Бурение и освоение нефтяных и газовых скважин Автор: Епихин А.В. асс.каф. бурения скважин Томск-2013 г. Курс лекций Лекция 4

Тема 1.10 Другие технологии направленного бурения. Многоствольные скважины. 112 Лекция 4

Преимущества многоствольных скважин Главное преимущество состоит в увеличение площади контакта скважины с продуктивным пластом. В результате: увеличивается производительность скважины; повышается коэффициент извлечения флюида; снижается депрессия на пласт, вследствие чего уменьшается вынос песка, приток воды; многоствольная скважина пересекает и соединяет многослойные неоднородные залежи; уменьшается потребность в устьевом и насосном оборудовании при эксплуатации скважины; уменьшаются затраты на природоохранные мероприятия. Недостатки многоствольных скважин Авария в основном стволе приводит к потере всех дополнительных стволов. Необходимы дополнительное оборудование и специальный инструмент. Сложная технология бурения. Существенное удорожание буровых работ. 113 Лекция 4

Возможные схемы расположения дополнительных стволов в пласте Две расходящиеся в противоположные стороны скважины 1. Две расходящиеся в противоположные стороны скважины. В этом случае уменьшаются потери давления на трение флюида в процессе эксплуатации. Параллельные дополнительные стволы в одной вертикальной плоскости 2. Параллельные дополнительные стволы в одной вертикальной плоскости. Такие скважины наиболее эффективны в слоистых коллекторах. Дополнительные стволы располагаются в одной горизонтальной плоскости 3. Дополнительные стволы располагаются в одной горизонтальной плоскости. Такие скважины наиболее эффективны в продуктивных горизонтах с низким пластовым давлением и для извлечения тяжелых нефтей. 114 Лекция 4

Рациональная область применения Залежи тяжелой нефти, истощенные залежи с низким пластовым давление Залежи с низкой проницаемостью или малой естественной трещиноватостью Тонкослоистые пласты и многослойные залежи. Пологонаклонные дополнительные стволы пересекают несколько пропластков Обособленные части залежи Разработка месторождений – спутников. 115 Лекция 4

Классификация видов сочленений основного и дополнительных стволов 1.Открытый дополнительный ствол, открытый основной ствол (безопорное сочленение). 2.Обсаженный и зацементированный основной ствол и открытый, или частично зацементированный хвостовик в дополнительном стволе. 3.Обсаженный и зацементированный основной ствол с незацементированным хвостовиком в дополнительном стволе. Хвостовик механически подсоединен к главному стволу (соединение показано красным цветом). 4.Обсаженный и зацементированный основной ствол с зацементированным механически подсоединенным к основному стволу хвостовиком, опущенным в дополнительный ствол. 5.Обсаженный и зацементированный основной ствол и незацементированный или зацементированный хвостовик, гидравлически изолированный и герметичный за счет установки пакеров, сальников. 6.Обсаженный и зацементированный основной ствол и зацементированные хвостовики в двух дополни-тельных стволах. Сочленение образует единое целое с колонной основного ствола. 116 Лекция 4

Технология строительства сочленений основного и дополнительного стволов Способ предварительно вырезанных окон в обсадной колонне. Способ вырезания (фрезерования) окон в обсадной колонне. Герметичные соединения. Способ забуривания дополнительных стволов из предварительно вырезанных окон в обсадной колонне (ОК) Первый этап В обсадной трубе на поверхности вырезаются окна, которые изнутри перекрываются разбуриваемым патрубком. Количество окон может доходить до четырех (квадросистемы), расстояние между окнами около 2 м. ОК опускается на требуемую глубину, ориентируется гироско-пическим ориентатором и цементируется. 117 Лекция 4

Второй этап Разбуривается внутренний патрубок и цементное кольцо. Способ забуривания дополнительных стволов из предварительно вырезанных окон в обсадной колонне Третий этап Опускается извлекаемый отклоняющий клин, ориентируется против окна в ОК, извлекается спускаемый инструмент. Четвертый этап Бурение дополнительного ствола до проектной глубины. 118 Лекция 4

Пятый этап Извлекается отклоняющий клин и опора клина. Чистится основной ствол. Операции повторяются и бурятся второй третий, четвертый дополнительные стволы. Способ забуривания дополнительных стволов из предварительно вырезанных окон в обсадной колонне Шестой этап Устанавливается многоразовый опорный установочный инструмент. Опускается хвостовик. Надставка хвостовика фиксируется в окне ОК. Седьмой этап Цементация хвостовика. 119 Лекция 4

Восьмой этап Вымывание цемента над многоразовым опорным установочным инструментом. Способ забуривания дополнительных стволов из предварительно вырезанных окон в обсадной колонне Девятый этап Извлекается многоразовый опорный установочный инструмент. Десятый этап Устанавливается внутренний опорный патрубок для фиксации хвостовика, обеспечивающий избирательный доступ в дополнительный ствол. 120 Лекция 4

Первый этап В колонну обсадных труб в требуемом месте установить разделительную втулку (ICC) с ориентирующим пазом. Опустить ОК, не ориентируя ее, и зацементировать. Способ фрезерования окон в ОК Второй этап Разбурить цементный стакан, очистить паз разделительной втулки (специальное покрытие предотвращает прилипание цемента к пазу). При необходимости для очистки паза используется струйный инструмент. Третий этап С помощью ультразвукового построителя изображений, опускаемого на кабеле, определяется ориентация паза разделительной втулки. 121 Лекция 4

Четвертый этап На поверхности клин ориентируется относительно шпонки опоры в требуемом направлении и опускается в скважину. После спуска шпонка опоры входит в паз разделительной втулки, и клин занимает в скважине нужное положение. Спуск клина производится вместе с фрезером. Способ фрезерования окон в ОК Пятый этап При создании осевой нагрузки срезается шпилька, соединяющая фрезер и клин. В обсадной колонне фрезеруется окно. Шестой этап Из скважины извлекается сначала фрезер, а затем отклоняющий клин. 122 Лекция 4

Способ фрезерования окон в ОК Седьмой этап После чистки в скважину опускается многоразовый опорный установочный инструмент. Его опора также имеет шпонку, входящую в паз разделительной втулки ОК. Восьмой этап Бурение дополнительного ствола. Девятый этап Спуск хвостовика и его цементирование. 123 Лекция 4

Способ фрезерования окон в ОК Десятый этап Извлечение опорного установочного инструмента. Одиннадцатый этап (при необходимости) Установить опору. Двенадцатый этап Вставить соединитель. 124 Лекция 4

Первый этап Расширение скважины в месте разветвления стволов (при необходимости). Спуск ОК с системой RapidSeal. Установка герметичного соединения Второй этап Расширение выходных отверстий соединения. В отпускаемом на кабеле расширителе установлен электрический насос. 125 Лекция 4

Установка герметичного соединения Третий этап Цементирование ОК. Четвертый этап Разбуривание цементировочных пробок и цементного стакана. Пятый этап Спуск и ориентирование отклонителя. 126 Лекция 4

Шестой этап Бурение первого дополнительного ствола, спуск хвостовика с пакером. Установка герметичного соединения Седьмой этап Бурение второго дополнительного ствола, спуск хвостовика. Восьмой этап Монтаж соединения и установка эксплуатационного оборудования. 127 Лекция 4

Тема 1.11 Другие технологии направленного бурения. Радиальное бурение. 128 Лекция 4

Технология радиального бурения Первый этап Бурение скважины, как правило, со средним радиусом кривизны до кровли продуктивного горизонта, спуск обсадной колонны диаметром 178 … 273 мм, цементирование ее. Затем бурение горизонтального ствола длиной до 1000 м при диаметре чаще 215,9 мм. Горизонтальный ствол остается открытым, либо при необходимости крепится колонной обсадных труб. Второй этап В скважину на глубину, где планируется бурение первого дополнительного ствола, опускается колонна направляющих труб, оканчивающаяся отклоняющим клином. Колонна ориентируется в требуемом направлении и на поверхности закрепляется. 129 Лекция 4

Третий этап Внутрь колонны направляющих труб на колонне бурильных труб опускается долото с ГЗД, имеющем перекос осей верхней и нихней частей. Начинается бурение дополнительного ствола с постоянной до 1 град/м интенсивностью искривления (по радиусу) до проектной глубины. При бурении осуществляется постоянный контроль за траекторией дополнительного ствола, и при необходимости производится корректировка трассы путем поворота колонны бурильных труб с забойным двигателем на необходимый угол. Длина дополнительного ствола может доходить до 300 м, его диаметр до 112 мм. Технология радиального бурения 130 Лекция 4

Четвертый этап Колонна бурильных труб поднимается внутрь колонны направляющих труб. Обе колонны опускаются вниз или поднимаются вверх до места забуривания нового дополнительного ствола, ориентируются в заданном направлении, и процесс повторяется. Общее количество дополнительных стволов может доходить до 100. Технология радиального бурения Пятый этап После бурения требуемого количества дополнительных стволов обе колонны труб (бурильных и направляющих) извлекаются из скважины. Основной и дополнительные стволы могут быть оборудованы фильтрами, либо гравийной набивкой, либо остаться открытыми.Скважина готова к эксплуатации. 131 Лекция 4

Тема 1.12 Другие технологии направленного бурения. Двуствольное бурение. 132 Лекция 4

Последовательное двуствольное бурение Сущность: буровая вышка монтируется наклонно путем установки под две ноги прокладок; после бурения первой скважины прокладки ставятся под две другие ноги, и бурится вторая скважина. Преимущества : снижение затрат времени на монтажно- демонтажные работы.Недостатки: грузоподъемность вышки снижается на 15-20%; возможно пересечение стволов. 133 Лекция 4

Параллельное двухствольное бурение одним комплектом инструмента Скважина 1 Скважина 2 Бурение Подъем инструмента Технологический простой (Инклинометрия, геофизические и др. исследования ) Технологический простой Спуск инструмента Бурение Необходимо специальное оборудование: Необходимо специальное оборудование: перемещающийся кронблок и два ротора. Сущность: Сущность: одной буровой установкой производится бурение двух скважин. Цикл работ может быть следующий. 134 Лекция 4

Сущность: Сущность: все необходимые работы выполняются практически одновременно на двух скважинах. Цикл проверки скважин может быть следующим Скважина 1 Скважина 2 Бурение первым комплектом инструмента Подъем первого комплекта инструмента Спуск второго комплекта инструмента Бурение вторым комплектом инструмента Подъем второго комплекта инструмента Необходимо специальное оборудование: Необходимо специальное оборудование: перемещающийся кронблок, два ротора, забойный регулятор подачи долота. Параллельное двухствольное бурение двумя комплектами инструмента 135 Лекция 4

Спасибо за внимание!!!