ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.12.2023
Просмотров: 81
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Краткие теоретические сведения.
Строительство радиально-разветвленных горизонтальных скважин (РРГС) производится путем создания расчетного количества стволов, их проводке по пласту в практически одной горизонтальной плоскости с направлением стволов в соответствии с разными азимутами. Количество ответвлений и протяженность горизонтальных стволов может колебаться в широких пределах от двух и более в зависимости от горно-геологической характеристики, толщины и ожидаемой производительности продуктивного пласта, а также от технико-технологических условий бурения РРГС. Метод строительства РРГС находит все более широкое применение при разработке нефтегазовых месторождений, так как при этом методе обеспечивается значительный прирост добычи продукции пласта по сравнению с одноствольными горизонтальными скважинами, при сопоставимых условиях их эксплуатации.
Радиальные ответвления производятся из одного ствола, причем чаще всего из обсаженной эксплуатационной колонны, хотя в отдельных случаях при устойчивых породах продуктивного пласта применяется также строительство РРГС в открытом стволе. Для удобств практического использования метода ниже приводится описание последовательности выполнения технологического процесса строительства РРГС на конкретном примере.
Рис. 48 Схема разветвления радиально-горизонтальной скважины
П
роектируется строительство РРГС с четырьмя ответвлениями (рис. 3.13), из которых ствол №1 является основным и прокладывается в середине продуктивного пласта на глубине 2005 м по вертикали в азимуте (условно) 
. Остальные ответвления №2, 3, 4 бурятся из основного ствола путем вырезания «окна» в эксплуатационной колонне и продолжения бурения в пласте до проектной глубины. Азимуты искривления ответвлений равны, соответственно: 
= 90°, 
= 180°, 
= 270° рис. 3.13. Радиальные стволы прокладываются на расстоянии одного метра по высоте, считая от линии середины пласта к его кровли.
Основными исходными данными являются: глубина кровли продуктивного пласта
= 2000 м; толщина пласта 
= 10 м. Общая протяженность ствола каждого ответвления в отдельности в пределах 
= 150 м. Проектное отклонение ствола скважины от вертикали на глубине кровли продуктивного пласта
= 500 м.Первым бурится основной ствол №1 РРГС (рис. 3.13-3.15).
Параметры профиля и конструкция основного ствола представлены в табл. 19, 20 и на рис. 23. Строительство этого ответвления осуществляется по известной технологии бурения горизонтальных скважин. На глубине = 2000 м зенитный угол ствола равен 
=79,33°. Далее, в интервале от 2000 до 2005 м по вертикали, что соответствует глубине середины продуктивного пласта; ствол скважины искривляется до 
= 90°, интервал искривления по стволу - 2246-2300 м. Следует отметить, что основной ствол №1 может быть продолжен практически на любой глубине в пределах продуктивного пласта в зависимости от глубины эффективной нефтенасыщенности пласта. Кроме того, возможны различные варианты конструкции призабойной части ствола скважины (обсаженный ствол, открытый ствол, фильтровые трубы и т.д.).
Строительство радиального ствола №2 (рис. 3.13, 3.14, 3.15), производится путем вырезания «окна» в эксплуатационной колонне диаметром 177,8 мм и бурения ствола расчетной протяженности от 2282,5 до 2432,5 м. Параметры профиля ответвления №2 приведены в табл. 21 и на рис. 3.15. Для вырезания «окна» в колонне используется уипсток, плоскость искривления которого ориентируется в заданном азимуте. Уипсток снабжен в нижней части якорем для надежной его фиксации. Глубина установки уипстока - 2004,5 м по вертикали, то есть на 0,5 м выше, чем уровень горизонтального ствола №1, что соответствует глубине 2282,5 м по длине ствола. В интервале от 2282,5 до 23000 м зенитный угол с 86,5° увеличивается до 
= 90°. Затем в интервале от 23000 до 2432,5 м ствол скважины бурится горизонтальным (долото диаметром 155,6 мм). Состав компоновки низа бурильной колонны и параметры режима бурения на всем интервале от «окна» до окончания интервала бурения ответвления, приводятся в п.8.3. В пробуренный ствол на глубину 2432,5 м (по стволу) спускаются фильтровые трубы - НКТ диаметром 88,9 мм, верхняя часть которых в открытом стволе оборудуется затрубным проходным пакером (рис. 3.14). Бурится радиально-разветвленный ствол №3 (рис. 3.13, 3.14, 3.15), с предварительным вырезанием «окна» в эксплуатационной колонне. Уипсток устанавливается на глубине 2004 м по вертикали, что на 0,5 м выше глубины зарезания ответвления №2. Это соответствует глубине скважины по стволу - 2275,8 м и расстоянию 6, 7 м от первого «окна». В интервале ствола от 2275,8 м до 2300 м в пределах продуктивного пласта зенитный угол с 85,16° увеличивается до
= 90°. Далее со стабильным углом скважина углубляется на 125,8 м (рис. 3.15).На глубину 2425,8 м спускаются фильтровые трубы диаметром 88,9 м, и также, как в ответвлении №2, верхняя часть НКТ оборудуется проходным пакером. Бурится четвертый радиально-разветвленный ствол скважины (рис. 3.13, 3.14, 3.15). Параметры профиля представлены в табл. 21 и на рис. 3.15. Глубина точки зарезки по стволу - 2266,6 м, по вертикали - 2300 м. Расстояние между «окнами» №3 и 4 составляет 9,2 м.Технологический процесс вырезания «окна» в обсадной колоне, бурение и заканчивание ответвления №4 такие же, как и в ответвлениях №2 и 3.
Таким образом, проектируемая РРГС с четырьмя радиально-разветвленными стволами имеет общую протяженность в продуктивном пласте, равную
. Так как расстояние между устьями стволов составляет всего 2 м (по вертикали), то фактически эксплуатация пласта будет осуществляется в одинаковом режиме, что должно обеспечить значительный рост добычи нефти (газа).8.2 Расчет параметров проектного профиля радиально-разветвленных горизонтальных стволов скважины в пределах продуктивного пласта
Исходные данные для расчета (ответвление №2):
Расстояние от основного горизонтального ствола до точки зарезки ответвления № 2 по высоте пласта
= 0,5 м (от 2004,5 до 2005,0 м).Радиус искривления ствола скважины на интервале набора
от значения 
в точке зарезки до = 90° после выхода ствола на горизонталь 
=286,5м, i = 2°/10м).Принятое значение R остается постоянным для набора
во всех остальных радиально-ответвленных стволах, что соответствует радиусу искривления основного ствола от зенитного угла на глубине кровли продуктивного пласта 
= 79,33° до
= 90°.Последовательность расчета:
Определяется значение зенитного угла
в точке зарезки второго ответвленного ствола из условия:
Решая относительно
, имеем
Подставляя в формулу (88) известные значения R и
, получим:Определяется расстояние
от глубины точки зарезки по дуге искривления до выхода ствола на горизонтальную линию: Рис. 24 Схема разветвления стволов радиально-горизонтальной скважины в пределах продуктивного пласта
Определяется глубина точки зарезки
по стволу ответвления №2 из условия:
Длина горизонтального ствола ответвления №2 составит:
Здесь условно принимается, что
равно проекции этой длины на горизонталь ввиду большого значения 
.
Для определения глубины точки зарезки 
и параметров профиля ответвления ствола №3 определяется зенитный угол 
на глубине по формуле:
где при известных R = 286,5 м,
= 86,5°, 
= 0,5 м имеем: 
= 85,16°.Находится
- расстояние между первым и вторым «окном» в эксплуатационной колоне по формуле:
Искомое значение
После вырезания «окна» на глубине 2275,8 м в дальнейшем зенитный угол увеличивается с
= 85,16° до = 90°, и бурение ответвления №3 продолжается горизонтальным стволом до глубины 2425,8 м. Параметры профиля ответвлений ствола №2 и 3 приводятся в табл. 21 и на рис. 24.8.3 По приведенной методике рассчитаны параметры профиля и для ответвления №4.
8.4 Компоновка низа бурильной колонны и режимы бурения при строительстве радиально-разветвленных скважин
8.4.1 Вырезание «окна» в эксплуатационной колонне диаметром 177,8 мм.
Набор кривизны в открытом стволе скважинызенитный угол со значения
- на глубине вырезанного «окна» увеличивается до = 90° (табл. 19 и рис. 18).Состав КНБК следующий: трехшарошечное долото диаметром 155,6 мм; винтовой забойный двигатель-отклонитель с регулируемым кривым переводником с углом изгиба
(отклонитель ориентируется в заданном азимуте); перепускной клапан; диамагнитные УБТ диаметром 120,6 мм с телесистемой MWD; немагнитные УБТ диаметром 120,6 мм (одна труба длиной до 10 м); ясс диаметром 120,6 мм; стальное УБТ диаметром 120,6 мм длиной 40-50 м; остальное до устья скважины - ПК 127х9,19 мм.Стабилизация кривизны в открытом стволе скважины
Состав КНБК: трехшарошечное долото диаметром 155,6 мм; ВЗД диаметром 120,6 мм с центратором диаметром 149,2 мм, с регулируемым кривым переводником -
; перепускной клапан диаметром 120,6 мм; спиральный лопастной центратор на валу ВЗД, над долотом диаметром 152 мм; система измерений - MWD/LWD кривизны; приборы для проведения нейтронного каротажа и резистивиметрии диаметром 120,6 мм; диамагнитные УБТ 120,6х57,1 мм (одна труба длиной 10 м); СБТ 88,9х11,4 мм; ясс диаметром 120,6 мм; СБТ 88,9х11,4 мм (работают в открытом стволе от забоя до глубины нахождения вырезанного «окна» в обсадной колонне плюс примерно 100-150 м); УБТ 120,6х50,8 мм (внутри обсадной колонны длиной 70-80 м для обеспечения нагрузки на долото при бурении горизонтального ствола); остальное до устья скважины - ПК 127х9,19 мм.