13. Бурение горизонтальных скважин Горизонтальными называются такие скважины, которые вскрывают продуктивный пласт на интервале не менее, чем вдвое превышающем толщину пласта. Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 200
13. Бурение горизонтальных скважин 201
13. Бурение горизонтальных скважин Общие преимущества горизонтальных скважин • Снижение общего количества скважин. • Повышение степени извлечения углеводородов за счет более интенсивного перетока флюидов и оптимальной системы разработки месторождения. • Повышение дебита скважин за счет увеличения поверхности фильтрации и зоны дренирования. • Снижение удельных капитальных вложений на тонну добываемой нефти. Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 202
13. Бурение горизонтальных скважин Годовая добыча нефти, приходящаяся на одну скважину по годам разработки 203
13. Бурение горизонтальных скважин Преимущества горизонтальных скважин на поздних стадиях разработки месторождения • Восстановление, а в ряде случаев и повышение продуктивности месторождений. • Снижение обводненности нефти. • Повышение степени активного воздействия на пласт с целью интенсификации притока флюида. • Повышение эффективности нагнетательных скважин, буримых для поддержания пластового давления. Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 204
13. Бурение горизонтальных скважин Обводненность по годам разработки 205
13. Бурение горизонтальных скважин Преимущества горизонтальных скважин за счет сокращения затрат на природоохранные мероприятия Экономия средств происходит в результате уменьшения: • отчуждения земель; • загрязнения поверхностных и подземных вод нефтепродуктами и химреагентами; • объема сооружаемых инженерных коммуникаций; • объема отходов; • воздействия на окружающую среду при кислотных обработках, гидроразрывах пласта, термическом воздействии. Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 206
13. Бурение горизонтальных скважин Недостатки горизонтальных скважин • Увеличение объема метража бурения по отдельной скважине. • Повышение себестоимости метра скважины. • Эффективность (дебит) горизонтального ствола меньше, чем вертикального такой же длины. • В процессе эксплуатации дебит горизонтальной скважины снижается более интенсивно, чем вертикальной, однакопленная добыча повышается. Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 207
13. Бурение горизонтальных скважин Изменение дебита нефти по годам разработки 208
13. Бурение горизонтальных скважин Классификация профилей горизонтальных скважин R=300 -900 м R=50 -300 м R=6. . . 12 м R=0, 2 -0, 6 м c большим радиусом кривизны (i=0, 6 -2 град/10 м) cо средним радиусом кривизны (i=2 -10 град/10 м) c малым радиусом кривизны (i=5 -10 град/м) cо сверхмалым радиусом кривизны Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 209
13. Бурение горизонтальных скважин Профили горизонтальных скважин Скважины с большим радиусом кривизны Преимущества: • возможность использования обычного оборудования и инструмента (забойные двигатели, УБТ, бурильные трубы); • отсутствие резких перегибов ствола; • большие отходы; • минимальные ограничения на длину горизонтального участка ствола; • возможно использование всех вариантов заканчивания. Недостатки: • большая длина интервалов искусственного искривления; • увеличение общей глубины скважины; • возможны осложнения в связи с большой протяженностью открытого наклонного ствола. Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 210
13. Бурение горизонтальных скважин Профили горизонтальных скважин Скважины со средним радиусом кривизны • • • Преимущества: уменьшенная длина интервала бурения с отклонителем; зоны возможных осложнений могут быть разбурены вертикальным стволом и обсажены; точка забуривания наклонного ствола расположена ближе к кровле продуктивного горизонта, что повышает точность попадания в круг допуска. Недостатки: требуется специальный инструмент для искривления скважины со значительной интенсивностью; большие напряжения изгиба в колонне труб; некоторые ограничения на длину горизонтального ствола. Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 211
13. Бурение горизонтальных скважин Профили горизонтальных скважин Скважины с малым радиусом кривизны • • • Преимущества: точка забуривания наклонного ствола находится непосредственно в продуктивном горизонте, поэтому горизонтальный ствол может быть пробурен на строго заданном расстоянии от кровли (подошвы) пласта. Недостатки: длина горизонтального ствола существенно ограничивается; низка механическая скорость бурения; необходим специальный инструмент (забойные двигатели, бурильные трубы); возникают проблемы с исследованием и заканчиваем скважин, а также с капитальным ремонтом. Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 212
13. Бурение горизонтальных скважин Критерии, влияющие на выбор типа профиля • Глубина залегания продуктивного горизонта его характеристика. • Минимальная необходимая глубина вертикального участка. • Требуемый отход (смещение). • Конструкция скважины (диаметр ствола, глубина спуска обсадных колонн). • Длина горизонтального участка. • Возможности применяемой техники и технологии бурения (отклонители, КНБК, методы исследования скважин). • Способ заканчивания. Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 213
13. Бурение горизонтальных скважин Положение горизонтального ствола в продуктивном горизонте Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 214
13. Бурение горизонтальных скважин Профиль горизонтального ствола в продуктивном горизонте маломощные пласты с трещиноватым коллектором однородные пласты большой мощности пласты с АНПД и с высоковязкими нефтями неоднородные пласты значительной мощности Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 215
13. Бурение горизонтальных скважин Рациональная длина горизонтального ствола Зависимость отношения дебитов горизонтальной и вертикальной скважин от длины горизонтального ствола Зависимость дебита Q и стоимости бурения, отнесенной к дебиту С/Q, от длины горизонтальной части ствола Зависимость дебита скважины Q от длины горизонтального ствола L для условий Томской области Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 216
13. Бурение горизонтальных скважин Зависимость среднего дебита нефти от длины горизонтальных скважин Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 217
13. Бурение горизонтальных скважин Расчет профиля Исходные данные: H, R 3, R 4, S, m, ho, k Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 218
13. Бурение горизонтальных скважин Компоновки низа бурильной колонны Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 219
13. Бурение горизонтальных скважин Зависимость отношения коэффициентов продуктивности Jгор /Jвер от длины горизонтального ствола L при различной толщине пласта h (а) и разном отношении вертикальной проницаемости к горизонтальной kвер /kгор и толщина пласта 30 м(б) Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 220
13. Бурение горизонтальных скважин Дополнительные требования к свойствам буровых растворов • Минимальное воздействие на продуктивный пласт в связи с тем, что время контакта раствора с коллектором многократно возрастает. • Повышенные смазочных свойства для снижения сил сопротивления движению колонны бурильных труб. • Повышенная способность к выносу шлама. • Обеспечение устойчивости стенок скважины, так как напряжения в висячей стенке скважины больше, чем в вертикальном стволе. Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 221
13. Бурение горизонтальных скважин Причины снижения проницаемости продуктивного горизонта • Закупорка пор твердой фазой раствора. • Диспергирование глин, находящихся в пласте, при взаимодействии с фильтром раствора. • Образование осадков и эмульсий при взаимодействии раствора и пластового флюида. • Увеличение полимеров. вязкости флюида под Направленное бурение нефтяных и газовых скважин действием 222
13. Бурение горизонтальных скважин Антифрикционные добавки к буровым растворам Твердые • Графит. • Стеклянные шарики. • Фракционированные кристаллы соли. Жидкие • На основе масел (талловое, РЖС). • Водорастворимые (гликоль, глицерин) Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 223
13. Бурение горизонтальных скважин Поведение шлама в наклонной скважине при останове циркуляции раствора При зенитных углах < 30 о шлам оседает на забое скважины. При зенитных углах от 30 о до 60 о шлам оседает на лежачей стенке скважины и по мере накопления лавинообразно скатывается вниз, образуя шламовые пробки. В результате возможны прихваты инструмента. При зенитных углах >60 о образуется устойчивая шламовая подушка на лежачей стенке скважины. Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 224
13. Бурение горизонтальных скважин Мероприятия по полному удалению шлама из скважины • Увеличение расхода бурового раствора (до трехкратного). • В процессе бурения периодическое расхаживание и вращение (если это возможно) инструмента ротором. • Перед наращиванием и подъемом инструмента промывка скважины с расхаживанием и вращением инструмента. Время промывки в 1, 5 -2, 5 раза больше, чем для вертикальных скважин такой же глубины и диаметра. • Промежуточные промывки при спуско-подъемных операциях (через 100 -500 м). • Порционная промывка (высоковязкий раствор -обычный раствор). • Обратная промывка. Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 225
13. Бурение горизонтальных скважин Признаки плохой очистки скважины • Малый объем удаляемого из раствора шлама. • Увеличение нагрузки на крюке при подъеме инструмента. • Возрастание давления бурового раствора на стояке. • Образование сальников на колонне бурильных труб. Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 226
13. Бурение горизонтальных скважин Исследования и измерения в горизонтальном стволе Последовательность выполнения работ • Спуск пластикового контейнера длиной 24 м на колонне ЛБТ до глубины, где зенитный угол скважины равен 55 -60 о. • Спуск внутрь колонны через кабельный переводник геофизического зонда (прибора). • Дальнейший спуск колонны бурильных труб с одновременным синхронным спуском кабеля до забоя (интервала измерений). • Подъем инструмента из скважины с регистрацией измеряемых величин. Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 227
13. Бурение горизонтальных скважин Исследования и измерения в горизонтальном стволе Кабельный переводник: 1 -корпус; 2 -выравниватель; 3 -контргайка; 4 -каротажный кабель; 5 -уплотнение кабеля Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 228
13. Бурение горизонтальных скважин Способы заканчивания скважин • Открытым стволом. • Спуском перфорированного хвостовика. • Спуском эксплуатационной колоны с последующим цементированием и перфорацией. • Спуском перфорированного хвостовика с последующей гравийной набивкой. Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 229
13. Бурение горизонтальных скважин Факторы, влияющие на выбор способа заканчивания • Тип коллектора. • Устойчивость ствола. • Необходимость изоляции притока (вода, газ). зон нежелательного • Вынос песка. В горизонтальном стволе вынос песка существенно больше, чем в вертикальном. • Вид последующих работ с целью интенсификации притока флюида и капитального ремонта. Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 230
13. Бурение горизонтальных скважин Заканчивание открытым стволом Преимущества: • существенная экономия затрат средств и времени. Недостатки: • возможно обрушение ствола; • вынос песка; • трудности при определении зон поступления флюида в скважину при проведении работ с целью интенсификации притока, или для изоляции водогазоносных зон. Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 231
13. Бурение горизонтальных скважин Заканчивание спуском перфорированного хвостовика Преимущества: • сравнительная простота и дешевизна; • закрепление ствола от обрушения; • существенное снижение выноса песка в скважину. Недостатки: • затруднена изоляция нежелательных зон притока горизонтального ствола; • проблемы с обработкой ствола интенсификации притока нефти. Направленное бурение нефтяных и газовых скважин с целью 232
13. Бурение горизонтальных скважин Фильтр ФГС-114 0, 20± 0, 05 1 2 3 1 - корпус; 2 - фильтрующий элемент; 3 - заглушка перфорационного отверстия Плотность перфорации- 24 отв. диаметром 12 мм на 1 метр Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 233
13. Бурение горизонтальных скважин Заканчивание спуском обсадной колонны с цементированием • • Преимущества: полное исключение обрушения ствола; возможность обработки выборочных зон для интенсификации притока; обеспечивается управление газо- и водонефтяным контактами; возможна изоляция зон нежелательного притока, как на начальной стадии, так и при последующей эксплуатации. Недостатки: • дороговизна; • возможен вынос песка. Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 234
13. Бурение горизонтальных скважин Центраторы обсадной колонны муфта обсадных труб D d труба обсадная 7 корпус клин кольцо Центратор-турбулизатор Центратор пружинный Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 235
13. Бурение горизонтальных скважин Центраторы обсадной колонны в горизонтальном стволе Тип центратора Жесткие Преимущества: • • фиксированная высота; возможность расхаживания колонны; снижение усилий страгивания при спуске; турбулизация цементного раствора за счет искривленных лопастей. • возможность применения в скважинах, Пружинные имеющих сужение ствола, каверны, желоба; • дешевизна. Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 236
13. Бурение горизонтальных скважин Способы вторичного вскрытия продуктивного горизонта в горизонтальном стволе • Пулевая или кумулятивная перфорация путем спуска перфоратора на НКТ. • Пескоструйная перфорация. • Растворение магниевых заглушек перфорированного хвостовика при кислотной обработке. • Механическое разрушение разбуриванием алюминиевых заглушек перфорированного хвостовика. • Гидромеханическая перфорация. Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 237
13. Бурение горизонтальных скважин Гидромеханический перфоратор ПГМ - 146 Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 238
13. Бурение горизонтальных скважин Общие рекомендации по выбору способа заканчивания Заканчивание открытым стволом рационально при небольшой длине горизонтального участка, что имеет место при малых радиусах искривления, в устойчивых породах, когда вынос песка незначителен, а наличие зон водо- и газопоступления маловероятно. Заканчивание с использованием перфорированного хвостовика рационально в скважинах со средним радиусом кривизны, но может быть использовано и в других случаях, когда породы относительно устойчивы, но возможен значительный вынос песка, а продуктивный горизонт более менее однороден. Заканчивание цементированием обсадной колонны рационально в неустойчивых породах со сложным строением пласта, однако, вынос песка при этом должен быть невелик, скважина пробурена по профилю с большим или средним радиусом искривления с большой длиной горизонтального ствола. Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 239
13. Бурение горизонтальных скважин Другие области применений горизонтального бурения • Строительство подземных газохранилищ. • Дегазация угольных пластов. • Бурение скважин с целью водопонижения перед разработкой месторождений полезных ископаемых. • Бурение скважин для сброса загрязненных вод. • Подземная газификация углей. Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 240
13. Бурение горизонтальных скважин Дополнительные требования правил безопасности В рабочих проектах на бурение должны содержаться следующие дополнительные разделы: • выбор типа профиля и его расчет с обоснованием принятых интенсивностей искривления ствола по отдельным интервалам; • расчет дополнительных напряжений в колоннах обсадных, насосно-компрессорных и бурильных труб в интервалах с наибольшей интенсивностью искривления. 241 Направленное бурение нефтяных и газовых скважин
13. Бурение горизонтальных скважин Дополнительные требования правил безопасности В рабочих проектах на бурение должны содержаться следующие дополнительные разделы: • гидравлическая программа, обеспечивающая очистку ствола от шлама и полный вымыв газа из горизонтального участка; • Допустимые нагрузки на стенки скважины от прижатия КБТ с целью предотвращения желобообразования и снижения износа ОК. Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 242
13. Бурение горизонтальных скважин Дополнительные требования правил безопасности При длине горизонтального участка более 300 м проектом должно предусматриваться применение верхнего привода. Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 243
13. Бурение горизонтальных скважин Дополнительные требования правил безопасности При бурении горизонтального ствола должны быть использованы бурильные трубы максимально возможного диаметра с минимальной толщиной стенки. УБТ распологаются выше интервала интенсивного искривления ствола. Направленное бурение нефтяных и газовых скважин 244
13. Бурение горизонтальных скважин Дополнительные требования правил безопасности Для крепления горизонтального ствола необходимо использовать обсадные трубы с минимальной группой прочности материала и с максимальной толщиной стенки. Коэффициент запаса прочности на избыточное давление в этом случае принимается равным 1, 3… 1, 5. В интервалах с интенсивностью искривления до 5 град/м этот коэффициент принимается равным 1, 05, а при большей интенсивности искривления 1, 1. Коэффициент запаса прочности на внутренее давление – 1, 15. 245 Направленное бурение нефтяных и газовых скважин
Скачать презентацию 13 Бурение горизонтальных скважин Горизонтальными называются такие скважины
13.Бур. гор.скв..ppt