Текст Шлеинсу. Статья о научнотехнической разработке
 Скачать 0.97 Mb.
|
|
СТАТЬЯ О НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ РАЗРАБОТКЕ ТЕМА РАБОТЫ: «ОЦЕНКА ПЕРСПЕКТИВ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОФИЛЬНЫХ ПЕРЕКРЫВАТЕЛЕЙ КАК ТЕХНОЛОГИИ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ОСЛОЖНЕНИЙ В БОКОВЫХ ГОРИЗАНТАЛЬНЫХ СТВОЛАХ С НЕУСТОЙЧИВЫМИ СТВОЛАМИ» Сведения об исполнителях: Фаттахов Марсель Масалимович, к.т.н. Начальник Управления технологии строительства скважин Филиал ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «КогалымНИПИнефть» в г. Тюмени E-mail: Fattahovmm@tmn.lukoil.com Патрушев Дмитрий Яковлевич Начальник Отдела техники и технологии строительства скважин Управления технологии строительства скважин Филиал ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «КогалымНИПИнефть» в г. Тюмени E-mail: PatrushevDY@tmn.lukoil.com Садыков Тимур Бахромович Инженер 2-й категории Отдела разработки рабочих проектов Управления проектирования строительства скважин Филиал ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «КогалымНИПИнефть» в г. Тюмени E-mail: SadykovTB@tmn.lukoil.com М.М. Фаттахов, Д.Я. Патрушев, Т.Б. Садыков ОЦЕНКА ПЕРСПЕКТИВ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОФИЛЬНЫХ ПЕРЕКРЫВАТЕЛЕЙ КАК ТЕХНОЛОГИИ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ОСЛОЖНЕНИЙ В БОКОВЫХ ГОРИЗАНТАЛЬНЫХ СТВОЛАХ С НЕУСТОЙЧИВЫМИ СТВОЛАМИ КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: БГС, ПРОФИЛЬНЫЙ ПЕРЕКРЫВАТЕЛЬ, НЕУСТОЙЧИВЫЙ СТВОЛ, ОСЛОЖНЕНИЯ, НПВ При бурении вторых стволов с горизонтальным окончанием (БГС) на месторождениях Западной Сибири встречаются осложнения, вызванные неустойчивостью стенок ствола скважин, которые могут привести к авариям и, соответственно, затратам на их предотвращение и ликвидацию. Например, на Ватьеганском месторождении неустойчивые породы представлены Савуйской пачкой глин. Применение высокоингибированных буровых растворов, повышение плотности состава, крепящих пачек и растворов на углеводородной основе (РУО) не дают стопроцентной гарантии безаварийного бурения. При одноколонной конструкции бокового ствола применение утяжеленных ингибирующих буровых растворов с добавлением кольматантов при бурении неустойчивых интервалов и последующем вскрытии продуктивного пласта приведёт к существенному снижению проницаемости призабойной зоны пласта (ПЗП). Боковые стволы, пробуренные по двухколонной конструкции [1], когда после прохождения интервала неустойчивых пород спускается и цементируется промежуточная (потайная) колонна, а затем вскрывается продуктивный пласт на буровом растворе меньшей плотности, увеличивают сроки строительства и капитальные затраты. Также остается риск недоспуска колонны в связи с набуханием глин за время спускоподъемных операций (СПО) и не прохождением колонны при спуске в данном интервале. В то же время использование при бурении РУО, обеспечивающего минимизацию химического взаимодействия бурового раствора с породой, хоть и предотвращает гидратацию глин, но существенно увеличивает капитальные затраты и затраты на утилизацию отходов бурения, в то же время остаются риски геомеханического разрушения породы из-за недостаточности эквивалентной циркуляционной плотности, например, в процессе спускоподъемных операций [2]. Профильные перекрыватели позволяют изолировать интервалы неустойчивых пород, предотвратить осыпи, обвалы, набухание и прочие осложнения [3]. Суть данного метода заключается в расширении интервала неустойчивых пород, установки в него профильной трубы и развальцовывания (раскатывания) её по стенке скважины. Это позволяет добиться устойчивости ствола, изолировать зоны аномальных давлений и катастрофических поглощений, а также продолжить бурение с первичным вскрытием пласта уже на облегченном растворе, без сужения ствола скважины в интервале установки оборудования локального крепления скважин (ОЛКС). В связи с этим, в 2019-2020 гг. с целью оценки перспективности технологии закрепления неустойчивых пород оборудованием ОЛКС были проведены опытно-промышленные работы по предупреждению осложнений, связанных с неустойчивостью ствола БГС в интервале Савуйской пачки глин на двух скважинах Ватьеганского месторождения. По результатам ОПР удалось добиться перекрытия неустойчивых интервалов и пробурить успешно боковые стволы. На дополнительные работы, связанные с установкой перекрывателей потребовалось соответственно 13 и 16 суток, а строительство бокового ствола в целом занимало 39 и 40 суток (без учета вышкомонтажных работ, цементометрии, нормализации хвостовика) соответственно. На строительство боковых стволов по базовой технологии, пробуренных в 2019 году на Ватьеганском месторождении без применения профильных перекрывателей, потребовалось от 22 до 33 суток.  Рисунок 1 - Основные этапы установки профильного перекрывателя 1 ˗ вскрытие интервала; 2 ˗ расширение ствола; 3 ˗ спуск ОЛКС; 4 ˗ расправление трубы под давлением; 5- вальцевание. Процесс установки перекрывателя на этапе ОПР на каждой скважине имел свою специфику, хоть и состоял из нескольких идентичных этапов [4-5]. Так после прохождения интервала неустойчивых пород собиралась компоновка для расширения интервала установки ОЛКС и прорабатывался интервал установки перекрывателя (3 сут). После прохождения интервала долотом и его расширения устанавливались кольматирующе-ингибирующие пачки. Затем проводили шаблонирование и геофизические исследования скважин (ГИС) (1 сут). И при отсутствии сужения ствола проводили шаблонирование и прокачивали очищающую и ингибирующе-смазывающую пачки в интервале установки ОЛКС (2 сут). По результатам ГИС на скважине № 1 было выявлено сужение диаметра ствола относительно номинального после расширения. Вследствие этого на работы по повторному расширению, проводимые в три этапа, потребовали 9 суток. На скважине № 2 произошел отказ расширителя при расширении участка Савуйской пачки. На работы по проработке и замену расширителя было затрачено 1 сутки. Таким образом, процесс расширения в обоих случаях сопровождался непроизводительными работами. При удовлетворительном состоянии ствола скважины приступают к спуску ОЛКС. Производят спуск и «раздувание» (активацию) профильной трубы, после отворота бурильные трубы извлекаются (1 сут). Затем спускают компоновку для развальцовывания и обеспечения внутреннего диаметра ОЛКС, близкому к номинальному после активации, производится процесс развальцовывания перекрывателя, и компоновка извлекается (1-2 сут). На данном этапе на скв. № 2 происходило заклинивание развальцевателя. В течение 9 ч производилось его расхаживание с продавкой смазывающей пачки. После установки профильного перекрывателя разбуривают башмак, проводят промывку и переходят на облегченный буровой раствор (1сут) для последующего бурения горизонтального участка. Благодаря профильному перекрывателю, который удерживает неустойчивую породу от осыпания, удалось снизить плотность бурового раствора для бурения горизонтального участка с 1,23 г/см3 до 1,13 г/см3, при этом гидростатическое давление при первичном вскрытии уменьшилось примерно на 20 атм. Высокие значения непроизводительного времени (НПВ) связанны с проведением дополнительных работ, обусловленных спецификой реализации технологии: скв. № 2 ˗ повторное расширение ствола из-за несоответствия диаметра ствола в участке установки перекрывателя (9 сут); скв. № 1 ˗ дополнительное СПО и шаблонирование из-за неисправности расширителя, заклинка развальцевателя (1,8 сут). Таблица 1 - Продолжительность этапов установки ОЛКС (с доп. работами)
С учетом проведенного анализа были сформулированны рекомендации. В целях сокращения НПВ рекомендуется производить расширение ствола со скоростью, не превышающей 3 м/ч. Дополнительную операцию по расширению выполнять без полного подъема оборудования, поскольку причиной некачественного расширения ствола может являться избыточная радиальная нагрузка на расширяющиеся лопасти при повышенных механических скоростях расширения (при недостаточном перепаде давления при активации лопастей). Так, на скважине № 1 скорость расширения ствола составляла 4,5 м/ч, а при повторном расширении 3,5 м/ч. На скважине № 2 расширение проводили уже со скоростью 2,5 м/ч, наличие сужений ствола в интервале установки перекрывателя не зафиксировано. С учетом опыта повторного расширения на скважине № 1, для расширения ствола рекомендуется использовать расширители с индикацией выдвижения расширяющих лопастей. Также необходимо усилить контроль за исправностью оборудования, для снижения риска выхода из строя во время работ в скважине. Для уменьшения времени на проведение СПО при установке перекрывателя предлагается совместить операции по вскрытию и расширению ствола скважины, включив в состав компоновки низа буровой колонны (КНБК) наддолотный раздвижной расширитель либо бицентричное долото, имеющие предшествующий положительный опыт применения. А также рассмотреть возможность использования перекрывателя в компоновке с клапаном, роликовыми развальцевателями, калибратором и подъёмным башмаком. Предложенные рекомендации не только позволят экономить время за счет сокращения двух рейсов СПО, но и за счет сокращения время установки после вскрытия Савуйской пачки позволят снизить вероятность разбухания глин. С учетом проведенного анализа и представленных рекомендаций определен оптимизированный порядок проведения работ по установке профильного перекрывателя (ОЛКС) для закрепления неустойчивых пород: Прохождение интервала Савуйской пачки с одновременным расширением ствола бицентричным долотом (либо компоновкой с наддолотным расширителем), установка кольматирующе-ингибирующей пачки; Шаблонирование отдельной КНБК. В состав шаблонировочной компоновки предлагается включить приборы для проведения геофизических исследований скважины (ГИС) (гамма-каротаж, профилеметрия, инклинометрия). После завершения шаблонирования осуществляется закачка ингибирующе-смазывающей пачки; За один спуск перекрывателя в компоновке с клапаном, роликовыми развальцевателями, калибратором и подъёмным башмаком произвести активацию («раздувание») и развальцевание профильной трубы; Промывка скважины и переход на облегченный буровой раствор. При обеспечении отсутствия осложнений со стволом и экономии времени посредством выполнения разработанных в работе рекомендаций, возможно сократить общее время строительства до 34 суток (уменьшение времени на 5 суток), что примерно соответствует наибольшему сроку строительства аналогичных БГС (33 сут) на рассматриваемых месторождениях с применением буровых растворов специального назначения. По результатам проведенного анализа можно сделать вывод, что технология строительства БГС с применением профильных перекрывателей относительно конструкции с потайной колонной – экономически более эффективна относительно бурения традиционной конструкции с 102 мм хвостовиком [1], в случае сопоставления с использованием специальных буровых растворов, обеспечивающих стабильность ствола – опытная технология имеет отрицательный экономический эффект, что в первую очередь обусловлено дополнительными работами, связанными с технологическими особенностями применения ОЛКС. Из результатов проведенного анализа следует: применение профильных перекрывателей при БГС технически реализуемо; технология позволяет надежно изолировать интервал неустойчивых пород, что дает возможность бурить горизонтальный участок на облегченном буровом растворе, снизить воздействие на продуктивный пласт. Таким образом, технология можно рассматривать в качестве альтернативы бурению БГС по двухколонной конструкции (с потайной колонной) при наличии несовместимых условий бурения. В случае применения растворов специального назначения (например, РУО, катионных с пониженной водоотдачей и других, обеспечивающих требуемую стабильность ствола в период строительства БГС) технология крепления ствола с использованием ОЛКС менее перспективна из-за более длительного времени строительства БГС и наличия дополнительных видов работ, по которым требуется дополнительная оплата сервисных услуг. Следовательно, рассматриваемая технология является промежуточным решением между использованием БГС с потайной колонной и применением растворов специального назначения. Для каждого объекта бурения с несовместимыми условиями бурения должна выполняться оценка экономической эффективности этих трех технологий, в том числе с тем оптимальным набором решений по закреплению ствола с ОЛКС, предложенным в рамках данной работы. СПИСОК ИСТОЧНИКОВ 1. Бакиров Д.Л. Обеспечение безаварийной проводки горизонтальных боковых стволов в интервалах залегания неустойчивых пород / Фаттахов М.М., Бабушкин Э.В., Бакиров Д.Л., Подкуйко П.П. // Нефтяное хозяйство. —2011. — № 08. С. 46-49. 2. Бакиров Д.Л. Результаты испытаний буровых растворов на углеводородной основе при зарезке боковых стволов на Нонг-Еганском месторождении / Д.Л. Бакиров, П.П. Подкуйко, Э.В. Бабушкин, М.М. Фаттахов, И.К. Ахметшин // Нефтяное хозяйство. — 2012. — № 12. — С. 108-109. 3. Максимов Д.В., Локальное крепление боковых стволов // Работы молодых ученых «ТатНИПИнефть». — 2011. [Электронный ресурс]. — Дата обновления: — 04/24/2014. — Режим доступа: http://www.tatnipi.ru/upload/ sms/2011/bur/005.pdf 4. Аналитическая записка «о проведения ОПР на скважине №4344Л куста № 132 Ватьеганского месторождения по применению профильного перекрывателя для перекрытия интервала реактивных глин при БВГС», Филиал ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «КогалымНИПИнефть» в г. Тюмени, — 2020. 5. Аналитическая записка «о проведения ОПР на скважине №4180Л куста № 118 Ватьеганского месторождения по применению профильного перекрывателя для перекрытия интервала реактивных глин при БВГС», Филиал ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «КогалымНИПИнефть» в г. Тюмени, — 2020. |