Конструкция скважины. Бурение боковых стволов скважин реферат

Конструкция скважины

Так как профиль скважины с малым радиусом искривления используется для многозабойного бурения, большинство скважин с малым радиусом искривления заканчивают открытым стволом. Иногда спускают хвостовик со щелевидными отверстиями.

Варианты бурения боковых стволов из существующих скважин

Существует четыре главных системы бурения бокового ствола горизонтально-разветвленных скважин:

* Технология бурения скважин по сверхмалому радиусу с помощью струи высокого давления

* Система бурения скважин с малыми радиусами искривления, основанная на применении роторной компоновки

* Система бурения скважин с малыми радиусами искривления, основанная на использовании забойных двигателей

* Бурение скважин по среднему радиусу искривления

Все четыре системы пригодны или будут пригодными для бурения бокового ствола. Первые три системы требуют применения специального бурильного инструмента и специальных методов исследований в скважинах. Малые радиусы искривления скважин накладывают также ограничения на возможность оценки продуктивного пласта и методы заканчивания скважин.

В отличие от них при средних радиусах искривления применяется обычный бурильный инструмент, включая систему измерений в процессе бурения для инклинометрии и ориентирования отклонителя. Единственным исключением являются ограничения оценки продуктивного пласта и заканчивания скважины по радиальному зазору, связанные с ограничениями по диаметру скважины. По этой причине ожидается, что на рынке технологий для бурения боковых стволов приоритет за оборудованием для проводки скважин по средним радиусам искривления.

Таблица 7.2

Системы бурения скважин с боковыми стволами

*Возможно также проведение гамма-каротажа

Рынок технологий для бурения бокового ствола будет развиваться, если только скважины с боковыми стволами обеспечат экономически выгодную добычу углеводородов. Скважины с боковыми стволами представляют интерес, так как они позволяют снизить стоимость проектов разработки. Трубопроводы и оборудование для добычи уже смонтировано, разрешение на проводку дополнительных стволов и перевод в эксплуатацию может быть получено в кратчайшие сроки. Имеются также возможности снижения расходов на бурение. Это произойдет по мере освоения промышленностью технологии искривления скважин, и тогда во многих случаях расходы на проходку горизонтальных скважин снизятся на 25-50%. Усовершенствование характеристик оборудования и поощрение буровых контрактов на такие виды работ приведет к еще большему снижению общих расходов на бурение.

С другой стороны, эти скважины должны увеличить дебит скважин, запасы нефти или коэффициент извлечения нефти (EOR). Эти преимущества должны подтвердиться.

Приведенные ниже рисунки иллюстрируют схемы, пригодные при проектировании горизонтальных боковых стволов. На них представлены типичные эксплуатационные скважины с промежуточной колонной, установленной над продуктивным пластом и эксплуатационной колонной-хвостовиком, установленной в наклонном участке, вскрывшем продуктивную зону.

Схема 1.

По схеме 1 в промежуточной колонне вырезается окно и проектируется профиль со средним радиусом искривления, чтобы получить горизонтальный участок в продуктивном пласте. Преимуществом этой схемы является то, что она может быть реализована относительно легко, взаимодействие горных пород с буровым раствором должно быть хорошо известно и можно выбрать максимальный размер эксплуатационной колонны-хвостовика.

К недостаткам схемы 1 относится то, что начало горизонтального участка будет находиться на некотором расстоянии от старой скважины и ориентирование горизонтального участка будет ограничено азимутом старой скважины. Если промежуточная колонна сильно изношена, может потребоваться ремонтная обсадная колонна-надставка. Это может ограничить размер бурильных и насосно-компрессорных труб и отрицательно сказаться на экономических показателях проекта.

Схема 2

По схеме 2 окно вырезается в промежуточной колонне выше, чем предусмотрено в схеме 1, скважина забуривается в нижней стенке старой скважины и новый ствол бурится в форме буквы"S".

Преимуществом схемы 2 перед схемой 1 является то, что она дает большую свободу в приближении горизонтального участка к старому эксплуатационному участку под более строгим геологическим контролем.

Основным недостатком схемы 2 является то, что бурение "S "-образного криволинейного участка сопряжено с большим риском. Это приводит к удлинению и удорожанию скважины, увеличивает крутящий момент и нагрузку на крюке при подъеме и ведет к большему износу промежуточной колонны.

Схема 3

Схема 3 предусматривает вырезание окна в эксплуатационной колонне-хвостовике, забуривание нового ствола и бурение горизонтального участка меньшим диаметром.

Преимуществом здесь является то, что длина нового ствола и его закрепленного участка может быть сведена до минимума и начало горизонтального участка будет ближе к старой скважине, чем в схеме 1.

К недостаткам относится то, что в скважинах малого диаметра можно проводить только гамма- каротаж, а не полный объем измерений в процессе бурения. К тому же ориентация горизонтального участка будет ограничена направлением старой скважины, а эксплуатационная колонна-хвостовик должна иметь малый диаметр.

Схема 4

В схеме 4 промежуточная колонна срезается и извлекается. Новый ствол бурится из точки ниже башмака предыдущей обсадной колонны. Выше продуктивного пласта устанавливается новая промежуточная колонна. Очевидно, что это даёт большую свободу действий при проводке горизонтального участка и работ по заканчиванию скважины, но эта схема является самой дорогой из четырёх.

Главная проблема бурения боковых стволов в настоящее время связана с большими затратами времени на забуривание нового ствола. Усовершенствование конструкций райберов позволило вырезать окно за один рейс. Проблемы с некачественными цементными мостами в скважине были решены предварительным расширением участка установки моста-пробки и установкой уипстока в обсадной колонне без его цементирования.

studfiles.net

Технология бурения боковых стволов

Количество просмотров публикации Технология бурения боковых стволов - 795

Виды боковых стволов

Способы бурения боковых стволов

Большинство боковых стволов из старых скважин бурят с длин­ным (более 150 м) или средним (60—150 м) радиусами кривизны, ис­пользуя обычные бурильные трубы (рис. 8.3.2). При этом наметилась

тенденция увеличения числа боковых стволов с малым радиусом кри­визны (12—30 м). Для бурения ответвлений с коротким радиусом кри­визны необходимы КНБК с шарнирными элементами. Эти боковые стволы особенно эффективны в устойчивых породах, где можно обой­тись без спуска обсадных труб и дополнительного внутрискважинно-го оборудования для закачинвания. Технические средства бурения по короткому радиусу требуют меньшей протяженности искривленной части ствола скважины как при работе с обычными, так и с гибкими трубами. Это позволяет забуриваться ниже внутрискважинного обо­рудования или размещать как криволинœейный, так и горизонтальный участки ответвления в продуктивном пласте, чтобы избежать проблем, связанных с вышелœежащими породами.

Растет популярность многоствольных новых скважин, когда из основного ствола скважины бурят несколько горизонтальных боко­вых стволов. Эта технология позволяет уменьшить число скважин на месторождении и сделать экономически эффективной разработку мелких месторождений. Уменьшение числа скважин значительно сни­жает затраты на оборудование устьев и вывод стояков на поверхность при подводном заканчивают морских скважин. С точки зрения гео­метрии, многоствольная скважина может просто иметь два противо­положно направленных ответвления в одном продуктивном пласте для улучшения условий вскрытия, или ответвления имеют форму ки­сти, что позволяет вскрыть несколько пластов, расположенных на разных уровнях многопластового месторождения. Многоствольная конфигурация может применяться в одном пласте, чтобы увеличить площадь дренажа несколькими параллельными или расходящимися веерообразно боковыми стволами.

Подготовка скважины к бурению боковых стволов включает та­кие работы, как:

- монтаж установки для капитального ремонта͵

- подъем НКТ с внутрискважинным оборудованием,

- установка цементного моста в зоне перфорации,

- каротаж для оценки состояния обсадной колонны и привязки к геологическому разрезу за колонной.

Учитывая зависимость отусловий и конструкции скважины, возможны несколько вариантов проведения работ: от забуривания в открытом стволе до бурения из обсадной колонны через боковое окно, выре­занное фрезерами, опирающимися на клин (уипсток), или из искус-

ш

Рис. 8.3.3. Процесс зарезки бокового ствола, вырезание "окна " в обсадной колонне

ственного интервала открытого ствола, созданного фрезерованием всœего поперечного сечения обсадной колонны.

Бурению боковых стволов обычно предшествует спуск гироско­пического инклинометра и каротажных приборов для уточнения про­странственного положения обсадной колонны и эксплуатационного объекта. На базе этой информации выбирается глубина фрезеро­вания обсадной колонны и забуривания бокового ствола. В выбран­ном интервале проводится цементометрия (АКЦ), и если цементное кольцо за колонной плохого качества, то после фрезерования старый цемент из открытого интервала удаляют раздвижным расширителœем, который заодно увеличивает диаметр скважины.

В случае если при забуривании из вертикального ствола ориентирование отклонителя выполняется с помощью магнетометра, то освобождают от обсадной колонны интервал порядка 18 м. Длина фрезеруемого участка должна быть уменьшена, в случае если для ориентирования КНБК ис­пользуется гироскопический компас. Участок открытого ствола сква­жины перекрывают прочным цементным мостом. Чтобы избежать магнитных помех, мост разбуривают до глубины, на 6 м выше подо­швы открытого интервала. Недостатком метода фрезерования обсад­ных труб по всœему сечению являются повышенные требования к проч­ности цементного моста для забуривания и трудности поиска головы нижней секции обсадной колонны, в случае если туда потребуется войти пос­ле бурения бокового ствола. Во многих случаях механическая ско­рость бурения ограничивается условиями выноса шлама из скважи­ны, а для горизонтального участка проблема выноса шлама становится еще сложнее. Конструкция современных инструментов для фрезеро­вания предусматривает образование мелкой, не формирующей клуб­ков стружки, легко удаляемой из скважины. При фрезеровании пред­почтительней промывать скважину полимерными, а не глинистыми буровыми растворами. Растворы на углеводородной базе вообще не рекомендуется применять для фрезерования.

Альтернативой фрезерованию всœего поперечного сечения труб яв­ляется вырезание окон в обсадной колонне. Это требует установки ориентированного уипстока и фрезерования окна в несколько эта­пов (рис. 8.3.3). После того, какуипстокустановлен в нужном направ­лении, срезается шпилька, соединяющая его с фрезером.

Первый этап. Начинают вращать бурильную колонну, и твердо­сплавные резцы наконечника фрезера врезаются в стенку обсадной колонны. На следующем этапе окно в колонне прорезается специ­альным долотом, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ отжимается наклонной плоскостью уипсто-

ка в сторону стенки обсадной колонны и породы за нею. Окно рас­ширяют и выравнивают его края с помощью конического фрезера, над которым прямо под УБТ устанавливают один или два фрезера эллипсоидной формы.

В сравнении с вырезанием окон, фрезерование обсадной колон­ны по всœему поперечному сечению имеет ряд преимуществ: исклю­чается крайне важно сть использования гироскопического компаса, имеется возможность начинать набор кривизны ближе к объекту эк­сплуатации, фрезерование можно выполнить за одно долбление. С другой стороны, при вырезании окон используется уипсток, обеспе­чивающий принудительное отклонение, но требующий нескольких спусков гироскопического компаса для ориентирования уипстока и КНБК. Вместе с тем, вырезание окон требует нескольких долблений различными инструментами.

referatwork.ru

Технология бурения боковых стволов.

Подготовка скважины к бурению боковых стволов может включать такие работы, как монтаж установки для капремонта, подъем НКТ с внутрискважинным обору­дованием, задавка цемента в зону перфо­рации, чтобы безопасно провести очистку скважины от посторонних предметов и ка­ротаж для оценки состояния обсадной ко­лонны и привязки к геологическому раз­резу за колонной. В зависимости от условий и конструкции скважины, воз­можны несколько вариантов проведения работ: от забуривания в открытом стволе до бурения из обсадной колонны через бо­ковое окно, вырезанное фрезерами, опирающимися на уипсток, или из искусственно­го интервала открытого ствола, созданно­го фрезерованием всего поперечного сече­ния обсадной колонны.

Бурению боковых стволов обычно пред­шествует спуск гироскопического инклино­метра и каротажных приборов для уточне­ния пространственного положения обсадной колонны и эксплуатационного объекта. На основе этой информации выбирается глубина фрезерования обсад­ной колонны и забуривания бокового ство­ла.

Если при забуривании из вертикального ствола ориентирование отклонителя вы­полняется с помощью магнетометра, то освобождают от обсадной колонны интер­вал порядка 18 м методом фрезерования (рис.6а). С помощью специального спускаемого в скважину устройства на заданной глубине прорезается круговая щель в обсадной колонне и цементном камне за ней (А). В рабочем положении резцы выдвигаются из корпуса устройства, а в транспортном положении — убираются в пазы корпуса. Длина

Рис. 6а. Фрезерование труб по периметру.

фрезеруемого участка колонны (В) зависит от таких факторов, как внутренний диаметр колонны и наружный диаметр ее муфт, диаметр долота и угол искривления корпуса забойного двигателя. Интервал открытого ствола, образованный в результате фрезерования (С), перекрывают цементным мостом (D) для забуривания бокового ствола (Е). Часть старой скважины ниже интервала забуривания остается изолированной от бокового ствола.

Недостатком метода фрезеро­вания обсадных труб по всему сечению яв­ляются повышенные требования к прочно­сти цементного моста для забуривания и трудности поиска головы нижней секции обсадной колонны, если туда потребуется войти после бурения бокового ствола.

Альтернативой фрезерованию всего сечения труб является выреза­ние окон в обсадной колонне. Это требует установки ориентированного уипстока и фрезерования окна в несколько этапов (рис. 6б).

Рис.6б. Вырезание окна.

Операции по выре­занию окна в обсадной колонне начинаются со спуска и ориентирования извлекаемого уипстока, создающего отклоняющее усилие на фрезеры (А). После фиксации уипстока якорем производится срезание удерживаю­щей шпильки, и первый фрезер вырезает в колонне окно размером в несколько дюймов. Следующий фрезер выполняет основной объ­ем работы по вырезанию окна и спускается вместе с эллипсоидными фрезерами, кото­рые расширяют окно и выравнивают его кромки (В). После окончания вырезания окна приступают к забуриванию ответвления (С). Уипсток используется, чтобы направить КНБК оборудование для заканчивания скважины в ответвление (D). Когда работы в ответвлении закончены, уипсток можно из­влечь, освободив доступ к нижележащим пластам (Е и F).

В сравнении с вырезанием окон фрезе­рование обсадной колонны по всему попе­речному сечению имеет ряд преимуществ: исключается необходимость использова­ния гироскопического компаса, имеется возможность начинать набор кривизны ближе к объекту эксплуатации, фрезеро­вание можно выполнить за одно долбле­ние. С другой стороны, при вырезании окон используется уипсток, обеспечивающий принудительное отклонение, но требую­щий нескольких спусков гироскопического компаса для ориентирования уипстока и КНБК. Кроме того, вырезание окон требу­ет нескольких долблений различными фрезерами, а набор кривизны приходится начинать выше, чтобы разместить соот­ветствующие элементы КНБК.

studfiles.net

Смотрите также

• 
  Биосфера глобальная экологическая система реферат
• 
  Беременность и заболевания жкт реферат
• 
  Белорусская наступательная операция багратион реферат
• 
  Банковская система сша реферат кратко
• 
  Бангалорские принципы поведения судей реферат
• 
  Асинхронные машины специального назначения реферат
• 
  Антенатальный и неонатальный периоды реферат
• 
  Алтын урда чоры эдэбияты реферат
• 
  Анализ повести бедная лиза реферат
• 
  Аддитивные технологии в машиностроении реферат
• 
  Натуралистический пантеизм д бруно реферат