Технология строительства горизонтальных и многоствольных скважин Семинар

Технология строительства горизонтальных и многоствольных скважин. Семинар № 3 Конструкции горизонтальных и многоствольных скважин (Ги. МСС) и их классификация. Основные темы семинара: • Основы выбора конструкции Ги. МСС; • Типовые конструкции призабойной зоны Определение исходных геолого-технических условий строительства горизонтальной скважины; 1

Требования к конструкции Ги. МСС. Конструкция скважины должна обеспечить: • • закрепление стенок скважины в интервалах неустойчивых пород изоляцию зон катастрофического поглощения; изоляцию зон аномально низких и аномально высоких пластовых давлений; изоляцию зон возможных перетоков между вскрытыми стволом скважины пластами; разделение интервалов, где требуется применение промывочной жидкости с различной плотностью (несовместимые условия); разобщение продуктивных горизонтов, вскрытых Ги. МСС; образование надежного канала для эксплуатации продуктивных горизонтов; создание надежных условий для ликвидации возможных газонефтеводопроявлений в процессе строительства и эксплуатации Ги. МСС; 2

Дополнительные требования к конструкции ГМСС • • • Возможность сочленения. (Хвостовик бокового ствола должен иметь механическое соединение с обсадной колонной основной скважины); Изолированность. (Узел сочленения бокового ствола с основной скважиной должен быть гидравлически изолирован от окружающих пластов). Доступ. (Должна быть обеспечена возможность повторного доступа в любой боковой ствол); Возможность использования проектной технологии многоствольного бурения. (Система должна обеспечивать возможность бурения нескольких боковых стволов из одной общей скважины); Универсальность. (Система должна быть применима и для заканчивания новых скважин, и для ремонта существующих скважин; Совместимость с цементированием хвостовика. (обеспечивать цементирование хвостовика); Совместимость с промывкой хвостовика. (Совместима с используемыми методами промывки); Контроль характера изменения притока. (обеспечивать возможность полной или частичной изоляции боковых стволов для контроля притока из ствола); Технологическое обеспечение. (необходимо использовать проверенные технологии). 3

Схемы вскрытия продуктивного пласта а б в г д 1 2 3 10 5 6 7 8 4 3 4 8 9 5 3 3 9 3 1. Обсадная колонна 2. Цементный камень 3. Нефтеносные пласты 4. Водоносные пласты 5. Перфорация 6. Открытый ствол 7. Пакер 8. Фильтр 9. Стенка скважины 10. Хвостовик 4

Определение схемы заканчивания бокового ствола Существуют четыре технологические схемы заканчивания БС: А. Сплошное цементирование (позволяет: использовать освоенные технологии исследования, цементирования, вторичного вскрытия и освоения скважины; обеспечить перекрытие зон поступления пластовой воды и герметичность интервала забуривания БС, эксплуатировать переслаивающиеся коллекторы. Недостатки: загрязнение призабойной зоны продуктивного пласта цементом, нарушение крепи в процессе перфорации хвостовика и быстрая обводненность скважины. Область применения: продуктивные пласты с хорошими коллекторскими свойствами, при наличии водо- и газосодержащих пропластков с различным давлением, при их вскрытии наклонным или горизонтальным стволом); Б. Открытый ствол (призабойная зона продуктивного пласта не загрязняется цементом, сокращение сроков восстановления скважины; низкая стоимость БС. Недостатки: невозможно проводить ремонтно-изоляционные работы, заваливание ствола вследствие обрушения стенки скважины. Область применения: однородные, устойчивые продуктивные пласты, преимущественно карбонатные, при вскрытии наклонным стволом. В. Фильтр (Хвостовик) без цементирования . Достоинства: простая технология крепления, призабойная зона продуктивного пласта не загрязняется цементом, обеспечивается сохранность ствола, имеется возможность проведения работ по очистке ствола. Недостатки: возможность межпластовых перетоков флюида, высокая вероятность прорыва воды из расположенных выше пластов и обводнение скважины. Область применения: при наклонном вскрытии однородного пласта в скважинах с герметичным заколонным пространством, при отсутствии близкорасположенных напорных водогазоносных горизонтов. 5

Компоновка низа ГС для песчаника – базовый вариант 245 мм башмак Газ ГНК ~ 10 м 215, 9 мм открытый ствол пересекает ГНК. Затрубье перекрыто пакером, частично зацементированно ниже пакера для изоляции газа от нефти в открытом стволе Нефть 139, 7 мм фильтр 215, 9 мм открытый ствол Вода 6

Возможная компоновка для песчаника – альтернативный вариант 1 245 мм башмак Газ ГНК ~ 10 м 178 мм башмак ~ 10 м 178 мм хвостовик пересекает ГНК и цементируется для изоляции газа от нефти Нефть 102 мм фильтр 152, 4 мм открытый ствол Вода 7

Возможная компоновка для песчаника – альтернативный вариант 2 Газ ГНК ~ 10 м 245 мм колонна пересекает ГНК и цементируется для изоляции газа от нефти 245 мм башмак Нефть 140 мм фильтр 215, 9 мм открытый ствол Вода 8

Международная классификация Ги. МСС по степени сложности TAML 9

Уровень 1 - Открытый ствол. Открытый незацеметированный стык. С открытыми основным и боковым стволами или с хвостовиками на подвеске Преимущества: • Бюджет • Стабильны в твердых породах Недостатки: • Нестабильны в рыхлых породах • Ограниченный межремонтный период • Нет 100% захода в боковые стволы • Перетоки • Контроль обводнения • Ограниченные возможности ремонта • Ограниченные возможности заканчивания 10

Уровень 2 - Обсаженный основной ствол. Обсаженный и зацементированный* основной ствол, боковой открыт. Боковой ствол открыт или с хвостовиком (фильтр) на подвеске Преимущества • Бюджет • Репер глубины • Более двух стволов • Контролируемый доступ в боковые стволы Недостатки • Рыхлые пласты • Плохо применимо в новых скважинах • Перетоки • Контроль обводнения • Ограниченные возможности ремонта • Ограниченные возможности заканчивания 11

Уровень 3 – Обсаженный ОС, обсаженный но не цементированный БС. Обсаженный и зацементированный* основной ствол, боковой обсажен, но не зацементирован Боковой ствол «заякорен» за основной с помощью «подвески» , но не зацементирован Преимущества • Рентабельно • Новые и существующие скважины • Репер • Более двух боковых стволов • Заход в боковой ствол • Механическое крепление окна Недостатки • Возможные перетоки • Ограниченные возможности ремонта 12

Уровень 4 - Обсаженные и цементированные стволы Основной и боковой стволы обсажены и зацементированы* Оба ствола зацементированы Преимущества • Рентабельно • Новые и существующие скважины • Более двух боковых стволов • Заход в боковой ствол • Для всех пластов Недостатки • Возможные перетоки • Ограниченные возможности ремонта 13

Уровень 5 - Гидравлическая изоляция при помощи внутрискважинного оборудования Герметичная конструкция на стыке (Цементирование не желательно) Достигается в процессе заканчивания Преимущества • Новые и существующие скважины • Репер • Заход в боковой ствол • Крепление ствола • Для всех типов пластов Недостатки • Ограниченные возможности ремонта 14

Уровень 6 - Гидравлическая изоляция при помощи обсадной колонны Скважинный разделитель. Основной ствол большого диаметра с двумя боковыми стволами маленького диаметра. Преимущества • Заход во все стволы • Крепление и изоляция стволов • Для всех пластов • Неограниченные возможности заканчивания Недостатки • Ограниченные перепады давления • Скважины большого диаметра 15

16

Классификация по назначению Назначение : Классификация предназначена для уточнения важнейших требований при проектировании многоствольной скважины. Позволяет получить более подробную техническую информацию о скважине. Структура : состоит из двух разделов: "Описание скважины" и "Описание стыка» . Примечание: В скважине с двумя и более стыками описывается каждый узел в направлении снизу вверх. 17

Структура формулы уровня сложности соединения БС 18

Многоствольная скважина, 2 -й уровень заканчивания (Вирджиния, США) 19

Многоствольная скважина, 2 -й уровень заканчивания (Бразилия) 20

Многоствольная скважина (США)(2 -й уровень по TAML) 21

Описание многоствольная скважина, 3 -й уровень заканчивания (Венесуэла) 22

Два боковых ствола 3 -го уровня 23

Проектирование МСС 4 уровня сложности ЭК 178 ООО «РН-Северная нефть» Схема заканчивания МСС № 756 Среднемакарихинского м/р ООО «РН-Северная нефть» 11 скважин 4 уровня сложности Среднемакарихинское м/р (скв. 756) Селективный доступ в стволы МСС после установки Среднемакарихинское м/р (скв. 756) Осовейское м/р (10 скв. ) дивертера – Ø 96 мм Осовейское м/р (10 скв. ) Голова окна 3340 м Бурение долотом Ø 152, 4 мм Хвостовик Ø 114 мм Пласт S 1 V силурийских отложений 4381 м Строительство МСС № 756 в 2012 г. 3726 м Бурение МСС № 756 в 2012 г. Хвостовик Ø 114 мм Набухающие пакера (нефть) Из под башмака ЭК 178 бурить долотом Ø 152, 4 мм 4310 м 24

Многозабойная скважина, 4 -й уровень заканчивания (Аляска, США) Длина БС: 3565 ft. Описание заканчивания: набивной гравийный фильтр Halliburton Products & Services: Multilateral Operations Результаты проекта: Скважина имеет самую высокую производительность на сегодняшний день на данном месторождении. 25

Многозабойная скважина (Канада) (4 -й уровень по TAML) Project Details: Well Completion Date: November 2000 Well Type: Oil Producer Formation/Lithology: Sandstone MLT System/Size: 5 ½” Latch. Rite® TAML Level: Level 4 TAML Description: N-1 -PA-S/4 -PR-NON Number of Laterals: 1 Mainbore Casing Size: 5 ½” Junction Depth/Inclination: 2912 ft. /81. 3 o Lateral Hole Size/Casing: 4 ¾”/3 ½” Lateral Length: 4062 ft. Completion Description: PC pump set in vertical with 3 ½” tubular to surface Halliburton Products & Services: Directional drilling, survey, multilateral operations Project Results: First installation of 5 ½” Latch. Rite®. Stage cemented both lateral and mainbore. World’s smallest multilateral system installed to date. 26

МСС 5 уровня сложности Схема заканчивания МСС № 575 Ванкорского м/р ЗАО «Ванкорнефть» 4 скважины МСС 5 уровня сложности Селективный доступ в стволы «МСС: Система многоствольного Ванкорского месторождения - в материнский ствол – Ø 66 мм ЭК 178 заканчивания «RAPID X» (Шлюмберже) - в дополнительный – Ø 58, 8 Интервал вырезания окна 2000 м Бурение долотом Ø 152, 4 мм Набухающий пакер (вода-нефть) Хво стов ПХН 178/114 ик Ø 114 мм Бурение долотом Ø 152, 4 мм Набухающий пакер (нефть Строительство запланировано в 2012 г. ) то Хво с вик Пласт Як 3 -7 Яковлевская свита Ø 11 4 мм 27

Описание многозабойной скважины, 5 -й уровень заканчивания (Норвегия) Цель проекта: Увеличить площадь контакта, снизить время заканчивания БС и предотвратить добычу песка. Описание проекта: Дата: September 2004 Тип скважины: газовая Литология: несцементированные пески TAML: N-3 -PN-S/5 -PR-SEL Число БС: 3 28

Необходимость и способы повторного входа Необходимость повторного входа в боковой или основной стволы обусловлена обеспечением дальнейшей эксплуатации, ПГИ и капитального ремонта скважин. 1) 2) 3) 4) Способы повторного входа: Для доступа в боковой ствол с рабочим основным стволом - использование извлекаемого клина-отклонителя. Для доступа в боковой ствол с ликвидированным основным стволом - использование неизвлекаемого клина-отклонителя. Использование кривой трубы, устанавливаемой в нижней части спускаемого инструмента. Использование других специальных устройств. 29

Конец семинара 30