Файл: Повышение конечного коэффициента нефтеизвлечения за счет горизонтальных скважин на примере Мишкинского месторождения.doc

Способ включает бурение по проектному профилю до места разветвления стволов и забуривание разветвленных стволов.

Патент №2287674. Способ разработки нефтяной залежи горизонтальными скважинами (Хисамов Р.С., Фаткуллин Р.Х., Юсупов И.Г., Загидуллин Р.Г., ОАО «Татнефть»).

Бурят основной транспортный горизонтальный ствол горизонтально или наклонно в кровельной части продуктивного пласта. Из него бурят дополнительные ответвленные ниспадающие стволы с понижением их забоев к концу основного транспортного горизонтального ствола.

2.3.3. Обзор технологий горизонтального вскрытия пластов

2.3.3.1. Бурение горизонтальных скважин

Горизонтальный участок ствола скважины в турнейской залежи, применительно к условиям Мишкинского месторождения оставляется необсаженным. В интервале набора зенитного угла и выхода на горизонталь в пределах продуктивного пласта спускается щелевой фильтр без цементирования затрубного пространства с целью снижения сил трения и предотвращения желобообразования при выполнении спускоподъемных операций при освоении, исследованиях и эксплуатации скважины. Вертикальная проекция профиля ствола скважины в интервале продуктивного пласта должна быть полого падающей, а зенитный угол не должен превышать 90°. Исходя из этого, азимут бурения горизонтального ствола должен выбираться в направлении падения пластов. Следует иметь в виду, что основной задачей строительства горизонтальных стволов в карбонатных пластах является вскрытие высокопроницаемых нефтенасыщенных зон.

Оптимальным решением при необсаженном горизонтальном стволе является спуск эксплуатационной колонны до кровли продуктивного пласта и бурение горизонтального ствола из-под низа эксплуатационной колонны.

Для условий Мишкинского месторождения 168 мм эксплуатационная колонна спускается на глубину с установкой низа колонны на 2-4 м ниже кровли черепетских отложений с зенитным углом на забое 70°- 80°.

Ствол из обсаженной скважины забуривают по двум схемам:

1. 
   с использованием стационарного клинового отклонителя через щелевидное «окно» в обсадной колонне;
   
2. 
   с цементного моста или применением стационарного отклонителя в интервале вырезанного участка обсадной колонны.
   

Наиболее характерным осложнениями, встречающимися при бурении скважин через щелевидное окно

---

, являются:

- систематические прихваты утолщенных элементов (замков, центраторов, корпуса забойного двигателя, долота) при в щелевидном окне,

- не исключена возможность непроизвольного вращения клинового отклонителя относительно вырезанного окна, что в большинстве случаев влечет за собой потерю пробуренного ствола скважины и перекрытие «окна».

- в случае ошибки при направлении вырезания «окна», исправить ее нет возможности. Общая продолжительность вырезания щелевидного «окна» соизмерима с продолжительностью сплошного фрезерования.

Схема бурения бокового ствола с цементного моста в интервале вырезанного участка колонны не имеет перечисленных выше недостатков. При бурении горизонтальных скважин наиболее привлекательно со всех точек зрения.

Способ цементирования направления и кондуктора – прямой. Интервал цементирования – по всей длине.

В горизонтальной скважине эксплуатационная колонна спускается до кровли продуктивного пласта. Бурение в интервале спуска эксплуатационной колонны осуществляется долотом диаметром 215,9 мм турбобуром или объемным двигателем. Для крепления эксплуатационной колонны используются обсадные трубы диаметром 168 мм. Способ цементирования – прямой. Интервал цементирования – по всей длине.

Бурение горизонтального участка ствола осуществляется долотами диаметром 146 мм. Горизонтальная часть ствола скважин обсаживается хвостовиком, диаметром 114 мм. В интервале продуктивных пластов устанавливаются щелевые фильтры. Способ цементирования – манжетный. Цементируемый интервал - от кровли продуктивного пласта до хвостовика.

При строительстве горизонтальных скважин регламентируются положение точки входа горизонтального ствола в продуктивный пласт, положение точки забоя горизонтального ствола и проектный вертикальный коридор бурения горизонтального ствола. Допустимое отклонение точки входа в продуктивный пласт от заданной и забоя горизонтального ствола от заданного (радиус круга допуска) не более 40 м. Вертикальный коридор бурения горизонтального ствола определяется геологической службой исходя из толщины продуктивного пласта, близости расположения водоносных пластов, наличия плотных перемычек. Минимальная величина вертикального коридора определяется уровнем развития техники и технологии бурения и разрешающей способностью применяемых телеметрических систем для контроля положения компоновки бурильного инструмента.

Углубление горизонтальных скважин, в общем случае, производится по семиинтервальному профилю: вертикальный до глубины 50 м, набор зенитного угла по первому проектному азимуту с радиусом 382 м при бурении под кондуктор, наклонный до глубины установки глубинного насоса, набор зенитного угла и разворот азимута до второго проектного с радиусом 382 м, наклонный, набор зенитного угла радиусом 150 м для увеличения зенитного угла от 60-75 градусов до 87-90 градусов, условно горизонтальный по продуктивному пласту длиной до 200 м.

---

Важным требованием, с точки зрения обеспечения нормальной эксплуатации и возможности проведения водоизоляционных ремонтных работ, при проектировании и регулировании траектории горизонтального ствола является обеспечение горизонтального или слабо нисходящего положения ствола скважины в продуктивном пласте

2.3.3.2. Бурение боковых горизонтальных стволов.

Подготовительные работы.

Подготовительные работы к бурению боковых горизонтальных стволов (БГС) включают обследование состояния крепи скважины, установление интервалов дефектов крепи и их изоляцию, ликвидацию ствола скважины ниже интервала бурения БГС, уточнение интервала вырезки «окна» в колонне, проверку проходимости компоновок бурового инструмента до интервала вырезки «окна» в колонне.

Предлагается следующий порядок проведения подготовительных работ:

1. Подъем глубинно-насосного оборудования.

2. Спуск пера до забоя, промывка скважины.

3. Геофизические исследования состояния крепи скважины.

4. Спуск шаблона-скребка на 10 м ниже интервала вырезки «окна». Диаметр шаблона при проведении работ в 146 мм колонне- 124 мм.

5. Установка цементного моста в интервале перфорации. Верхняя отметка цементного моста не менее чем на 50 м выше интервала перфорации.

6. Испытание ствола скважины на герметичность методом снижения уровня и опрессовкой.

7. В случае выявления дефектов крепи скважины выполняются ремонтно-изоляционные работы по дополнительному плану работ.

Вырезание окна в колонне

Бурение БГС осуществляется через «окно», вырезанное по периметру эксплуатационной колонны на длину 6-8 м. Рекомендуется вырезать окно в колонне на расстоянии 130-150 м от кровли проектного пласта, что обеспечивает размещение точки входа в продуктивный пласт горизонтальным стволом на расстоянии 80-150 м от старого ствола.

Порядок проведения работ по вырезке «окна» следующий:

1. Спустить в скважину труборез ФР-146; УБТ-108 - 8м; бурильные трубы -73 мм до глубины на 10 метров ниже интервала вырезки окна.

2. Произвести привязочный каротаж.

3. По результатам привязки установить труборез на глубине, соответствующей верхнему концу интервала окна.

4. Включить ротор и насосы. Вырезание окна осуществлять с частотой вращения ротора не более 40-50 об/мин при нагрузке 0,4-1,5т.

---

5. После подъема инструмента записать каротаж локатора муфт и микрокаверномера с целью уточнения качества вырезки секции обсадной колонны.

6. Произвести установку цементного моста в интервале вырезанной секции осадной колонны. Ожидание застывания цемента – не менее 24 часов.

Бурение БГС

1. Спустить в скважину роторную компоновку и разбурить цемент на 0,5 ниже верхнего конца окна.

2. Спустить отклонитель с телесистемой. Произвести ориентирование отклонителя по проектному азимуту.

3. Наработать желоб и пробурить с навеса 10-15м. Дальнейшее бурение вести по проектному азимуту при осевой нагрузке до 2 тс.

4. Перевести скважину на буровой раствор.

5. При достижении абсолютной отметки на 10 метров выше отметки кровли проектного коридора бурения произвести привязочный каротаж.

6. При достижении проектной глубины произвести.

7. Для получения оперативной информации в процессе бурения рекомендуется проводить геолого-технологические исследования.

Крепление скважины после бурения БГС

Боковой горизонтальный ствол обсаживается хвостовиком. Целью спуска хвостовика является разобщение продуктивного пласта от залегающих выше проницаемых пластов, крепление ствола скважины. Хвостовик комплектуется из обсадных труб с номинальным наружным диаметром 101,6 мм. Толщина стенки – 6,5 мм. Голова хвостовика устанавливается не менее чем на 50 м выше окна в эксплуатационной колонне. Хвостовик спускается до забоя, что обосновывается обеспечением постоянного внутреннего диаметра скважины по всему стволу. Учитывая, что продуктивные пласты турнейского объекта представлены устойчивыми карбонатными породами, для максимально возможного обеспечения совершенства вскрытия пласта, интервал продуктивного пласта обсаживается щелевым фильтром.

Способ цементирования хвостовика - прямой манжетный одноступенчатый. Затрубное пространство в интервале продуктивного пласта тампонажным материалом не заполняется. Интервал цементирования - от кровли продуктивного пласта до хвостовика.

Для повышения надежности изоляции затрубного пространства может быть использован заколонный пакер, входящий в комплект установочного узла разъединителя.

Спуск хвостовика в скважину осуществляется на бурильных трубах. Для снижения гидродинамических давлений при спуске хвостовика скорость его спуска ограничивается 1 м/с в эксплуатационной колонне и 0,2 м/с в открытом стволе. Заканчивание БГС осуществляется по технологии аналогичной изложенной выше для горизонтальных скважин.

---

2.3.4. Факторы, определяющие эффективность применения технологий вскрытия пластов горизонтальными скважинами.

Институтом «УдмуртНИПИнефть» детально разработан комплекс мероприятий и технологий, направленных на проектирование эффективных систем разработки месторождений горизонтальными скважинами. Размещение горизонтальных скважин и боковых горизонтальных стволов на площади разрабатываемых залежей осуществляется с учетом выработанности запасов ранее пробуренными скважинами. Разработаны особенности конструкции ГС и БГС, позволяющие эффективно использовать внутрискважинное оборудование.

Накопленный опыт бурения горизонтальных скважин и боковых горизонтальных стволов позволил определить критерии для их размещения в пределах залежей нефти и параметры ствола, гарантирующие получение ощутимого эффекта:

Геологические

• 
  эффективная нефтенасыщенная толщина не менее четырех метров;
  
• 
  наличие непроницаемого экрана между нефтенасыщенными и водонасыщенными или газонасыщенными коллекторами;
  
• 
  возможность формирования горизонтального ствола в верхней части нефтенасыщенного пласта на максимальном удалении от ВНК, особенно при наличии развитой трещиноватости пород;
  
• 
  проводка горизонтального ствола по горизонтальной, либо по нисходящей линии и недопущение седловидных перегибов его в вертикальной плоскости в целях предотвращения вероятности образования гидрозатвора;
  
• 
  эффективная (приходящаяся на нефтенасыщенные интервалы) длина бокового горизонтального ствола составляет 80-200 м, в зависимости от реализованной сетки скважин.
  

Технологические критерии определяются многими факторами:

• 
  расположением невыработанных и слабо дренируемых зон пласта по площади и разрезу с учетом реализованной системы разработки;
  
• 
  степенью выработанности запасов;
  
• 
  текущими пластовыми и забойными давлениями;
  
• 
  дебитами скважин на перспективных участках залежи;
  
• 
  обводненностью продукции;
  
• 
  плотностью сетки скважин;
  
• 
  текущим состоянием разработки объекта в целом.
  

Технические критерии включают:

• 
  состояние эксплуатационной колонны;
  
• 
  состояние цементного камня за колонной;
  
• 
  наличие зон осложнений в интервале зарезки и бурения БГС.
  

---