Айбек теория. Одна из основных задач при разработке нефтяных месторождений заключается вмаксимально возможном извлечении природных запасов нефти из недр земли

• Название: Одна из основных задач при разработке нефтяных месторождений заключается вмаксимально возможном извлечении природных запасов нефти из недр земли
• Дата: 18.12.2022
• Размер: 0.65 Mb.
• Имя файла: Айбек теория.doc
• Тип: Реферат; #851399
• страница: 2 из 5

2.2 Особенности конструкции многозабойных скважин

Строительство многозабойных скважин позволяет реализовать все возможности технологий, в рамках которых происходит направленное и горизонтальное бурение. Нефть извлекается из стволов, максимально приближенных к вертикальному направлению, тогда как остальные ветви используются в качестве дренажных каналов – по ним добываемое сырье поступает к главному стволу из отдаленных нефтеносных участков пласта.

В процессе разработки месторождения могут оставаться трещины и линзы с высокой продуктивностью – многозабойные горизонтальные скважины могут использоваться для извлечения нефти на таких участках. Многозабойные скважины могут существенно различаться по форме – бурение ответвлений возможно на любом участке основного ствола, допускаются различные искривления и углы отклонения. При необходимости возможно создание не горизонтально-направленных скважин, а с определенным наклоном к пласту. Выделяются следующие типы многозабойных скважин:

• 
  наклонно-направленные разветвленные;
  
• 
  горизонтально-разветвленные скважины;
  
• 
  радиальные скважины.
  

Даже если многозабойная скважина горизонтально-разветвленная, это не значит, что стволы являются горизонтальными на всей своей протяженности. Бурение многозабойных горизонтально-разветвленных скважин проходит по той же технологии, что и наклонных, а зенитный угол достигает 90 градусов только к завершающему интервалу.

Для выбора разветвления необходимо ориентироваться на толщину, которую имеет продуктивный пласт. Кроме того, значение имеет и литологическая характеристика. Нужно учитывать пласты, которые до начала разработки должны быть изолированы. Профиль и другие параметры ствола (длина, количество ветвей) многозабойной горизонтальной скважины определяют по следующим критериям:

• 
  уровень неоднородности нефтеносного пласта;
  
• 
  толщина пласта;
  
• 
  литология;
  
• 
  устойчивость разреза;
  
• 
  твердость пород в пласте и ее распределение.
  

Перед строительством многозабойной скважины проводится комплексный анализ месторождения, с рассмотрением всех геологических и технических условий. На основании результатов такого анализа разрабатываются рекомендации, относящиеся к определенному месторождению.

2.3 Технология многозабойного бурения скважин

Многие коллекторы долгое время считались низкопродуктивными, так как технологии одноствольного бурения не показывали достаточной эффективности – вплоть до полного отсутствия рентабельности. Строительство многозабойных горизонтальных скважин решает эту проблему, причем строительство не только «с нуля», но и на основе уже действующих стволов. Использование горизонтальной технологии позволяет решить следующие задачи:

• 
  Сокращается количество скважин на месторождении, что особенно важно при разработке залежей на шельфе. На суше также сокращается строительство инфраструктуры;
  
• 
  Увеличиваются объемы добычи, повышается нефтеотдача пласта;
  
• 
  Скважины обводняются намного медленнее;
  
• 
  Эффективная работа с пластами с низкой проницаемостью, с линзовидными залежами, с большой вертикальной трещиноватостью;
  
• 
  Простое и надежное поддержание давления внутри пласта.
  

Если кривизна многозабойной горизонтальной скважины превышает 190 метров, такой радиус считается большим. Строительство ведется со значительным отклонением от вертикального направления, а протяженность ствола по горизонтали может достигать 1,5 километра. Радиус кривизны в пределах от 60 до 190 метров считается средним, оптимальная длина ствола здесь составляет от 450 до 900 метров. Малая протяженность ответвления способствует повышению экономичности скважины, так как ствол точно попадает в нужный участок.

Когда разрабатываемый пласт достаточно большой по толщине – от 100 метров и более – строительство многозабойных горизонтальных скважин может вестись в несколько уровней. Данная разновидность технологии часто применяется для пластов, содержащих нефть с высокой вязкостью. Средний уровень ответвлений при этом используется для закачки теплоносителя, а остальные – непосредственно для отбора добываемого сырья.

Строительство многозабойной скважины

Методы строительства многозабойных скважин могут существенно отличаться в зависимости от конкретного месторождения и его геологических характеристик, но общая технология остается практически неизменной. Порядок действий выглядит следующим образом:

• 
  К продуктивному пласту бурится традиционная скважина.
  
• 
  Уже в самом пласте пробуриваются горизонтальные ответвления, с первоначальным строительством ствола, имеющего максимальный угол отклонения.
  

• 
  Рисунок 2 Способы вскрытия пласта
  
• 
  1 — обычная скважина; 2 — многозабойная скважина; 3 — продуктивный пласт нефти; 4 — резервуар для нефти.
  
• 
  Строительство остальных стволов – последовательное, от нижнего к верхнему.
  

Большое количество стволов допускается только в пластах с высокой устойчивостью пород. Если же породы неустойчивые, допускается строительство только одного ответвления, которое будет входить в пласт горизонтально. На участке зарезки верхнего из ответвлений монтируется обсадная колонна. Приведенная технология строительства многозабойных скважин является наиболее распространенной и надежной, она давно показала свою высокую эффективность. Изменения возможны при нестандартных условиях – например, при разработке пологих пластов.

Каждая нефтедобывающая компания стремится к максимальной экономической эффективности при разработке месторождений, и потому базовые технологии строительства многозабойных скважин постоянно совершенствуются. Главное направление разработок на сегодняшний день – технологии, позволяющие возвращать скважины к горизонтам на разных уровнях, чтобы добыть максимального извлечения нефти. По сути, компания разрабатывает новое месторождение, но уже располагает на этом участке всей необходимой инфраструктурой.



Рисунок 3 Многозабойно-горизонтальная скважина-гигант:

1 — плавучая буровая установка; 2 — трубы; 3 — устье скважины; 4 — основной ствол; 5 — ответвления; 6 — нефтеносный пласт.


2.4 Мероприятия по предотвращению пересечения ствола скважин
Зона вкруг ствола скважины с радиусом, равным 1,5% текущей глубины рассматриваемой точки, за вычетом длины вертикального участка, но не менее 1,5 м, считается опасной с точки зрения пересечения стволов.

При наборе кривизны использовать кривой переводник с таким же углом перекоса, что и на ранее пробуренных скважинах.

При сближении стволов необходимо снизить механическую скорость бурения и делать промежуточные замеры, при бурении с отклонителем через 25 м, на прямолинейном участке за 50 метров до зоны возможного пересечения стволов, с целью контролировать взаимное положение стволов и расстояние между ними.

После проведения каждого замера строится горизонтальное проложение скважины. В случае отсутствия проходки, появления вибрации и характерного металлического шума бурения прекратить, сообщить об этом главному инженеру, главному технологу и дальнейшие действия производить в соответствии с их указаниями.

Многозабойной называется скважина, у которой от общего устья ответвляются наклонные стволы (рисунок 4). Число стволов может быть от двух и более. Известны МЗС с 11 стволами.



 

Рисунок 4- Многозабойные скважины

Обычно МЗС бурятся при следующих геологических условиях:

• 
  для разработки нефтяных месторождений с низким пластовым давлением (АНПД);
  
• 
  для доразработки старых, выработанных залежей, в случае высоковязких нефтей;
  
• 
  в слоистых продуктивных пластах;
  
• 
  при дегазации угольных пластов;
  
• 
  для увеличения приемистости поглотительных скважин;
  
• 
  при глушении открытых фонтанов, тушении пожаров;
  
• 
  понижения уровня грунтовых вод в шахте и др.
  

К конструкции многозабойной скважины предъявляются следующие основные требования:

• 
  Через ствол основной скважины должна свободно проходить к забоям стволов отклоняющая компоновка инструмента;
  
• 
  Во всех интервалах ствола должна быть возможность искривления скважины с максимальной интенсивностью;
  
• 
  По возможности ствол скважины должен позволять проведение геофизических и инклинометрических работ.
  

МЗС – это скважины, которые в нижней части основного ствола которых имеют ответвления в виде двух и более горизонтальных, пологонаклонных или волнообразных стволов, вскрывающих продуктивный пласт. Стволы могут ответвляться от основного на различной высоте от подошвы продуктивно пласта, на различном расстоянии друг от друга, иметь различные радиусы искривления, оканчивается вертикально, наклонно, горизонтально вдоль пласта.

Выбор формы разветвления скважин зависит от толщины продуктивного пласта и его литологических характеристик, наличия подстилающей воды и др. радиусы искривления стволов и глубины их забуривания зависят от пластового давления, режимов движения жидкости в пласте, мер по поддержанию пластового давления. Профили стволов, их длина и число ответвлений зависят

от степени неоднородности, толщины и литологии пласта и устойчивости разреза.

Основание для выбора профиля МЗС являются геологическая характеристика разреза, условия эксплуатации скважины и разработки залежи, технико-технологические возможности бурового предприятия, условия крепления, освоения и ремонта скважины и отдельного ствола.

Проектирование профиля МЗС начинают с нижней её части: определяется тип профиля, число ответвлений, их конфигурация. Исходя из технических возможностей определяется конструкция основного (маточного) ствола, конструкция дополнительных стволов; по заданной интенсивности набора определяют их радиусы, КНБК, их проходимость по стволам; по допустимой величине изгиба труб выбирают диаметры бурильных и обсадных колонн.

До кровли продуктивного пласта бурят обычную скважину. Затем от основного ствола в продуктивном пласте в разные стороны бурят ответвления. Причем, в первую очередь бурят ствол, который имеет максимальное проектное отклонение. Последующие ответвления забуривают из него последовательно снизу вверх.


Рисунок 5- Профиль МЗС с разветвленным стволом над продуктивным пластом:

1 – основной ствол

2– дополнительный ствол;

3 – нефтяной пласт.

Если продуктивный пласт сложен неустойчивыми породами, то бурят один с горизонтальным вхождением в пласт. После того, как пробурят полностью многозабойную скважину, ее обсаживают обсадной колонной до места зарезки самого верхнего ствола.

В однородном пласте стволы МЗС размещают в средней по толщине части пласта при напорных режимах, в залежах с гравитационным режимом – в нижней части. Желательно, чтобы форма ствола была с небольшим подъемом, как показано на рисунке . В однородном пласте достаточно пробурить не более 4 дополнительных стволов, чтобы получить оптимальный дебит.

 


Рисунок 6- Профиль с вертикальным основанием:

1 — основной ствол;

2 – вертикальный ствол;

3 — нефтяной пласт

Пологонаклонные стволы в слоистом пласте должны быть пробурены с зенитным углом не менее 60 градусов, возможна их волнообразная форма (рисунок 6).



Рисунок 6- Профиль с вертикальным основным и волнлобразными дополнительными стволами в слоистом продуктивном пласте

Рисунок 7-Схема возможного применения МЯС при разработке нефтегазовых залежей

С целью эффективной эксплуатации продуктивных пластов большой толщины (100м и более) или многопластовых целесообразно использовать многоярусные скважины (МЯС). В каждом ярусе бурят по 3-4 дополнительных ствола (рисунок 61). Число ярусов может быть равно 2-3. Их бурят обычно на месторождениях с высоковязкой нефтью.

 


Рисунок 8-Профиль многоярусной скважины

1,2— стволы верхнего и нижнего ярусов

МЯС с горизонтальными стволами могут быть рекомендованы для залежи большой толщины, имеющей газовую шапку. В этом случае верхний ярус стволов (2-4) бурят в пределах газовой шапки, а нижний ярус – в пределах нефтяной толщи залежи.

2.5 Достоинства многозабойного и горизонтального бурения
вскрытие продуктивных пластов на истощенных месторождениях с низкой проницаемостью и разработка открытым стволом позволяет увеличить нефтеотдачу пластов и дебит скважины в несколько раз.

Многозабойными (многоствольными) считаются скважины, из которых пробурены ответвляющиеся стволы для решения различ­ных технико-геологических задач. Любая многоіабойная скважина является наклонно направленной, так как для бурения нового от­ветвления требуется отклонить ствол-скважины от первоначаль­ного направления.

Горизонтально разветвленные скважины — разновидность мно­гозабойных скважин, так как их проводят аналогичными спосо­бами, но в конечном интервале бурения зенитный угол увеличи­вают до 90°.

К конструкции многозабойной скважины предъявляются сле­дующие основные требования:

• 
  ствол скважины должен позволять прохождение к забоям ство­лов бурящейся скважины, отклоняющих компоновок требуемых геометрических параметров;
  
• 
  во всех интервалах ствола должна быть возможность искрив­ления скважины с максимальной интенсивностью;
  
• 
  все участки скважины должны обеспечивать возможность крепления искривленных интервалов обсадными трубами;
  
• 
  по возможности ствол скважины должен позволять проведение геофизических исследований.
  

Технология проводки многозабойной скважины сводится к сле­дующему. До кровли продуктивного пласта или немного выше бу­рят обычную скважину. От нее в продуктивном пласте в разные стороны бурятся ответвления (дополнительные стволы). В первую очередь, до проектной глубины проводится ствол, имеющий максимальное проектное отклонение. Последующие дополнительные стволы забуриваются из него последовательно снизу вверх. Если продуктивный пласт сложен неустойчивыми породами, то ограничиваются бурением одного ствола с горизонтальным вхождением в пласт. После того как многозабойная скважина пробурена

Для бурения очень пологих допол­нительных пластов были разработа­ны специальные компоновки низа бурильной колонны. Основной частью этих компоновок является короткий забойный двигатель, позволяющий производить искривление стволов с радиусом кри­визны 25…50 м вместо 250 м и более, получаемых при работе стандартными забойными двигателями. Кроме того, сравнительно небольшая масса и малая длина коротких забойных двигателей позволяет значительно эффективнее использовать момент упру­гих сил, создаваемый обычными отклонителями. Если наклонно направленная скважина заканчивается горизон­тальным участком, то она называется горизонтальной скважиной. Горизонтальная часть

ствола скважины может достигать многих сотен метров.

Процесс бурения таких скважин часто называется горизонтальным бурением. Несмотря на то что гори­зонтальное бурение применялось в течение многих лет, этот вид бурения в последнее время применяется все чаще. Благодаря дос­тижениям в совершенствовании оборудования для горизонталь­ного бурения в последние годы горизонтальное бурение превра­тилось из нового метода в надежный проверенный процесс, ши­роко применяемый как в России, так и за рубежом.

Одним из важнейших направлений в области интенсификации добычи нефти и повышения нефтеизвлечения считается разра­ботка нефтяных месторождений с помощью горизонтальных и горизонтально разветвленных скважин. Опыт бурения многозабой­ных, горизонтально разветвленных и горизонтальных скважин показал, что достоверность ориентирования отклонителя в сква­жине с помощью инклинометра и магнитного переводника при Углах наклона 30° и более существенно снижается, а при углах более 45° надежно сориентировать отклонитель не удается.

При бурении горизонтальных скважин необходимо использо­вать специальный магнитный переводник с несколькими магни­тами, размещенными в вертикальной плоскости, и специальный Инклинометр для ориентирования отклонителя при больших зе­нитных углах.