Анализ и исследование эффективности выполнения работ по строительству БС в условиях терригенных отложений девона. преддипломная практика. Допущен к защите Заведующий кафедрой Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений, д т. н., профессор Насыбуллин А. В. 2022 г. Выпускная квалификационная работа
 Скачать 287.99 Kb.
|
 Рисунок 2.2.1 – Технологические способы забуривания боковых стволов Различают следующие виды технологий: а - вырезание окна в эксплуатационной колонне; б- вырезание части эксплуатационной колонны; в - извлечение верхней незацементированнои части эксплуатационной колонны; г - комбинированный способ бурения бокового ствола; д - бурение бокового ствола с открытого забоя; 1 - клин-отклонитель; 2 - цементный мост; в настоящее время широко используются следующие технологии: вырезание «окна» с помощью райбера или фрезов типа РФУ-146, РФУ-168 по ориентированному клин-отклонителю; удаление участка эксплуатационной колонны и забуривание ствола с цементного моста (осуществляется с помощью универсального вырезающего устройства УВУ-146 и УВУ-168). Фрезерование и расширение окна продолжают до выхода рабочей части фрезера на 0,3-0,5 м за обсадную колонну. Существует два варианта установки клин-отклонителя: - с упором на забой (цементный мост); - с установкой якоря с зацеплением за стенки или муфтовые соединения колонны. Заканчивание скважин из бурения и крепление ствола производят либо спуском хвостовика, либо оставляют открытым забой со спуском фильтра или без. После установки хвостовика спускается колонна на бурильных трубах и производится вторичное вскрытие пласта перфорацией. Таким образом, строительство боковых стволов может осуществляться при помощи различных средств, параметры которых определяются технологией, особенностью скважины, экономической эффективностью, целесообразностью применения, и типами применяемого оснащения. У каждого инструмента есть особенности технических показателей, с каждым годом они совершенствуются. Технологии строительства боковых стволов становятся всё более продуманными, надежными и практичными в использование. 2.3 Характеристика конструкции скважин с БС на промысловом объекте На Западно-Сотниковском месторождении на конец 01.01.2020 года в промышленной эксплуатации находятся 2 скважины с боковыми стволами, пробуренные на кыновско-пашийский горизонты. Стволы перфорированы на кыновский горизонт Д0. Основными элементами конструкции скважин, оборудованных БС на Западно-Сотниковском месторождении, являются: направление, кондуктор, техническая колонна, эксплуатационная колонна, стальной хвостовик. Особенностью конструкций боковых стволов является обсаживание пробуренного ствола хвостовиком малого диаметра. После проработки и шаблонирования БС, обсаживание ствола произвели хвостовиком, цементируемым по всей длине пример указан (ПРИЛОЖЕНИЕ Д.1.) Для обсаживания использовали обсадные трубы диаметром 114 и 102 мм с цементацией нижней части и подъемом цементного кольца на 75-100 м выше окна. Для скважины *225 значение величин пробуренного и текущего забоя отличаются, глубина текущего забоя равна 1874,2 метра, а глубина пробуренного 1899 метров. Скважина обсажена технической колонной 168 мм. Боковой ствол пробурен из скважины, обсаженной эксплуатационной колонной диаметром 146 мм. Скважина *225 оснащена хвостовиком диаметром 114 мм. Данные конструкции скважины представлены в таблице 2.3.1 Таблица 2.3.1 – Характеристики конструкции скважины *225 с боковым стволом на Западно-Сотниковском месторождении
На скважине *225 построили боковой ствол, окно вырезалось на глубине 1560 метров, после этого началась строительство бокового ствола, забой дополнительного ствола находится на глубине 1873,8 метров, максимальный угол кривизны составляет 33,1°. Пространственная ориентация скважины *225 представлена на рисунке 2.3.1.  Рисунок 2.3.1 – Пространственная ориентация скважины *225 У скважины *207 ствол перфорирован на кыновский горизонт Д0. Значение величин пробуренного и текущего забоя отличаются, глубина текущего забоя для скважины *207 составляет 1874,5 метра, а глубина пробуренного 1889 метров. Скважина *207 не имеет технической колонны. Боковой ствол пробурен из скважины, обсаженной эксплуатационной колонной диаметром 146 мм. Оснащена хвостовиком диаметром 102 мм. Данные конструкции скважины представлены в таблице 2.3.2 Таблица 2.3.2 – Характеристики конструкции скважины *207 с боковым стволом на Западно-Сотниковском месторождении
На скважине *207 было вырезано окно на глубине 1560 метров, после этого пробурили боковой ствол, после чего начато строительство БС, забой бокового ствола находится на глубине 1874,3 метров, максимальный угол кривизны составляет 31,7°. Пространственная ориентация скважины *207 представлена на рисунке 2.3.2.  Рисунок 2.3.2 – Пространственная ориентация скважины *207 На Западно-Сотниковском месторождении на конец 2020 года в эксплуатации находятся 2 скважины с боковыми стволами, пробуренные на кыновско-пашийский горизонты. Особенности конструкций боковых стволов влияют на множество факторов, характеристика которых определяет способы дальнейшей эксплуатации и ремонта скважин. 2.4 Методы исследования и обследования скважин при строительстве БС Проведение геофизических исследований перед процессом строительства БС необходимо для оценивания состояния скважины на наличие негерметичностей, наличия и качества сцепления цементного камня с колонной, для определения наличия источников обводнения и заколонных цир куляций, для определения правильности принятия проектных решений. В практике отечественной геофизики при исследовании открытых стволов скважин с БС наибольшее распространение получили автономные геофизические комплексы. Геофизические автономные системы такие как «Горизонталь-1,2» Имеют ударопрочный корпус, аккумуляторную батарею, оснащены автономным регистратором первичной информации. Условия для работы АГС указаны в таблице 2.4.1, технические характеристики в таблице 2.4.2 Таблица 2.4.1 – Условия эксплуатации АГС «Горизонталь-1,2»
Таблица 2.4.2 – Основные технические характеристики АГС «Горизонталь-1,2»
Продолжение таблицы 2.4.2
Постоянно расширяются возможности измерительных систем добавлением новых приборов. Например использование АГС возможно проводить измерения акустическим профилимером САП-90. Он позволяет определить профиль скважины по сечению ее внутренней поверхности по 10 внутренним радиусам. Точность измерения составляет ±1,5 мм. Для наклоно-направленных скважин разработаны модификации АГС «Цементомер автономный» используется в качестве контроллера качества цементирования ОК. Применяется для исследуемых колонн от 102 до 146 мм с максимальной температурой до 120 ֯С и давлением 60-80 Мпа. Для колонн малого диаметра создали ЦА 64 мм. Он содержит модули акустической и гамма-гамма цементометрии АГГЦ и намма-каротажа-локатора муфт. Данные АГС ЦА подвергаются обработке и интерпретации. К сравнительно недорогим способам исследования скважин с большим углом наклона можно отнести применение «жесткого» геофизического кабеля. Как показывает практика, доставка стандартных геофизических приборов в интервалы исследований скважин при помощи «жесткого» геофизического кабеля возможна при зенитном угле 75–80°. Использование кабеля этого типа позволяет при помощи малогабаритных приборов проводить исследования скважин с горизонтальным участком ограниченной протяженности. При этом надо учитывать, что сложный профиль скважины, наличие шлама в стволе и недостаточная жесткость кабеля затрудняют доставку приборов, а протолкнуть приборы в скважины с длиной условно горизонтального участка более 200 м практически невозможно. Весьма успешным и востребованным на рынке геофизических услуг оказался разработанный технологический комплекс по доставке к забоям горизонтальных скважин геофизических приборов и устройств независимо от их массы и длины — «Латераль». Геофизические приборы присоединяются к НКТ малого диаметра 33 мм. Длина НКТ предварительно рассчитывается при помощи программы, которая учитывает траекторию и конструкцию скважины, силы трения, свойства и характеристики кабеля, приборов, промывочной жидкости. Дальнейший спуск НКТ осуществляется при помощи геофизического кабеля с повышенной грузонесущей способностью. Для связи с прибором используется электрическое соединение типа «мокрого» контакта. Колонна труб фиксируется к геофизическому кабелю специальным зажимом. К числу актуальных, но сложновыполнимых задач относится проведение гидродинамических исследований (ГДИ) БС в процессе бурения при помощи испытателей пластов на трубах (ИПТ). Стандартное оборудование для испытания на трубах и технология проведения работ в соответствии с РД 153-39.0-062-00 предполагают соблюдение таких требований, как набор кривизны ствола не более 10° на 100 м и угол кривизны по стволу, не превышающий 20°. Основная проблема, препятствующая использованию ИПТ при проведении ГДИ в бурящихся скважинах сложной конфигурации, заключается в сложности обеспечения необходимой герметичности пакеровки и управления с устья впускным клапаном испытателя или запорного клапана. Исследования проводились в скважинах с БС с зенитным углом до 35° при интенсивности набора кривизны до 3,5° на 10 м. Но надо заметить, что перед проведением работ с ИПТ необходимо выполнить тщательный анализ скважинных условий, предварительный расчет всех действующих на испытательную компоновку сил и провести дополнительный комплекс мероприятий по подготовке ствола скважины и промывочной жидкости. Проведение ГДИ при помощи ИПТ в боковых горизонтальных стволах потребовало разработки методики интерпретации полученных диаграмм давления. Применение стандартных методов обработки кривых притока и восстановления давления, которые используются для вертикальных скважин, дает искаженные сведения о гидродинамических параметрах пласта. Для случая БС нами предлагается математическая модель, учитывающая геометрию притока пластового флюида к наклонным и горизонтальным скважинам. На основании модели строятся расчетные кривые притока и восстановления давления. С их помощью можно провести исследование движения жидкости к скважинам сложной конфигурации и на этом основании предложить алгоритм расчета гидродинамических параметров пласта Геофизические исследования скважин проводятся до начала, в период и после ремонтных работ, представленные в таблице 2.4.3 [35]. Таблица 2.4.3 – Стандартный комплекс геофизических исследований
Для проверки технического состояния выполняются такие геофизические исследования как: акустическая цементометрия (АКЦ), селективный гаммадефектомер-толщиномер (СГДТ), каверномер, при необходимости интроскоп и гироинклинометр. Наличие зон осыпания пород определяется по данным гамма-каротажа (ГК) и каверномера, зоны разуплотнения и поглощения - по данным нейтронного-гамма-каротажа (НГК) и каверномера, наличие и качество цементного кольца - по данным АКЦ. Для детального изучения геологического разреза скважин, определения пластов коллекторов и оценки видимой толщины продуктивных горизонтов используется микрозондирование. Для установления мест притоков, мест поглощения бурового раствора в скважине при наличии нарушений в обсадных колоннах используется резистивиметрия. Каверно- и профилеметрия предназначена для измерения диаметра скважины, уточнения геологического разреза пород, выделения проницаемых пластов и определения их толщины, корреляционной связи разрезов, контроля технического состояния скважины, точного определения места установки башмака колонны, подсчета объема затрубного пространства скважины при определении количества цементного раствора необходимого для цементирования обсадной колонны. Для определения интервалов цементирования и высоты подъема цемента, мест нарушения в колонне, затрубных заколонных циркуляций, выделения газоносных пластов, обнаружения места поглощения бурового раствора, притока жидкости, а также для изучения теплофизических характеристик пород, слагающих разрез, используется метод термометрии. Инклинометрия предназначена для контроля смещения оси скважины в наклонно-направленных и горизонтальных стволах в процессе бурения, определения истинной глубины залегания пластов, должного и безошибочного построения геологических разрезов, определения текущего положения забоя. Уточнение места установки клина-отклонителя производится отбивкой реперного патрубка методом ГК, локатор муфт ЛМ и инклинометрией. В процессе бурения для получения непрерывной геофизической информации о пластах над долотом устанавливается наддолотный модуль НДМ с электромагнитным каналом связи в комплекте с телесистемой ЗТС-42, называемое бурением с геонавигацией. Оценку фактического состояния цементного камня за хвостовиком проводят методами термометрии, АКЦ, скважинным гамма-дефектомером-толщиномером СГДТ. По результатам окончательного каротажа формируется планировка работ по креплению бокового ствола. Обследование скважин является неотъемлемой частью при определении глубины забоя, уровня жидкости, диагностике состояния эксплуатационной колонны и ствола скважины, присутствия в ней посторонних предметов и оборудования после устанавливания герметичности колонной головки. Проходимость ствола скважины и окна БС, а также наличие металла или сужений колонны проверяется шаблонированием. Длина шаблона 4-6 м, внешний диаметр обуславливается диаметром обсадных колонн согласно таблице 2.4.4. Таблица 2.4.4 – Соответствие диаметра шаблона и диаметра обсадных колонн
Для определения наличия и глубины посторонних предметов и скважинного аварийного подземного оборудования используются плоские свинцовые печати, а для получения информации о стенках колонны, повреждениях, трещинах и смятий в ней – конусные печати. В качестве примера на двух скважинах Западно-Сотниковского месторождения в процессе строительства и проведения боковых стволов использовались следующие геофизические исследования, представленные в таблице 2.4.5 [33]. Наиболее распространенным методами являются гамма каротаж, термометрия, резистивиметрия, инклинометрия, АКЦ и локатор муфт. Также немаловажными методами исследования являются расходометрия (РГД), ядерно-магнитный каротаж (ЯМК), радиоактивный каротаж (РК), индукцио-нный каротаж (ИК), влагометрия (ВЛ) и электромагнитный дефектоскоп (ЭМД). Таблица 2.4.5 – Геофизические исследования при строительстве боковых стволов на скважинах Западно-Сотниковского месторождения
Достаточное многообразие методов исследования и обследования скважин на всех этапах ремонтных работ по зарезке БС позволяет восполнить неполноту информационного обеспечения при проектировании, проводке БС, а также технологических решений при их освоении, что способствует оптимизации процесса бурения и успешности строительства боковых стволов. 2.5 Анализ эффективности восстановления скважин строительством БС в условиях промыслового объекта Накопленная добыча нефти из скважин с БС на Западно-Сотниковском месторождении за 2020 год составила 23224 тонны. Проанализируем скважины с боковым ответвлением, которые были пробурены в период с 2017 по 2018 года. Рассмотрим причины строительства боковых стволов и показатели их работы до и после строительства БС. Скважина *225 выведена в бездействие в июле 2017 года по причине 99 % обводненности. Скважина *207 простаивала в бездействии с ноября 2017 года по причине аварии, обрыв штанг НКТ. Для проведения анализа рассмотрим данные (таблица 2.5.1) Таблица 2.5.1 –Данные по скважинам с БС на Западно-Сотниковском месторождении
|