Дослідження горизонтальних спрямованих свердловин

Останнім часом число великих, нових, розроблених нових родовищ знизилося. Також погіршуються склад насичують родовища флюїдів і їх колекторські властивості. Через те, що при виконанні розробок нових родовищ часто використовуються старі технології і техніка, нафтогазодобування пласта становить всього 30-40%.

Схема проведення газогідродінаміческіх досліджень свердловин з горизонтальним закінченням із застосуванням самохідного дослідницького комплексу

Схема проведення газогідродінаміческіх досліджень свердловин з горизонтальним закінченням із застосуванням самохідного дослідницького комплексу.

Для того щоб проводити повнішу видобуток вуглеводнів, необхідно використовувати нові сучасні технології та проводити дослідження горизонтальних свердловин.

Використання горизонтальних свердловин при проведенні розробки пластів корисних копалин дозволяє досягти таких результатів:

  • за рахунок того, що збільшується площа фільтрації, відбувається збільшення продуктивності;
  • збільшується період експлуатації без появи води;
  • збільшується відсоток вилучення покладів з родовища, особливо на пізній стадії розробки;
  • підвищується інтенсивність закачування в пласт агентів;
  • зявляється можливість розробляти пласти, що мають низькі колекторні властивості і нафту високої вязкості;
  • зявляється можливість розробляти важкодоступні родовища, наприклад, ті, що знаходяться під водою;
  • поліпшується технологія підземних газових сховищ.

особливості свердловин

Схема порівняння типів горизонтальних свердловин

Схема порівняння типів горизонтальних свердловин.

Якщо буріння виконали уздовж запланованої траси і потрапили в ціль, то вона буде називатися спрямованої. Забій і зона фільтрації повинні знаходитися в заданій зоні порід і бути орієнтовані щодо поклади, згідно з розробленим проектом.

Якщо застосовувати направлене буріння, то це дозволяє вдосконалити розробку нафто- і газоместорожденій і буде ефективним в наступних випадках:

  • коли треба проводити буріння з застосуванням обходу складних гірських зон;
  • якщо треба проводити буріння під ділянками, що зайняті або недоступні;
  • при необхідності глушіння відкритих фонтанів;
  • коли необхідно провести розтин пластів, що круто падають вниз.

Спрямовані свердловини бувають двох видів: вертикальні і горизонтальні свердловини.

Якщо зроблено буріння в основному уздовж пласта, між підошвою і верхом поклади в заданому азімутной напрямку і її зона фільтрації порівнянна з розмірами вертикального стовбура, то вона носить назву горизонтальна свердловина.

Якщо проводити порівняння з вертикальними конструкціями, за рахунок того, що розширюється область дренування і збільшується поверхню фільтрації, у горизонтальних свердловин дебет буде в 2-10 разів більше.

Схема альтернативного закачування горизонтальної свердловини

Схема альтернативного закачування горизонтальної свердловини.

Проведення дослідження горизонтальних свердловин треба для того, щоб визначити їх можливості. Вони можуть використовуватися на наступних обєктах:

  • при розробці морських родовищ;
  • при розробці родовищ, де немає можливості проводити повномасштабні бурові роботи;
  • якщо ведеться розробка покладів високовязкої нафти при природній фільтрації;
  • якщо розробляються малопотужні і неоднорідні пласти;
  • при розробці карбонатних колекторів, в яких є вертикальна трещиноватость;
  • в тих випадках, коли поклади нафти і газу перешаровуються між собою;
  • при освоєнні покладів, при проведенні пізній стадії їх розробки.

Якщо назвати основний недолік, що є у горизонтальних свердловин, то це досить висока вартість їх створення. Ще зовсім недавно ціна створення вертикальних свердловин була дешевше майже в 8 разів, але технології розвиваються, і зараз вартість створення горизонтальних свердловин більше вартості створення вертикальних конструкцій всього в 2-3 рази.

Для того щоб було вигідним використання горизонтальних свердловин з економічної точки зору, необхідно, щоб видобуток з неї була більше в таку ж кількість разів, у скільки дорожче обійшлося її створення.

Схема розташування горизонтальної свердловини і найпростіші потоки

Схема розташування горизонтальної свердловини і найпростіші потоки.

На складання проекту і виконання дослідження горизонтальних свердловин впливає багато чинників: ландшафт поверхні, розташування цілі буріння, наявність геологічних і технічних причин, що перешкоджають буріння, прохідність порід на шляху проведення будівництва горизонтальних свердловин, можливості використовуваного обладнання.

Горизонтальні свердловини мають складну конструкцію. Вони складаються з вертикальної і похилої виробки, обсадних колон і оболонок з цементу, що грають роль кріплення, фільтрів, що розташовані в самій зоні пласта.

Для дослідження, конструювання горизонтальних свердловин треба вибрати такі елементи їх конструкції, що допоможуть досягти заданої мети без аварій, надійно зміцнити стовбур за допомогою обсадних колон і матеріалів для проведення тампонажу, створити з продуктивним шаром міцну гидродинамическую звязок і дозволити експлуатацію горизонтальних свердловин протягом тривалого періоду часу.

Створення горизонтальних свердловин включає в себе наступні етапи: технологічне обґрунтування вибору місця буріння, розробка конструкції, розробка конструкції фільтра, способи проведення буріння, використовуване обладнання, що використовується буровий інструмент, технологія розробки несучих шарів.

вибір форми

Основні схеми розташування багатоствольних горизонтальних свердловин в продуктивному пласті

Основні схеми розташування багатоствольних горизонтальних свердловин в продуктивному пласті.

При здійсненні вибору форми горизонтальних свердловин треба враховувати такі параметри:

  • проведено одиночне буріння або кущова;
  • чи є перешкоди при додатку гирла;
  • конструкція ствола повинна забезпечувати високу продуктивність горизонтальних свердловин;
  • свердловинне обладнання повинне надійно працювати;
  • повинна бути можливість одночасно експлуатувати кілька шарів в міжпластовому покладах;
  • вартість створення горизонтальних свердловин повинна бути мінімальною.

Якщо виконується кущова буріння, то профіль буріння повинен забезпечувати оптимальні параметри сітки, а число виконаних стовбурів має бути економічно раціональним.

При проведенні проектування і дослідження спрямованих свердловин треба враховувати глибину стовбура, його можливі відхилення по вертикалі, розмір по горизонталі, максимальні значення кривизни.

При виборі форми необхідно враховувати призначення, особливості будови стовбура, це як технологічні особливості, так і геологічні. Враховуються обмеження величини зенітного кута свердловини і кута його нахилу на розрахунковій глибині.

існуючі профілі

Профілі горизонтальних свердловин поділяються на такі види:

  • тангенціальні профілі;
  • S-образні профілі;
  • J-образні профілі.

тангенціальні

Підключення свердловинного насоса

Підключення свердловинного насоса.

Їх відхилення виконують поблизу поверхні, після чого проходка проводиться під заданим кутом. Цей тип використовується при необхідності буріння свердловин порівняно невеликої глибини, при наявності нормальних геологічних умов, коли немає необхідності застосування проміжних колон.

Якщо треба бурити свердловину великої глибини, то обсадная колона встановлюється всередині або після закінчення викривлення, стовбур, що ні обсаджена, бурять до родовища при незмінному напрямку. Даний вид профілю дозволяє максимально відхилятися від вертикалі при незначній зміні зенітного кута, що дозволяє його використовувати при проведенні кущового буріння.

S-образні

Схема попереднього розширення горизонтальної свердловини

Схема попереднього розширення горизонтальної свердловини.

Після того як виконають вертикальну частину стовбура до заданого зенітного кута, буріння проводять під нахилом, після чого нахил зменшують до досягнення вертикалі. У другому відхиленні є можливість встановити проміжну колону.

Такий тип профілю зазвичай використовують, де є геологічні чинники у вигляді солоної води, газових вікон і вимагає установки обсадних колон. Часто цей тип буріння використовується, коли необхідно заглушити фонтануючу свердловину і коли треба розвести забої під час виконання буріння в морі.

J-образні

Тут відхилення від вертикалі відбувається на значних глибинах. Цей спосіб використовують, коли родовища знаходяться під сольовим куполом і під час розробки глубокозалегающих обєктів. До цього типу відносять горизонтальні свердловини.

Види і глибина свердловин

Види і глибина свердловин.

Спрямований спосіб буріння дає можливість видобутку нафти і газу з родовищ, що розташовані в морі, далеко від берега. Цей метод дає можливість з платформи робити багато свердловин, що дає можливість оптимально розташувати їх в колекторі, для цього зазвичай використовують S-образні профілі.

Часто родовища знаходяться під водою, але недалеко від берега, в такому випадку можуть використовуватися як S-подібні свердловини, так і тангенціальні свердловини. Використання направленого буріння допомагає розробляти пласти, які неможливо дістати вертикальними свердловинами, наприклад, через наявність будівель, пагорбів, озер та ін.

особливості буріння

Складно бурити через соляні пласти, так як відбувається розмивання солі, тому для обходу соляного купола також використовуються вертикальні або горизонтальні свердловини.

Якщо треба створити горизонтальні свердловини, застосовують кабельні технології, такі як «Горизонталь - 1,2,3,4», що дозволяє ефективно проводити геофізичні дослідження. Але ці технології мають свої недоліки:

  • можуть відбуватися розриви каротажного кабелю, що веде до збільшення вартості дослідження;
  • якщо не відбулася синхронізація спуску каротажного кабелю і інструменту, може відбуватися обрив кабелю, виникати аварії, персонал може отримати травми;
  • процес СПО йде значно повільніше.

Щоб усунути ці недоліки, використовується нова технологія доставки приладу за допомогою кабелю в горизонтальну частину стовбура всередині бурового інструменту.

Горизонтально-направлене буріння

Горизонтально-направлене буріння.

Коли бурової інструмент перебуває в горизонтальній свердловині, в нього на каротажному кабелі вводять прилад. Щоб забезпечити герметизацію кабелю, використовують спеціальне розрізне пристрій.

Використовуючи тампонажний агрегат, нагнітають тиск, який і просуває прилад в забій. До цього приладу приєднаний кабель, на якому є магнітні мітки, і він змотується з лебідки. Обертання механізму протягування стрічки відбувається в каротажному реєстраторі синхронно, що дозволяє із застосуванням сучасної техніки точно визначати, на якій глибині знаходиться прилад.

У пристрої, що транспортує прилад, є два клапана, що дозволяє виконувати циркуляцію бурового розчину. Для того щоб зазначена досконалішу технологію ефективно застосовувалася, треба використовувати каротажну станцію, що програмно управляється разом з польовим комплексом для проведення обчислень.

Розробка стовбура

Після того як визначилися з типом свердловини і її призначенням, а також глибиною стовбура на його вертикальній ділянці, відстанню по горизонталі до родовища, за допомогою компютера фахівці розробляють горизонтальну і вертикальну проекцію свердловин і проводять її дослідження. Це дозволяє провести буріння з мінімальними витратами коштів і часу, дотримати предявляються правила безпеки і не завдати шкоди навколишньому середовищу.

Фактори, що враховуються при виконанні вибору форми свердловини:

  • склад грунту, в якому буде проводитися буріння;
  • параметри бурової установки, її підйомні характеристики, швидкість обертання і гідравлічні можливості;
  • конструкція обраної свердловини і тип використовуваного бурового розчину;
  • параметри стовбура;
  • характеристики обладнання, яке використовується для виконання робіт.

Фахівці роблять план свердловини в вертикальної і горизонтальної проекції. На вертикальній проекції вказують глибинну мету, а на горизонтальній проекції позначають відстань, яке відповідає відстані від ротора до родовища.


» » » Дослідження горизонтальних спрямованих свердловин