Евгений Дипломная работа (2). 1 Утверждена приказом по университету от

• Название: 1 Утверждена приказом по университету от
• Дата: 23.05.2023
• Размер: 2.32 Mb.
• Имя файла: Евгений Дипломная работа (2).docx
• Тип: Программа; #1154201
• страница: 25 из 34

Сравнительный анализ применения роторных управляемых систем и управляемого двигателя в наклонно-направленном бурении

В последнее время наибольшее распространение получили две системы наклонно-направленного бурения. Это системы с управляемым двигателем и роторные управляемые системы. Стоит отметить, что системы с управляемым двигателем используются с 1960-х гг, а роторные управляемые системы появились относительно недавно, а именно в конце 1990-х гг.

Исходя из практики бурения наклонно-направленных скважин, можно выделить следующие основные критерии выбора систем бурения:

• 
  механическая скорость проходки;
  
• 
  реализация искривления в соответствии с проектом;
  
• 
  качество ствола скважины;
  
• 
  эффективная длина горизонтальной секции;
  
• 
  безаварийность проходки;
  
• 
  стоимость оборудования.
  

На большинстве скважин, где применялись роторные управляемые системы, отмечают увеличение механической скорости бурения по сравнению с забойным двигателем. Так, например, специалисты департамента буровых работ ОАО «Верхнечонскнефтегаз» и департамента по геологии и разработке месторождений компании Schlumberger приводят следующие данные для Верхнечонского нефтегазоконденсатного месторождения: средняя механическая скорость проходки с использованием РУС на четырех скважинах составила 16 м/ч (рекорд – 21,85 м/ч), что вдвое выше, чем при использовании винтовых забойных двигателей (ВЗД). Это позволило сократить цикл бурения горизонтальных секций на три дня – до 3,62 суток. Иными словами, на бурение 100 м с использованием РУС требуется вдвое меньше времени – 0,65 суток вместо 1,39 суток [11].

Также можно привести пример работы компании Ultra Petroleum на месторождении Марселлус. В 2010 году компания приступила к реализации

ускоренной программы бурения. Компания пробурила первую (контрольную) скважину на месторождении Марселлус с использованием управляемого объемного двигателя. Следующие 10 скважин были пробурены при помощи РУС PowerDrive Archer. В некоторых из них боковой ствол зарезали долгим поворотом на азимут 90° или более для выхода на уровень целевого горизонта при одновременном наращивании угла со скоростью до 8°/30 м. Возникновение геологических неопределенностей возле точки входа в пласт иногда требовало принятия корректирующих мер, например, часто было нужно увеличить темп набора кривизны. В результате, скважины, пробуренные с применением РУС, обеспечили существенную экономию времени бурения. Кроме того, за счет качественно пробуренного ствола, все колонны заканчивания были спущены без происшествий.

При оценке механической скорости бурения также следует учитывать увеличение длины горизонтальной секции, обеспечиваемое применением РУС.

Так, на упомянутом месторождении Марселлус, скорость набора кривизны составила 8°/30 м, что, по данным компании Ultra Petroleum, позволило оператору увеличить скорость проходки на 80 % по сравнению со скважинами, пробуренными ранее при помощи объемных двигателей. После бурения гладкого ствола на всем изогнутом участке оператор смог перейти на РУС PowerDrive Х5, которая пробурила боковой ствол длиной 1385 м на проектную глубину всего за один проход. Высокая скорость проходки изогнутого интервала в сочетании с высокой скоростью набора кривизны и гладкостью пробуренного бокового ствола позволил сократить время бурения на 10 дней.

Другим немаловажным показателем является качество ствола скважины. Бурение управляемым двигателем характеризуется низким качеством ствола, волнообразными неровностями и резкими изгибами, при этом они являются практически неустранимыми недостатками метода. В процессе проходки бурильная колонна скользит по лежачей стенке скважины, промывочная жидкость движется вокруг нее неравномерно, что уменьшает выносящую способность раствора и способствует повышению риска прихвата колонны. Кроме того, повышается риск желобообразования и прихвата колонны. На рисунке 8 представлены изображения, полученные с помощью каверномера. Они показывают, при бурении с использованием объемного двигателя получается ствол скважины со спиралевидной канавкой (рисунок 3.8, а), в то время как роторная управляемая система создает намного более гладкий ствол (рисунок 3.8, б). Происходит это вследствие того, что в процессе бурения роторной управляемой системой колонна вращается постоянно, что способствует качественной промывке ствола, а долото направленно соосно с направлением бурения скважины.





Рисунок 3.8 – Сравнение качества ствола скважины, построенного по данным каверномера: а – забойный двигатель с кривым переводником; б – роторная управляемая система

Что касается эффективной длины горизонтальной секции, то здесь также отмечено преимущество РУС, как в отечественном опыте бурения, так и за рубежом. Специалисты Департамента буровых работ ОАО

«Верхнечонскнефтегаз» и Департамента по геологии и разработке месторождений компании Schlumberger приводят следующие данные: применение РУС позволило эффективнее пробурить скважину и размещать ее в самых продуктивных зонах пласта. При этом эффективная длина горизонтальной секции увеличилась до 70 %, в то время как на скважинах, пробуренных с использованием ВЗД, этот показатель составляет всего 30 %. В результате, дебиты скважин увеличились вдвое – до 200–250 т в сутки.

Безаварийность проходки является тем критерием, по которому сложно сделать определенные выводы. Причина аварии, в том числе с потерей инструмента, может быть не связана прямо с типом применяемого забойного оборудования. Тем не менее, исходя из условий применения забойного двигателя, можно сделать вывод о несколько большей опасности аварии. Это связано, в первую очередь, с уже упомянутым «скользящим» режимом бурения. Основной опасностью здесь является желобообразование и неравномерное движение промывочной жидкости вокруг колонны, что способствует возникновению прихвата.

Вывод

Технология бурения скважин роторными управляемыми системами имеет массу преимуществ перед остальными существующими технологиями направленного бурения. Так, при бурении с применением роторной управляемой системы механическая скорость бурении возрастает в среднем в 2 раза, по сравнению с бурением винтовым забойным двигателем, что обеспечивает существенную экономию времени бурения. Эффективная длинна горизонтальной секции увеличилась на 40%, что в свою очередь позволяет увеличить дебит скважин более чем вдвое. Так же в сравнении с забойным двигателем, роторная управляемая система позволяет бурить более гладкий ствол, что снижает риск аварийности.