Технология бурения горизонтальных скважин

 Технология бурения вертикального участка скважины

Многоопытный опыт разработки нефтяных месторождений позволил выработать типовую технологию проводки горизонтальных скважин современными буровыми установками. Практика показала, что для бурения верхнего участка скважины целесообразно иметь на буровом станке средства создания осевой нагрузки на долото. Однако бурение обычно осуществляется под действием веса бурильной колонны. Кроме того, отсутствие систем подачи бурильного инструмента не позволяет верхний участок скважины бурить с определенным зенитным углом.

Длина вертикального участка скважины зависит от многих факторов, главный из них - глубина скважины. Обычно с увеличением глубины бурения длина вертикального участка возрастает. На практике длину вертикального участка горизонтальной скважины выбирают соответственно глубине спуска кондуктора. Скважина искривляется «из-под кондуктора».

В последнее время используют метод предварительного отклонения скважины при бурении под кондуктор. В этом случае упрощается процесс отклонения скважины и время на набор зенитного угла сокращается.

Верхняя часть горизонтальной скважины должна быть пробурена с минимальным отклонением ствола от вертикали. С целью снижения вероятности искривления скважины применяют специальные забойные компоновки.

Использование УБТ при бурении необходимо для достижения заданной осевой нагрузки на долото. Поэтому при выборе размеров и количества утяжеленных труб исходят из требования о необходимости снизить диаметральный зазор и увеличить жесткость забойной компоновки. Снижение зазора между колонной и стенками скважины при бурении в твердых породах позволяет увеличить осевую нагрузку при сохранении интенсивности искривления скважины.

В мягких породах снижение зазора может привести к сальникообразованию и возникновению прихватов. Поэтому в этом случае для промывки скважины необходимо использовать качественные буровые растворы с малой водоотдачей и оптимальной вязкостью.

Установка центратора в нижней части колонны позволяет в ряде случаев значительно увеличить расстояние от долота до первой точки касания компоновки со стенкой скважины. В результате этого уменьшается деформация продольного изгиба нижней части бурильной колонны. Оптимальное расстояние центратора от долота определяется расчетным путем. Для регулирования положения центратора относительно долота в процессе бурения скважины необходимо иметь на буровой не менее четырех патрубков УБТ различной длины. Установка в нижней части колонны нескольких центраторов позволяет стабилизировать направление скважины и повысить надежность работы забойной компоновки.

В процессе бурения вертикального участка скважины с забойными двигателями рекомендуется систематически проворачивать бурильную колонну. Рациональнее вести бурение с вращением колонны со скоростью 10-20 об/мин.

Способ предупреждения искривления вертикального участка скважины горизонтальных скважин, элементы компоновки нижней части бурильной колонны подбираются в соответствии с анализом технико-технологических и геологических условий проводки скважины.

 Технология искусственного отклонения скважины

Искривление скважины на заданном интервале проводят с помощью отклоняющего инструмента.

При бурении участка с начальным искривлением скважины необходим контроль за положением отклонителя. Даже небольшое изменение положения отклонителя приводит к отклонению скважины от заданного направления и вызывает необходимость в корректировки профиля скважины.

Наклонный ствол скважины обычно забуривают с естественного забоя скважины, а в аварийных случаях - с цементного моста.

Успешное отклонение ствола скважины достигается при обеспечении проектной интенсивности увеличения зенитного угла. Поэтому начальное отклонение необходимо проводить в интервалах расположения устойчивых горных пород, в которых за рейс долота обеспечивается увеличение зенитного угла на 4-6^о.

В процессе забуривания наклонного ствола может произойти случай, когда фактический азимут ствола скважины не совпадает с проектным Это может произойти по следующим причинам:

-в результате ошибок оператора при сборке и ориентировании отклонителя;

-при докреплении резьбовых соединений бурильной колонны;

-из-за несоответствия фактического значения угла закручивания расчетному значению.

Если докрепление резьбовых соединений бурильной колонны исключается а ориентирование отклонителя было проведено тщательно и без ошибок, то наиболее вероятная причина неточного забуривания наклонного ствола скважины - несоответствие фактического значения угла закручивания расчетному значению.

Для выведения ствола скважины на проектное направление отклонителем известны два основных способа:

-по плоской дуге;

-по пространственной кривой линии.

Первый способ реализуется при постоянном положении отклонителя относительно апсидальной плоскости скважины.

При втором способе необходимо при углублении скважины изменять положение отклонителя. При постоянном значении угла между плоскостью изгиба отклонителя и апсидальной плоскостью скважины ствол искривляется по винтовой линии.

Способ изменения направления ствола скважины по плоской дуге целесообразно применять с следующих случаях:

-при бурении интервала, не превышающего длины 1-2 бурильных труб, используемых для наращивания бурильной колонны;

-если изменение азимута ствола скважины за интервал бурения меньше угла фиксации ротора;

-когда невозможно осуществлять ориентирование и управление отклонителем, например, при достаточно длинной колонне бурильных труб или при значительном пространственном искривлении ствола скважины.

Способ изменения направления ствола скважины по пространственной кривой предпочтительнее использовать при небольшом пространственном угле искривления и значительном интервале бурения при условиях, обеспечивающих ориентирование отклонителя с помощью телеметрической системы и управление отклонителем при бурении.

Необходимо отметить, что профиль скважины в виде плоской дуги имеет минимальную длину по сравнению с другими траекториями. Это преимущество ощутимо, когда скважину необходимо искривлять на большой пространственный угол. Однако дляпроводке скважины по профилю плоской дуги приходится чаще замерять зенитный угол и азимут и рассчитывать ориентацию отклонителя, которая меняется по отношению к апсидальной плоскости. Это возможно в условиях, когда проходка за один рейс небольшая и где такие измерения и расчеты можно проводить регулярно через сравнительно небольшие интервалы.

При большой проходке за один рейс долота и использовании средств постоянного телеконтроля, а также в случае применения отклонителей, самоориентирующихся по отношению к апсидальной плоскости ствола скважины, удобнее корректировать направление ствола скважины, поддерживая расчетный угол установки отклонителя, т.е. искривляя скважину по пространственной спирали.