Архив метки: горизонтального участка

Проектирование горизонтальных скважин

Стадии проектирования горизонтальных скважин

Постановка задачи

Определение условий продуктивного пласта

¨  Толщина пласта

¨  Газонефтяной контакт (GOC)

¨  Водонефтяной контакт (OWC)

¨  Наличие трещин и их ориентация

¨  Наличие неоднородностей

¨  Непроницаемые преграды на пути движения флюидов

¨  Относительная проницаемость

¨  Определение необходимости пилотной скважины

¨  Определение устойчивости ствола скважины

Определение схемы заканчивания скважины

¨  Глубина установки обсадных колонн и их диаметр

¨  Определение соответствия схемы заканчивания условиям продуктивного пласта

Определение требований, накладываемых вскрываемым объектом

¨  Глубина скважины по вертикали (TVD)

¨  Горизонтальный участок

¨  Точка входа в продуктивный объект

¨  Точка выхода из продуктивного объекта

¨  Необходимые геологические реперы

¨  Параметры пилотного ствола

Проектный профиль скважины

¨  Точка отклонения от вертикали (КОР) (как можно глубже)

¨  Участок набора зенитного угла (выбранный для обеспечения попадания в заданную точку)

¨  Участок стабилизации зенитного угла (если есть)

¨  Контроль направления

¨  Заканчивание скважины (установка глубинного насоса в прямом участке)

¨  Проложение горизонтального участка (большой протяженности)

Анализ данных по пробуренным скважинам

¨  Определение возможных осложнений и меры их предупреждения и ликвидации

¨  Определение порядка внесения изменений в проект строительства скважины

Проектирование бурового раствора

¨  Загрязнение, продуктивных пластов

¨  Очистка скважины

¨  Устойчивость стенок скважины

¨  Уменьшение сил сопротивления

Проектирование бурильной колонны

Гидравлические расчеты промывки скважины

Выбор компоновок нижней части бурильной колонны

Группа составления проекта на строительство скважины

Группа составления проекта на строительство скважины должна включать инженера по бурению, инженера по разработке месторождений, промыслового инженера по заканчиванию скважин и представителей компании по бурению и по направленному бурению. Раньше, в соответствии со сложившейся практикой, представители компании по направленному бурению и компании по бурению на ранних стадиях проектирования в группу не включались. Включение этих двух подгрупп на ранних стадиях проектирования приведет к повышению эффективности проектирования с меньшим количеством изменений на стадии детального планирования. Инженер-буровик является руководителем проекта и обеспечивает координацию всех членов группы.

Постановка задачи

Первым шагом в проектировании скважины является постановка задачи. Это дает каждому члену группы глубокое понимание важности вопросов, связанных с проектом на строительство скважины. Каждый член группы определяет после этого возможные вопросы, которые необходимо учесть при разработке проекта строительства скважины.

Определение условий продуктивного пласта

Условия залежи должны быть определены и доведены до сведения каждого члена проектной группы. Эти условия будут влиять на все аспекты проекта на строительство горизонтальной скважины. Ниже приведены самые важные факторы, которые необходимо учитывать при проектировании. В зависимости от конкретной области применения и сложности строения залежи, существуют и другие факторы, которые необходимо учитывать.

¨  Толщина продуктивного пласта

¨  Положение газонефтяного контакта (GOC)

¨  Положение водонефтяного контакта (OWC)

¨  Наличие трещин и их ориентация

¨  Разнородность

¨  Непроницаемые преграды на пути движения флюидов

¨  Относительная проницаемость

Описание залежи будет определять соответствующий тип заканчивания скважины, положение горизонтального участка скважины в продуктивном пласте, допуски на заданный коридор и необходимость в пилотном стволе. Если в заданной точке входа скважины в пласт нет известных геологических реперов, для точного определения точки входа в пласт и заданной глубины горизонтального участка может потребоваться проводка пилотного ствола. Важно также определить, будут ли проблемы с устойчивостью ствола скважины. Это повлияет на проектирование заканчивания скважины и план бурения.

Определение схемы заканчивания скважины

Схема заканчивания должна быть определена на этом этапе работ. Схема заканчивания должна соответствовать области применения и быть совместимой с условиями залежи. Необходимо учитывать и требования капитальных ремонтов в дальнейшем. В частности, возможно, появится необходимость изолировать отдельные интервалы для интенсификации притока или прекратить поступление в продукцию скважины нежелательных флюидов.

Выбор схемы заканчивания скважины будет влиять на диаметр скважины и интенсивность набора зенитного угла или радиус искривления скважины. После определения схемы заканчивания скважины может быть завершена и конструкция скважины в целом. Конструкция скважины должна быть рассчитана на то, чтобы обсадить все зоны осложнений еще до бурения горизонтального участка.

Определение требований, накладываемых вскрываемым объектом в заданной точке

Ограничения, накладываемые вскрываемым объектом, должны быть выяснены до разработки профиля скважины. Ограничения должны основываться на исходных данных о характеристике залежи и границах арендуемой территории. Определение параметров заданного объекта должно учитывать также и такие исходные данные, как точность инклинометрии и возможности управления траекторией скважины. Точность проводки скважины значительно повышается при наличии геологических реперов. Геологические реперы могут использоваться для определения глубины залегания заданного объекта.

При разработке программы бурения прежде всего должны быть рассмотрены вопросы выбора и приготовления буровых растворов. В процессе бурения горизонтальных скважин, скважин, объединенных в кусты при забуривании вторых стволов часто используют несколько буровых растворов. Основное назначение бурового раствора меняется в зависимости от того, какой участок находится в бурении. Для того, чтобы лучше определить глубину залегания объекта, целесообразно серьезно рассмотреть вопрос о бурении пилотного ствола.

Проектирование профиля скважины

Отклонение скважины от вертикали должно быть предусмотрено на максимально возможной глубине с учетом следующих условий:

¨  Радиус искривления скважины должен соответствовать схеме заканчивания скважины.

Использование участка стабилизации зенитного угла (при угле наклона Сорок пять град.) уменьшит требования к глубине вертикального участка и, в то же время, увеличит горизонтальное смещение до входа в пласт в заданной точке.

¨  Участок стабилизации зенитного угла может включаться в проект скважины, чтобы предусмотреть прямолинейный участок для установки глубинного насоса.

Для упрощения ведения буровых работ целесообразно составить такой проект скважины, чтобы требовалось только один или два диаметра инструмента для направленного бурения. Важно провести анализ данных по бурению соседних скважин для определения возможных осложнений при бурении. С целью снижения вероятности этих осложнений следует усовершенствовать проектные решения, профиль и конструкцию скважины.

Выбор бурового раствора

Детальную программу работ по бурению начинают разрабатывать после составления профиля скважины. При составлении программы буровых работ имеется много своих тонкостей и возможны разные подходы.

Если такие реперы отсутствуют, вопрос о глубине расположения горизонтального участка является решающим.

Профиль скважины можно рассчитать только после определения параметров залежи и решения вопросов заканчивания скважины.

¨  Участок набора зенитного угла и участки стабилизации зенитного угла (если они есть) должны быть выбраны так, чтобы обеспечить горизонтальное отклонение, необходимое для входа в пласт в заданной точке. Для участка набора зенитного угла в первую очередь принимают во внимание очистку скважины и устойчивость ствола.

Вопросы очистки скважины, устойчивости стенок ствола и загрязнения продуктивного пласта важны в процессе бурения горизонтального участка. Буровой раствор при бурении горизонтального участка должен быть выбран так, чтобы свести до минимума загрязнение продуктивного пласта и обеспечить надлежащую очистку скважины и устойчивость стенок. Для длинных горизонтальных участков буровой раствор должен обеспечивать низкий коэффициент трения, чтобы уменьшить крутящий момент и усилия сопротивления при поступательном движении колонны.

Проектирование бурильной колонны

Бурильная колонна занимает важное место в проекте на горизонтальное бурение. Ее оптимизация невозможна до тех пор, пока не выбраны профиль скважины и тип бурового раствора.

Гидравлические расчеты промывки скважины

После проектирования бурильной колонны должны быть выполнены гидравлические расчеты для выбора насадок буровых долот. Гидравлические расчеты следует провести так, чтобы гарантировать надлежащую очистку скважины и оптимальную характеристику забойных двигателей. Может оказаться необходимым принять компромиссное решение при расчете гидравлики долота, чтобы удовлетворить первым двум критериям.

Выбор компоновок низа бурильной колонны (BНA)

Выбор компоновок (ВНА) в процессе проектирования скважины помогает составить список инструмента, необходимого для работ; на скважине. Список оборудования, помимо проектных компоновок, должен включать пару запасных компоновок на случай непредвиденных обстоятельств (ВНА), способных обеспечить более высокую интенсивность набора зенитного угла. Это обеспечит  бурение скважины имеющимся на буровой инструментом и исключить необходимость срочной доставки инструмента во время бурения. Это уменьшит вероятность простоев, связанных с ожиданием инструмента. Естественно, если склад расположен недалеко от буровой, необходимости в дополнительном инструменте непосредственно на буровой может и не быть.

Конструкция скважины

Так как профиль скважины с малым радиусом искривления используется для многозабойного бурения, большинство скважин с малым радиусом искривления заканчивают открытым стволом. Иногда спускают хвостовик со щелевидными отверстиями.

Варианты бурения боковых стволов из существующих скважин

Существует четыре главных системы бурения бокового ствола горизонтально-разветвленных скважин:

* Технология бурения скважин по сверхмалому радиусу с помощью струи высокого давления

* Система бурения скважин с малыми радиусами искривления, основанная на применении роторной компоновки

* Система бурения скважин с малыми радиусами искривления, основанная на использовании забойных двигателей

* Бурение скважин по среднему радиусу искривления

Все четыре системы пригодны или будут пригодными для бурения бокового ствола. Первые три системы требуют применения специального бурильного инструмента и специальных методов исследований в скважинах. Малые радиусы искривления скважин накладывают также ограничения на возможность оценки продуктивного пласта и методы заканчивания скважин.

В отличие от них при средних радиусах искривления применяется обычный бурильный инструмент, включая систему измерений в процессе бурения для инклинометрии и ориентирования отклонителя. Единственным исключением являются ограничения оценки продуктивного пласта и заканчивания скважины по радиальному зазору, связанные с ограничениями по диаметру скважины. По этой причине ожидается, что на рынке технологий для бурения боковых стволов приоритет за оборудованием для проводки скважин по средним радиусам искривления.

Таблица Семь.Два

Системы бурения скважин с боковыми стволами

С

ультрамалым

радиусом искривления

С малым

радиусом

искривления и роторной компоновкой

С малым

радиусом

искривления и забойным двигателем

Со средним

радиусом

искривления

Диаметр обсадной колонны

Сто четырнадцать мм

(Четыре Один/Два»)

да

нет

да

да

Сто сорок мм

(Пять Один/Два»)

да

да

да

да

Сто семьдесят восемь мм

(Семь»)

да

да

да

да

Радиус искривления

1м

Семь-12м

Двенадцать-20 м

Пятьдесят-290 м

<3фут

Двадцать-40 фут

Сорок-55 фут

Сто шестьдесят-1000 фут

Компоновка с регулируемым углом перекоса и телеметрической системой, кабельным каналом связи

нет

нет

да

да

Компоновка с системой измерений в процессе бурения*

нет

нет

нет

да

Специальный бурильный инструмент

да

да

да

нет

*Возможно также проведение гамма-каротажа

Рынок технологий для бурения бокового ствола будет развиваться, если только скважины с боковыми стволами обеспечат экономически выгодную добычу углеводородов. Скважины с боковыми стволами представляют интерес, так как они позволяют снизить стоимость проектов разработки. Трубопроводы и оборудование для добычи уже смонтировано, разрешение на проводку дополнительных стволов и перевод в эксплуатацию может быть получено в кратчайшие сроки. Имеются также возможности снижения расходов на бурение. Это произойдет по мере освоения промышленностью технологии искривления скважин, и тогда во многих случаях расходы на проходку горизонтальных скважин снизятся на Двадцать пять-50%. Усовершенствование характеристик оборудования и поощрение буровых контрактов на такие виды работ приведет к еще большему снижению общих расходов на бурение.

С другой стороны, эти скважины должны увеличить дебит скважин, запасы нефти или коэффициент извлечения нефти (EOR). Эти преимущества должны подтвердиться.

Приведенные ниже рисунки иллюстрируют схемы, пригодные при проектировании горизонтальных боковых стволов. На них представлены типичные эксплуатационные скважины с промежуточной колонной, установленной над продуктивным пластом и эксплуатационной колонной-хвостовиком, установленной в наклонном участке, вскрывшем продуктивную зону.

Схема Один.

По схеме Один в промежуточной колонне вырезается окно и проектируется профиль со средним радиусом искривления, чтобы получить горизонтальный участок в продуктивном пласте. Преимуществом этой схемы является то, что она может быть реализована относительно легко, взаимодействие горных пород с буровым раствором должно быть хорошо известно и можно выбрать максимальный размер эксплуатационной колонны-хвостовика.

К недостаткам схемы Один относится то, что начало горизонтального участка будет находиться на некотором расстоянии от старой скважины и ориентирование горизонтального участка будет ограничено азимутом старой скважины. Если промежуточная колонна сильно изношена, может потребоваться ремонтная обсадная колонна-надставка. Это может ограничить размер бурильных и насосно-компрессорных труб и отрицательно сказаться на экономических показателях проекта.

Схема Два

По схеме Два окно вырезается в промежуточной колонне выше, чем предусмотрено в схеме Один, скважина забуривается в нижней стенке старой скважины и новый ствол бурится в форме буквы»S».

Преимуществом схемы Два перед схемой Один является то, что она дает большую свободу в приближении горизонтального участка к старому эксплуатационному участку под более строгим геологическим контролем.

Основным недостатком схемы Два является то, что бурение «S «-образного криволинейного участка сопряжено с большим риском. Это приводит к удлинению и удорожанию скважины, увеличивает крутящий момент и нагрузку на крюке при подъеме и ведет к большему износу промежуточной колонны.

Схема Три

Схема Три предусматривает вырезание окна в эксплуатационной колонне-хвостовике, забуривание нового ствола и бурение горизонтального участка меньшим диаметром.

Преимуществом здесь является то, что длина нового ствола и его закрепленного участка может быть сведена до минимума и начало горизонтального участка будет ближе к старой скважине, чем в схеме Один.

К недостаткам относится то, что в скважинах малого диаметра можно проводить только гамма- каротаж, а не полный объем измерений в процессе бурения. К тому же ориентация горизонтального участка будет ограничена направлением старой скважины, а эксплуатационная колонна-хвостовик должна иметь малый диаметр.

Схема Четыре

В схеме Четыре промежуточная колонна срезается и извлекается. Новый ствол бурится из точки ниже башмака предыдущей обсадной колонны. Выше продуктивного пласта устанавливается новая промежуточная колонна. Очевидно, что это даёт большую свободу действий при проводке горизонтального участка и работ по заканчиванию скважины, но эта схема является самой дорогой из четырёх.

Главная проблема бурения боковых стволов в настоящее время связана с большими затратами времени на забуривание нового ствола. Усовершенствование конструкций райберов позволило вырезать окно за один рейс. Проблемы с некачественными цементными мостами в скважине были решены предварительным расширением участка установки моста-пробки и установкой уипстока в обсадной колонне без его цементирования.

Заключение

Для любой новой технологии или ее усовершенствования все сложности преодолеваются в ходе её широкого применения. Имеются проблемы с существующей в настоящее время технологией забуривания нового ствола (например, отклоняющие клинья ориентируются неточно или проворачиваются после установки). Существуют также проблемы с вырезанием окна в обсадной колонне и вытеснением цемента при установке цементных мостов. Эти проблемы приводят к перерасходу средств и времени. Затраты времени и средств на забуривание нового ствола по существующей технологии составляют примерно Десять-20% общих затрат на строительство скважины. Необходима надежная недорогая технология забуривания нового ствола, включающая вырезание окна и забуривание нового ствола.

Малый диаметр скважин и высокая интенсивность их искривления будут ограничивать выбор схем заканчивания скважины и возможно длину горизонтального участка. Большинство скважин будут заканчиваться, видимо, открытым стволом или с креплением щелевидным хвостовиком в силу дешевизны и простоты этих схем. Для некоторых случаев потребуются более сложные схемы заканчивания с использованием заколонного пакера. У некоторых поставщиков есть система измерений в процессе направленного бурения, которая может быть укомплектована прибором для гамма-каротажа для забуривания нового ствола из обсадной колонны диаметром Сто четырнадцать мм (Четыре Один/Два дюйма).

Следует увеличить возможности скважинных приборов малого диаметра для ориентирования забурочных приспособлений, геофизических исследований скважины и оценки продуктивного пласта. Это особенно важно для каротажных приборов при забуривании новых стволов из обсадной колонны диаметром Сто четырнадцать мм (Четыре Один/Два дюйма). Некоторые из этих приборов уже имеются, но они станут доступными только в том случае, если в них появится настоятельная необходимость. Трудно прогнозировать возможную длину горизонтального участка скважины, но ожидается, что бурение участка длиной Пятьсот м (Одна тысяча шестьсот двадцать пять фут.) не будет представлять проблему. О длине горизонтального участка, необходимой для успешного бурения бокового ствола, говорить немного сложнее.

Как всегда, определение свойств продуктивного пласта будут сдерживающим фактором, связанным с ограниченным ассортиментом каротажных приборов, которые можно использовать в скважинах малого диаметра.

Можно ожидать, что в дальнейшем предпочтительной будет технология бурения по среднему радиусу искривления. Промышленность разрабатывает приборы и методы для бурения скважин малого диаметра, чтобы забуривание новых стволов из обсадной колонны диаметром Сто четырнадцать мм (Четыре Один/Два дюйма) стало возможным и обычным делом. Количество горизонтальных скважин будет непрерывно расти и значительную часть среди них составят скважины с боковыми стволами.

Посмотрите на сайте Закон авто все. что вас интересует о налогах, автомобилях и законах