Регулирование направления углубления скважины

Технология бурения наклонно-направленных скважин

При бурении все скважины по различным причинам в той или иной мере отклоняются от первоначально заданного направления. Этот процесс называется искривлением. Непреднамеренное искривление называется естественным, а искривление скважин с помощью различных технологических и технических приемов - искусственным.

Искривление скважин сопровождается осложнениями, к числу которых относятся более интенсивный износ бурильных труб, повышенный расход мощности, затруднения при производстве спуско-подъемных операций, обрушение стенок скважины и др. Однако в ряде случаев искривление скважин позволяет значительно снизить затраты средств и времени при разработке месторождений нефти и газа.

Наклонно-направленной скважиной называется скважина, специально направленная в какую-либо точку, удаленную от вертикальной проекции ее устья.

Наклонно-направленные скважины применяют:

- при вскрытии крутопадающих пластов моноклинального типа, а также нефтяных и газовых пластов, залегающих под пологим сбросом или между двумя параллельными сбросами;

- при отклонении ствола от сбросовой зоны (зоны разрыва) в направлении продуктивного горизонта;

- при проводке стволов на нефтяные пласты, залегающие под соляными куполами;

- при необходимости обхода зон обвалов и катастрофических уходов бурового раствора;

- при вскрытии продуктивных пластов, залегающих под дном океанов, морей, рек, озер, каналов, болот;

- при необходимости сохранить пахотные земли и лесные угодья;

- при проводке нескольких скважин на продуктивные пласты с отдельных буровых оснований, намывных дамб и эстакад;

- при проводке скважин на продуктивные пласты, расположен­ные под участками земли с сильно пересеченным рельефом местности (овраги, холмы, горы);

- при необходимости ухода в сторону новым стволом вслед­ствие невозможности ликвидации аварии в скважине;

- при тушении горящих фонтанов и ликвидации открытых вы­бросов;

- при вскрытии продуктивного пласта под определенным уг­лом для увеличения поверхности дренирования, а также при многозабойном вскрытии пластов;

- при кустовом бурении на равнинных площадках с целью со­кращения капитальных затрат на обустройство промысла и уменьшение сроков разбуривания месторождений;

- при бурении под участки, занятые жилыми и промышлен­ными зданиями и сооружениями.

Существует два способа бурения наклонных скважин:

- ро­торный, представляющий собой прерывистый процесс искривле­ния ствола скважины последовательными зарезками (уходами в сторону);

- забойными двигателями, обеспечивающий непре­рывный процесс искривления ствола скважины.

Наклонные скважины в основном бурят гидравли­ческими забойными двигателями (исключение составляет буре­ние наклонных скважин электробурами).

Сущность этого способа заключается в использовании такой компоновки нижней части бурильной колонны, при которой на долоте создается отклоняющая сила, перпендикулярная к его оси и непрерывно действующая в те­чение всего процесса в нужном азимуте искривления ствола скважины.

При бурении наклонно-направленных скважин требуется до­полнительная затрата времени на выполнение операций по ори­ентированию отклоняющего приспособления и более строгий контроль за процессом бурения скважины.

Профили наклонных скважин.

Профиль наклонной скважины должен быть выбран таким, чтобы при минимальной затрате средств и времени на ее проходку было обеспечено выполнение задачи, поставленной при бурении данной скважины.

При бурении наклонно-направленных скважин наибольшее распространение получили четыре типа профилей (рис. 15.1).

Рис. 15.1. Профили наклонных скважин

Профиль I (рис. 15.1, а) - наиболее распространенный — со­стоит из трех участков: верхнего участка 1 — вертикального, второго участка 2, выполненного по плавной кривой, и третьего участка 3 — по наклонной прямой. Этот профиль рекомендуется в основном для бурения наклонных скважин на однопластовые месторождения с большими отклонениями при средней глубине скважины.

Профиль II (рис. 15.1, б) состоит из четырех участков: верх­него участка 1 — вертикального, второго участка 2, выполнен­ного по кривой с нарастающей кривизной, третьего участка 3 — по наклонной прямой и четвертого участка 4 — по кривой с убы­вающей кривизной. Часто этот профиль применяется в не­сколько видоизменном виде — отсутствует участок 3, т. е. сразу за участком 2 с нарастающей кривизной следует участок 4 с убывающей кривизной. Профиль II типа обычно применяют при бурении наклонных скважин глубиной до 2500 м.

Профиль III (рис. 15.1, в) менее распространен, чем первые два. Состоит из двух участков: верхнего участка 1 — вертикаль­ного, второго участку 2, выполненного по кривой, постепенно увеличивающей угол наклона ствола. Бурение скважин по та­кому профилю осуществляется в тех случаях, когда необходимо выдержать определенные заданные углы входа ствола сква­жины в пласт.

Профиль IV (рис. 15.1, г) применяется при бурении глубоких наклонных скважин. Этот профиль отличается от предыдущих тем, что к вертикальному участку 1, участку 2, выполненному по кривой, и участку 3, представляющему наклонную прямую, добавляется криволинейный участок 4, характеризующийся сни­жением полученной кривизны, т. е. выполаживанием ствола, доходящим до вертикали, и прямой вертикальный участок 5. Профиль IV следует применять в тех случаях, когда нижний участок скважины имеет несколько продуктивных горизонтов.

Рассмотренные выше профили представляют собой кривую линию, расположенную в одной вертикальной плоскости. Такие профили называются профилями обычного типа. В бурении иногда приходится прибегать к профилям, которые представляют собой пространственную кривую линию, напоминающую винто­вую или спиральную линию (профили пространственного типа). Скважины по профилю этого типа бурят в тех районах, где ве­лико влияние геологических условий на самопроизвольное ис­кривление ствола скважины. При построении профиля таких скважин стремятся максимально использовать закономерности самопроизвольного искривления скважин и тем самым свести к минимуму интервалы бурения с отклонителем.