта при разработке месторождений брали в расчет в последнюю очередь. На данный момент ситуация изменилась. Большая часть «легкой нефти» на самых больших месторождениях Западной Сибири
уже добыта. О том, каким образом взять оставшуюся нефть из пласта, мы начинаем задумываться только сейчас. Известно, что коэффициент извлечения нефти из пласта до недавнего времени в России не превышал 30%, в то время как в США и Канаде эта цифра достигает до 70%. Для этого сейчас многие ведущие российские нефтедобывающие компании начинают применять очень дорогостоящие технологии, эффект от которых был бы в разы больше, если бы они применялись при проектировании и разработке месторождений в начальной стадии.
Наряду с технологиями гидроразрыва, интенсификациями притока методом кислотной обработки пласта, спуска хвостовика - эквалайзера существуют технологии, позволяющие при первичном вскрытии пласта нанести минимальный ущерб его фильтрационным свойствам. К таким технологиям относится технология бурения с
1 Сверкунов Сергей Александрович, аспирант кафедры нефтегазового дела, тел./факс: (83952) 526057, 89500505386, e-mail: dobro_75@mail.ru
Sverkunov Sergey, Postgraduate of NR ISTU, Department of Oil and Gas Business, tel./fах: (83952) 526057, 89500505386, e-mail: dobro 75@mail.ru
регулируемым давлением и ее разновидности.
Технология бурения с регулируемым давлением делится на две составляющие:
- бурение с регулируемым давлением,
- бурение на депрессии (с непосредственной добычей флюида из пласта)
Бурение с регулируемым давлением представляет собой бурение, при котором есть возможность регулировать противодавление на пласт.
При стандартном процессе бурения гидростатическое давление бурового раствора на пласт должно превышать пластовое (в разных условиях на 5 и 10%). Тем самым при бурении происходит «задавливание» продуктивного пласта буровым раствором. В пласте образуется 3 зоны загрязнения:
- фильтрационная корка,
- проникновение бурового раствора в пласт,
- проникновение фильтрата бурового раствора в пласт.
Данные загрязнения в условиях слабопроницаемых коллекторов могут существенно снижать в последующем дебит скважины либо приводить к полному отсутствию отдачи нефти и газа из пласта (рис. 1).
Нефть и соленая Зона проникновения
пластовая вода фильтрата бурового раствора
Рис. 1. Схема проникновения бурового раствора в пласт при бурении обычным способом
При бурении с регулируемым давлением существует возможность регулирования противодавления на пласт. Для этого выбирается плотность бурового раствора, создающая гидростати-
ческое давление на пласт меньшее или равное пластовому.
Для реализации этого метода устье скважины оборудуется вращающимся превентором (рис 2), который герметизирует устье скважины. При этом выход промывочной жидкости из скважины производится через штуцерный мани-фольд, на котором можно управлять противодавлением в затрубном пространстве скважины, приоткрывая либо прикрывая дроссель.
Рис. 2. Схема обвязки скважины:
1 - вращающийся превентор; 2 - штуцерный манифольд; 3 - автоматизированная система управления
Таким образом, мы имеем возможность регулировки забойного давления.
При обычном бурении забойное давление определяется весом бурового раствора и эффективной плотностью циркуляции бурового раствора. Единственная регулировка производится путем включения - выключения и частоты работы насоса, что малорезультативно.
При бурении с регулируемым давлением забойное давление определяется не только весом бурового раствора и эффективной плотностью циркуляции
бурового раствора, но и противодавлением.
Эффективная величина забойного давления может быть существенно изменена путем гораздо меньшего вмешательства в процесс бурения на депрессии (рис. 3), тем самым можно исключать проявления из пласта и одновременно не «задавливать» пласт буровым раствором.
Бурение на депрессии отличается тем, что в процессе бурения противодавления на пласт не оказывается, а наоборот пласт находится под депрессией, в результате чего флюид из пласта поступает в буровой раствор, на поверхности буровой раствор и флюид разделяются и буровой раствор подается обратно в скважину. То есть при бурении с депрессией происходит непосредственно добыча пластового флюида и при первичном вскрытии загрязнение пласта (скин-фактор) практически остается на начальном уровне, когда пласт не был вскрыт.
В условиях слабопроницаемых коллекторов Восточной Сибири, а также коллекторов, сложенных сильнотрещиноватыми доломитами рифейских от-
ложений, в условиях АНПД существует масса проблем, сопутствующих вскрытию пласта.
Одной из самых главных проблем является качественное первичное вскрытие. При вскрытии пласта буровыми растворами с гидростатическим давлением, превышающем пластовое давление, неминуемо происходит первичное загрязнение пласта, описанное выше. Это приводит в дальнейшем к сниженным дебитам по многим факторам (буровой раствор - неинертная к пласту и пластовым флюидам жидкость), долгому выходу на режим скважины при испытании, связанном с очисткой пласта от бурового раствора, занижению коэффициента извлечения нефти в конкретной скважине.
Другой не менее важной проблемой, с которой столкнулись при разработке Юрубчено-Тохомского месторождения (ЮТМ), является наличие поглощений при бурении горизонтальных участков по продуктивному стволу скважины. Дело в том, что в условиях Юрубчено-Тохомского месторождения найти оптимальную плотность бурового раствора не представляется возможным.
Рис. 3. График давлений при бурении с регулируемым давлением
Так, при бурении горизонтального участка с буровым раствором плотностью 0,88г/см3 наблюдались частичные поглощения (на ЮТМ продуктивный пласт представлен сильно трещиноватым доломитным коллектором ри-фейских отложений с АНПД), а при остановках бурения для наращивания и СПО наблюдался перелив бурового раствора интенсивностью до 4-6 м3/час. В такой ситуации применение системы бурения скважины с управляемым давлением является оптимальным способом по обеспечению безопасности работ, отсутствию поглощений и переливов бурового раствора. На данный момент планируется пилотный проект с применением данной технологии.
Выводы. Применение систем бурения скважин с регулируемым давлением и с бурением на депрессии может решить несколько важнейших проблем первичного вскрытия пласта и дальнейшего бурения по нему:
- минимизировать загрязнение буровым раствором продуктивного пласта;
- производить бурение пластов с АНПД без поглощения бурового раствора;
- увеличить механическую скорость бурения в связи с отсутствием поглощений;
- снизить время выхода скважины на режим при испытании;
- повысить безопасность проведения работ в условиях, аналогичных Юрубчено-Тохомскому месторождению,
- в дальнейшем повысить коэффициент извлечения нефти из пласта.
Несмотря на то что технология бурения с регулируемым давлением является достаточно дорогой, эффект от ее использования может быть заметен в течение всего цикла разработки месторождения. Для каждого конкретного месторождения, конечно, необходим расчет рентабельности данной технологии, но в условиях коллекторов Восточной Сибири с АНПД, низкой проницаемостью, низкой фильтрацией необходим поиск новых методов разработки, так как основная часть нефти при существующих методах разработки месторождений так и останется недоступной для освоения и добычи.
Библиографический список
1. Амиян В.А., Васильева Н.П. Вскрытие и освоение нефтегазовых пластов. М.: Недра, 1972. 336 с.
2. Желтов Ю.П. Разработка нефтяных месторождений. М.: Недра, 1998. 365 с.
3. Кристиан М., Сокол С., Констан-тинеску А. Увеличение продуктивности и приемистости скважин. М.: Недра, 1985. 184 с.
Рецензент кандидат геолого-минералогических наук, доцент Иркутского государственного технического университета В. А. Качин
