книги / Техника и технология строительства боковых стволов в нефтяных и газовых скважинах

радиуса кривизны, глубины забуривания БС, а также технико-технологиче­ скими возможностями бурового оборудования и инструмента.

Минимально возможное отклонение горизонтальной части ЬС по верти­

варианта способов крепления БС хвостовиком:

—без цементирования;

—с манжетным цементированием;

—с прямым цементированием.

5.1.Выбор технологической схемы забуривания бокового ствола

Существуют три технологические схемы забуривания БС из эксплуата­ ционной колонны скважины:

1.Через боковое «окно» в обсадной колонне.

2.В вырезанном по всему сечению интервале обсадной колонны.

3.Ниже башмака обсадной колонны.

По схеме 1 в обсадной эксплуатационной колонне с клина-отклонителя вырезается боковое «окно» и осуществляется бурение БС.

Достоинствами схемы 1 являются:

—высокая точность забуривания БС;

—возможность использования роторного способа бурения;

—небольшой объем фрезеруемого металла;

—высокая скорость формирования «окна» в обсадной колонне;

—возможность многоствольного бурения с обеспечением прохождения в каждый ствол скважинного оборудования.

Кнедостаткам схемы 1относятся:

—высокие требования к состоянию обсадной колонны;

—сложная подготовка обсадной колонны к спуску клина-отклонителя;

—высокая вероятность осложнений при спуске клина-отклонителя и в процессе вырезания «окна», забуривания и бурения БС;

—значительная металлоемкость и сложность конструкции клина-откло­ нителя;

—необходимость вырезания нового бокового «окна» в обсадной колонне в случае повторного забуривания БС;

—сложность фиксирования клина-отклонителя в обсадной колонне в случае забуривания БС в сторону нижней стенки скважины;

—высокая интенсивность искривления БС в месте забуривания. Область применения технологической схемы 1:

скважины с удовлетворительным состоянием эксплуатационной ко­ лонны;

—при забуривании БС в сторону искривления старого ствола; при большой глубине расположения точки забуривания БС.

Преимущества технологической схемы 2 заключаются в следующем:

из вырезанного интервала можно пробурить несколько боковых ство­ лов в разных направлениях;

не требуется специальное внутрискважинное технологическое обору­ дование (клин-отклонитель, якорь, пакер и т. п.);

исключаются осложнения в интервале «окна» при спуско-подъемных операциях;

—возможно производить забуривание БС в любом направлении, в том числе и в сторону нижней стенки старого ствола скважины;

—отсутствие уступов и резких перегибов БС в интервале забуривания. Недостатками технологической схемы 2 забуривания БС являются:

—большие затраты времени на вырезание «окна», длина которого может превышать 7 метров;

—сложность в управлении двигателем-отклонителем на большой глу­ бине;

—дополнительные затраты времени и материалов (цемент, химические реагенты) для установки зарезного цементного моста.

Использование технологической схемы 2 забуривания БС позволит рас­ ширить область применения схемы 1:

—скважины с дефектами (овальность обсадных труб, сужение) обсадной эксплуатационной колонны;

—в случаях забуривания БС в сторону нижней стенки «старого» ствола скважины;

—при манжетном и сплошном цементировании хвостовика, когда предъявляются высокие требования к качеству крепи в интервале за­ буривания БС;

—при высокой вероятности повторного бурения БС вследствие недоста­ точной информации о пласте.

Технологическая схема 3 забуривания БС (ДС) реализуется после разбу­ ривания внутриколонной технологической оснастки обсадной эксплуата­ ционной колонны.

Бурение БС (ДС) осуществляют с забоя «старой» скважины по обычной технологии долотом меньшего диаметра. Технологическая схема 3 приме­ няется для вскрытия расположенных ниже башмака обсадной колонны продуктивных пластов.

Выбор схемы забуривания БС определяется геологическими условиями месторождения и технико-технологическими возможностями предприятия подрядчика, который осуществляет бурение бокового ствола.

Технология строительства БС и ответвлений предусматривает:

—выбор наземного оборудования;

—определение оптимальной глубины интервала забуривания ствола;

—предварительный расчет длины участка обсадной колонны, подлежа­ щего вскрытию:

—выбор режимных параметров вскрытия обсадной колонны;

—расчет установки цементного моста;

—расчет проектного профиля и конструкции ствола и ответвлений;

—расчет отклоняющих и неориентируемых компоновок бурильного ин­ струмента для забуривания ствола;

—выбор способа и технических средств ориентирования отклоняющей компоновки и контроля параметров ствола скважины;

—выбор режимных параметров забуривания и бурения нового дополни­ тельного ствола и ответвления;

—гидравлическую программу промывки БС;

—заканчивание скважины;

—крепление БС и ответвлений;

—вызов притока пластового флюида и освоение скважины.

При этом точка забуривания БС должна располагаться ниже статического уровня жидкости за счет пластового давления продуктивного пласта.

При бурении с зарезного цементного моста интервал фрезерования об­ садной колонны по всему сечению должен быть меньше расстояния между торцами муфт. При использовании клина-отклонителя длина интервала за­ буривания колеблется в пределах 3,0—4,5 м в зависимости от длины на­ правляющей поверхности клина-отклонителя.

Проектирование профилей боковых стволов скважин — одна из состав­ ных частей технического проекта реконструкции малодебитных и бездейст­ вующих скважин. Целью проектирования профиля ствола восстанавливае­ мой скважины является выбор его типа, расчет и построение траектории оси ствола.

Типы профилей БС можно разделить на две группы: плоскостные и про­ странственные. Наиболее распространенными типами профилей БС явля­ ются профили плоскостного типа (рис. 6.1).

Выбор типа профиля ствола для восстановления добывающих возмож­ ностей конкретной скважины зависит от геолого-технических условий бу­ рения, способа вскрытия продуктивного горизонта (горизонтальным, на­ клонным или вертикальным стволом), от расположения точки входа в про­ дуктивный пласт относительно реконструируемой скважины и т. д.

Основное отличие профилей БС от профилей наклонно направленных или горизонтальных скважин состоит в том, что БС обычно начинается с участка зарезки с некоторым начальным зенитным углом а,. В частном слу­ чае может быть а, = 0. Величина зенитного угла а, зависит от параметров кривизны восстанавливаемой скважины на глубине зарезки и от азимута направления БС. Схема расчета БС отличается от расчета профилей на­ клонных и горизонтальных скважин.

Рекомендуется применять пять типов профилей БС, каждому из кото­ рых присвоен условный номер. Предполагается, что зарезка ствола начина­ ется с набора зенитного угла а, [34].

6.2. Типовые проектные профили боковых стволов

Профиль БС в общем виде включает следующие интервалы:

—изменения зенитного угла;

—изменения зенитного угла и азимута;

—стабилизации зенитного угла и азимута;

—изменения зенитного угла и азимута до проектных заданных величин;

—горизонтальный, расположенный в продуктивном пласте.

Проектные профили БС могут быть плоскими и пространственными.

6.2.1. Плоские профили бокового ствола

Плоские проектные профили БС характеризуются постоянным азиму­ том.

Проектный профиль БС I-го типа (рис 6.2) состоит из двух участков: уве­ личения зенитного угла от некоторой величины а, до а2 с постоянным ра­ диусом искривления R, и участка Sn в продуктивном пласте. Участок S. мо­

жет быть наклонным, горизонтальным или криволинейным с малоинтен­ сивным изменением зенитного угла.

Данный проектный профиль БС рекомендуется применять в случае, ко-

гда точка забуривания находится на относительно небольшом расстоянии от продуктивного пласта. В этом случае обеспечиваются минимальные за­ траты на бурение участка БС до точки вскрытия пласта.

Проектный профиль БС 2-го типа (рис 6.3) состоит из трех участков: уве­ личения зенитного угла от некоторой величины а, до величины а2 с посто­ янным радиусом искривления R2, увеличения зенитного угла до величины а3 с постоянным радиусом искривления R3 и участка Sn.

Данный проектный профиль БС рекомендуется применять в случае не­ обходимости использования двух участков искривления ствола с разными радиусами. Например, первый участок бурится с помощью — двигателя-от­ клонителя до некоторой величины зенитного угла а2, а второй с помощью КНБК неориентируемого типа с малоинтенсивным увеличением зенитного угла.

Возможен также и другой вариант, когда второй участок увеличения зе­ нитного угла осуществляется с большей интенсивностью, чем первый уча­ сток. При этом оба участка могут буриться с помощью двигателя-отклони­ теля.

Проектный профиль БС 3-го типа (рис. 6.4) состоит из четырех участков: увеличения зенитного угла от некоторой величины а, до величины а2 с по­ стоянным радиусом искривления R2, прямолинейно-наклонного участка L, увеличения зенитного угла до величины а3 с постоянным радиусом искрив­ ления R3 и участка Sn.

Проектный профиль БС 3-го типа целесообразно использовать при бу­

Рис. 6.5. Проектный профиль БС 4-го типа. Рис. 6.6. Проектный профиль БС 5-го

типа.

участка, так и криволинейным — с увеличением (уменьшением) зенитного угла.

Проектный профиль БС 4-го типа применяется в случае, когда необхо­ димо обеспечить большое смещение от старого ствола скважины. Вход в продуктивный пласт обеспечивается путем бурения прямолинейно-наклон­ ного участка или участка с малоинтенсивным изменением зенитного угла.

В случае, когда при бурении БС надо обеспечить определенное смеще­ ние от основного ствола скважины и при этом вскрывать продуктивный пласт с небольшим зенитным углом или вертикальным участком, использу­ ется профиль БС 5-го типа (рис. 6.6). Данный профиль состоит из четырех участкор: увеличения зенитного угла от некоторой величины а, до величи­ ны а2 с постоянным радиусом искривления R2, прямолинейно-наклонного участка L, уменьшения зенитного угла до а3 с постоянным радиусом ис­ кривления R3 и участка S„.

6.2.2. Пространственные проектные профили бокового ствола

Пространственный проектный профиль БС содержит один или более пространственных участков (рис. 6.7).

Для пространственного участка БС характерно изменение как зенитного угла, так и азимута, хотя не исключены варианты изменения азимута при постоянном зенитном угле.

Если азимут БС скважины не совпадает с азимутом ствола «старой» скважины в точке забуривания, то начальный участок ОВ, (рис. 6.7), как правило, проектируется пространственным. Это связано с необходимостью обеспечения плавного перехода азимута ствола «старой» скважины в про­ ектный азимут бокового ствола.

При совпадении азимутов старого и БС или когда они отличаются на 180°С, начальный участок может иметь плоскую форму.

Выведение траектории БС в заданную точку продуктивного пласта в ря­ де случаев возможно только по пространственной траектории бурения.

Предлагаются три основных типа проектных пространственных профи­ лей БС (рис. 6.7):

а) проектный пространственный профиль, у которого начальный уча­

сток забуривания ОВ, является пространственным, остальные — пло­ ские.