Бурению горизонтальных скважин 5

СБГУАППБГУАПгруппагру па47364736https://newhttps://new.guap.guap.ru/i03/contacts.ru/i03/contacts

Отбор также можно делать с помощью забойного двигателя. Наиболее эффективными для этого являются многогребневый двигатель. Комбинация низкой скорости вращения и большого крутящего момента позволяет отбирать керн наиболее эффективным образом.

При использовании забойного двигателя слегка ухудшаются условия слежения за процессом отбора керна, поскольку характеристики двигателя влияют на давление на стояке и показания крутящего момента. Давление на стояке и показания величины крутящего момента являются основными показателями, которыми пользуются специалисты по отбору керна при слежении за процессом кернения.

Другие применения отбора керна

Ориентированный отбор керна может применяться в комбинации со следующими приложениями отбора керна (Рис 1.12):

•Стекловолоконные внутренние трубы

•Алюминиевые внутренние трубы

•Отбор керна длинного образца

•Отбор керна неуплотненных пород

•Отбор керна в стволе с высоким давлением

•Чистый отбор керна

•Отбор керна для быстрого (визуального) осмотра.

Рис. 1.11 Роторный стол, верхний привод, винтовой забойный двигатель.

СПБГУАП группа 4736

СБГУАППБГУАПгруппагру па47364736https://newhttps://new.guap.guap.ru/i03/contacts.ru/i03/contacts

Рис. 1.12

Параметры отбора керна

Критерии для выборов параметров кернения определяются необходимостью получения керна отличного качества. Другие критерии для отбора параметров определяются максимизацией скорости проходки, увеличением срока службы долота и минимизацией спускоподъемных операций (графики зависимости нагрузки на долото от размера ствола рис. 1.13).

Нагрузка на долото

Оптимальная нагрузка на долото - наиболее эффективный способ достижения максимальной скорости проходки. Слишком маленькая нагрузка замедляет проходку и вызывает вибрацию, которая может повредить долото.

Слишком большая нагрузка может "забивать" долото в мягкой породе и разрушить режущие элементы в твердой породе.

СПБГУАП группа 4736

СБГУАППБГУАПгруппагру па47364736https://newhttps://new.guap.guap.ru/i03/contacts.ru/i03/contacts

Рис. 1.13

Расход раствора

Расход раствора регулируется для защиты керна и достижения максимального объема отбора. Раствор промывает и охлаждает долото,

обеспечивая высокую скорость проходки и удлиняя срок службы долота.

Слишком большой расход размывает керн. Слишком низкий расход - не сможет достаточно эффективно очищать долото и это приводит к уменьшению скорости проходки. Кроме этого, ухудшается удаление осколков бурения в затрубное пространство (графики зависимости расхода (гал/мин) раствора от размера ствола рис. 1.14).

Рис. 1.14

СПБГУАП группа 4736

СБГУАППБГУАПгруппагру па47364736https://newhttps://new.guap.guap.ru/i03/contacts.ru/i03/contacts

Скорость вращения

Рис. 1.15

Скорость вращения подбирается так, чтобы обеспечить максимальную эффективность отбора керна, оптимизацию скорости проходки и максимальный срок службы долга. Она определяется свойствами породы. При определении оптимальной скорости вращения, нагрузка на долото и расход раствора поддерживаются постоянными (рис. 1.15)

В мягких породах скорость вращения должна быть меньше для улучшения процесса отбора керна. Абразивные породы требуют меньшую скорость вращения по условиям предотвращения преждевременного износа долота отбора керна.

СПБГУАП группа 4736

СБГУАППБГУАПгруппагру па47364736https://newhttps://new.guap.guap.ru/i03/contacts.ru/i03/contacts

СПБГУАП группа 4736

2

СБГУАППБГУАПгруппагру па47364736https://newhttps://new.guap.guap.ru/i03/contacts.ru/i03/contacts

Учебник инженера по бурению горизонтальных скважин

Содержание

СПБГУАП группа 4736

3

СБГУАППБГУАПгруппагру па47364736https://newhttps://new.guap.guap.ru/i03/contacts.ru/i03/contacts

Учебник инженера по бурению горизонтальных скважин

Введение

Минерально-сырьевые проблемы в конце XX и в начале XXI века становятся острейшими глобальными. Они жизненно важны для всех без исключения стран мира и должны рассматриваться, исходя из общих экономических и политических тенденций, сложившихся на современном этапе.

Научно-техническая революция во второй половине XX века привела к огромному потреблению нефти и газа. В настоящее время мировая годовая добыча нефти и газа составляет соответственно 3 млрд. т и 1,8 трлн. м3.

Экономический потенциал государств становится все более зависимым от наличия национальных энергетических ресурсов или возможности их импортирования. Правительства многих стран, в том числе и российское, стали рассматривать обеспечение бесперебойного снабжения углеводородным сырьем как одну из важнейших задач внутренней политики.

С начала разработки месторождений из недр России извлечено 12,7 млрд. т

нефти и конденсата и 6,5 трлн. м3 газа. Однако за последние годы наметился значительный спад добычи нефти. Так в 1990 г. добыча упала на 53 млн. т, в 1991г. - свыше 100 млн. т, а в 1992 г. падение достигло около 200 млн. т. На это повлияли не только экономические и технические условия эксплуатации нефтяных месторождений в основных нефтедобывающих районах, но и геологические.

За последние 20 лет средние запасы новых месторождений уменьшились в 4

раза, доля крупных месторождений среди вновь открываемых снизилась с 15 до

10 %, ухудшаются коллекторские свойства продуктивных отложений и качественный состав насыщающих их флюидов.

Существенно осложнились геологические условия на объектах проведения поисковых и разведочных работ. В большинстве регионов ресурсы нефти и газа до глубины 2,5 - 3,0 км уже разведаны и многие из них давно эксплуатируются.

Высокая выработанность запасов является неизбежным следствием обводненности продукции и снижением дебитов скважин. Так, по России в целом

СПБГУАП группа 4736

4

СБГУАППБГУАПгруппагру па47364736https://newhttps://new.guap.guap.ru/i03/contacts.ru/i03/contacts

Учебник инженера по бурению горизонтальных скважин

за 10 лет (1980 - 1991 гг.) структура разрабатываемых запасов по дебиту скважин

изменилась следующим образом (табл. 1).

Таблица 1

Дебит, т/сут	Снижение дебита скважин по годам, %
	1980г.	1991 г.
100	31,9	1,5
50 - 100	20,0	3,5
25 - 50	10,8	9,8
5 - 25	31,8	73,8
5	6,3	11,4

Несмотря на относительное благополучие в добыче газа, лет через пять аналогичные проблемы будут и в газовой промышленности.

Более полное извлечение богатств из наших недр является важнейшей народнохозяйственной задачей. Но, к сожалению, при разработке месторождений из-за несовершенства техники и технологии в недрах остается большое количество полезных ископаемых. При этом самым низким коэффициентом извлечения их характеризуются нефтегазовые месторождения. Из мировой практики известно, что нефтеотдача этих месторождений не превышает 30 - 40 %.

При разработке этих месторождений применяются различные методы воздействия на пласт (законтурное и внутриконтурное заводнение пластов,

тепловые и физико-химические методы, гидроразрыв пласта и др.) и, несмотря на это, в среднем более половины геологических запасов нефти остаются неизвлечёнными и считаются "похороненными".

Разбуривание нефтяных и газовых месторождений наклонным способом и особенно горизонтальными (ГС) и разветвлённо - горизонтальными скважинами

(РГС) является эффективным методом формирования оптимальной системы разработки, а также восстановления продуктивности месторождений,

находящихся на поздней стадии эксплуатации.

Вскрытие продуктивной толщи горизонтальными и разветвленно-

горизонтальными стволами скважин увеличивает площадь фильтрации,

исключает возможность поступления воды в процессе эксплуатации и оно

СПБГУАП группа 4736

5

СБГУАППБГУАПгруппагру па47364736https://newhttps://new.guap.guap.ru/i03/contacts.ru/i03/contacts

Учебник инженера по бурению горизонтальных скважин

особенно эффективно для низкопроницаемых коллекторов, а также коллекторов с

вертикальной трещиноватостью.

Краткий исторический обзор проблемы

Всвоем докладе "Горизонтальные и разветвленно-горизонтальные скважины

-рычаг повышения производительности и нефтеотдачи пластов" (1991 г.) почетный член Академии Естественных наук РФ Н. К. Байбаков подробно осветил состояние дел по этой проблеме в России и за ее пределами. Поэтому воспользуемся некоторыми сведениями из его доклада. Этот метод впервые разработан и успешно реализован в отечественной практике в начале 50-х гг., однако, в дальнейшем он к сожалению не получил широкого применения.

Первый этап развития этого метода распространяется с 1950 по 1960 гг.

(первый опыт бурения в СССР). Первые экспериментальные работы (по методу А. М. Григоряна) были успешно осуществлены в 1952 - 1953 гг. на Карташевском месторождении в Башкирии, когда была сооружена первая горизонтально -

разветвленная скважина № 66/45 (рис. 1, табл. 2). В этой скважине почти 80 % всей проходки было пройдено непосредственно по продуктивному пласту. Скважина имела 10 резко искривленных стволов. При ее вертикальной глубине 600 м общая протяженность скважины составила 1993 м, из которых 1768 м было пройдено непосредственно по продуктивному пласту. Максимальное расстояние между забоями составило 322 м, а наиболее протяженный горизонтальный ствол имел длину 168 м. Дебит нефти составил 120 т/сут, в том время как средний дебит по вертикальным скважинам на этом месторождении составил 7 т/сут. Правда, скорость бурения была ниже в 1,2 раза и бурение дороже в 1,5 раза, но при этом дебит был выше в 17 раз.

1959 - 1960гг. - начало развития теоретических воззрений на гидродинамические процессы, возникающие при бурении ГС. Во ВНИИнефть были проведены гидродинамические исследования по разработке нефтяных месторождений с помощью горизонтальных и многозабойных скважин. Были созданы теоретические основы фильтрации и нефтеотдачи пластов в таких скважинах, изложенные Ю. П. Борисовым, В. П. Пилатовским, В. П. Табаковым в

СПБГУАП группа 4736

6

СБГУАППБГУАПгруппагру па47364736https://newhttps://new.guap.guap.ru/i03/contacts.ru/i03/contacts

Учебник инженера по бурению горизонтальных скважин

их монографии "Разработка нефтяных месторождений горизонтальными и многозабойными скважинами" (М.: Недра, 1964 г.).

Второй этап развития бурения охватывает 1961 - 1978 гг. До 1970 г. во ВНИИБТ под руководством А. М. Григоряна группой специалистов была разработана теория бурения таких скважин и эффективная технология их проводки. А. М. Григорян подвел итог этим работам в своей монографии, которую выпустил в 1969 г. Во ВНИИБТ в это время был разработан и создан целый ряд технических средств, которые успешно были применены при бурении ГС и РГС в бывшей Куйбышевской области, на Западной Украине, Восточной Сибири (Марковская разведочная с отклонением горизонтального ствола, равным 632 м и одним разветвлением) (рис. 2) и многие другие.

Рис. 1. Горизонтальные стволы скважины № 66/45, 19 53 г

СПБГУАП группа 4736