Горизонтальные скважины: описание с фото, отзывы, советы

Анализ эффективности применения горизонтальных скважин

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 05.11.2019 2019-11-05

Статья просмотрена: 83 раза

Библиографическое описание:

Рахимов И. Ф., Шашунов Н. А., Халилов И. Р., Янукян А. П. Анализ эффективности применения горизонтальных скважин // Молодой ученый. 2019. №44. С. 119-121. URL https://moluch.ru/archive/282/63560/ (дата обращения: 28.01.2020).

На основе анализа расчета выявлено соотношение дебита горизонтальной и вертикальной скважин, а также оптимальная длина горизонтального участка скважины.

Ключевые слова: скважина, дебит, эффективность, оптимальная длина.

На текущий момент времени внимание большей части компаний заключается в разработке нефтяных месторождений с помощью горизонтальных скважин.

Это связано с тем, что эксплуатация вертикальных скважин экономически нецелесообразна в пластах с низкой проницаемостью коллектора. Особенной необходимостью применения ГС является наличие многочисленных зон замещения продуктивных пластов и зон выклинивания, а также наличие высокой неоднородности пласта по толщине и простиранию и его разрозненность.

При таких условиях переход на горизонтальные скважины — это наиболее рациональный способ извлечения трудноизвлекаемых запасов, что позволит компаниям выйти на новый уровень.

Горизонтальная скважина — это скважина, пробуренная вдоль между кровлей и подошвой залежи под углом наклона 80–100° и имеющая протяженную зону вскрытия продуктивного пласта.

Их главным достоинством является не только значительное увеличение дебита скважины, но и повышение нефтеотдачи продуктивных пластов.

Казалось бы, вопрос эффективности закрыт и всем компаниям следует бурить только горизонтальные скважины, но стоит учесть то, что такое бурение является очень дорогостоящим. Поэтому этот вопрос является одним из важнейших.

Для оценки эффективности сделаем расчет, в котором применим геолого-физические характеристики пласта Западной Сибири.

Глубина скважины составляет 2254 м; Средняя общая толщина пласта 7,5 м; проницаемость коллектора 0,151 ; пластовое давление 22,6 МПа; плотность равна ; вязкость скважинной продукции 2,66 мПа·с; расстояние между скважинами составляет 530 м; радиус скважины 0,1м.

Скважина пробурена на всю толщу с открытым забоем. При установившемся притоке однородной жидкости в скважину дебит можно определить по формуле Дюпьи: Q =

Q = = 0,0015=

=129,6

Формула Джоши для горизонтальных скважин:

Q = , где a =

При L = 300 м, то a = = 287

Q = = 0,009 = =777

Также рассчитаем дебит, для более протяженного участка горизонтальной скважины:

При L = 400 м, то а = = 305

Q = ==

При L = 500 м, то а = = 329

Q = ==

Результатырасчета

Длина горизонтального участка скважины, м

Дебит скважины,

Удельный дебит, м 3 /сут∙м

Горизонтальные скважины

В этом году в ЦВК «Экспоцентр» пройдет международная выставка на тему «Оборудование и технологии нефтегазового комплекса». Один из вопросов, который будет представлен – водоизоляция в горизонтальных скважинах.

Сейчас на добывающих районах активно ведется борьба с обводнением и выполняется целый ряд работ по устранению воды в скважинах. Это актуальный вопрос, требующий совершенствования и поиска новых методов.

Для устранению воды в скважинах ставят конкретные задачи:

Изучают систему проведения ремонтных и изоляционных работ, а также водонепроницаемых материалов.
Разрабатывают метод водоизоляции с помощью однородного раствора, перед этим закачав в пласт сжатый газ.
Испытывают новые технологии на основе состава из геля и цемента.
Исследуют вопрос использования струйного насоса для очистки зоны пласта после проведения водоизоляционных работ.

При осуществлении водоизоляционных работ в газовых и нефтяных скважинах используются такие тампонажные материалы: цемент, биополимеры жидкое стекло. Также делают смеси на базе минеральных и органических веществ и совершают тампонажные растворы. Все перечисленное эффективно помогает не допустить скопления воды в скважинах.

Преимущество горизонтальных скважин

В настоящее время в нефтедобывающей промышленности наблюдается медленное истощение запасов и все большая их часть приходится на труднодосягаемые месторождения.

Сложность добычи в том, что они характеризуются высокой вязкостью нефти и шельфами морей. Анализ и эффективность применения горизонтальных скважин подтверждается запасами нефти, которые извлекаются в Западной Сибири и России, что примерно в общей сумме составляет 12 млрд. тонн.

Применение горизонтальных технологий во много раз увеличивает эффективность разработки запасов. Они подразумевают процесс бурения и, собственно, сами горизонтальные скважины. Имеют наиболее значительную протяженную зону.

При строительстве этих скважин используется зарубежное и российское оборудование, а главный показатель – эффективность. Максимально стараются использовать отечественное снаряжение, но в виду отсутствия некоторой необходимой продукции, приходится прибегать к покупке импортного.

Несмотря на то, что строительство горизонтальных скважин затратнее на 10-15%, чем вертикальных, их применение имеет немало преимуществ:

уменьшение суммарного количества скважин на месторождениях;
рост уровня извлечения нефти;
привлечение в разработку новые залежи нефтяных пластов и высоковязкой нефти.

Гидравлический разрыв пласта (ГРП) – популярный метод, интенсивной добычи нефти при разработке низкопроницаемых коллекторов.

Многостадийный ГРП в горизонтальных скважинах (МГРП) – последовательное выполнение гидроразрывов пласта в одной скважине. Этот метод позволяет повышать уровень рентабельности от добычи нефти, в то время как, ГРП в наклонно направленных скважинах не дает должного объёма рентабельности в разработке.

МГРП делится на 2 вида: общая технология и технология применения пакерных компоновок. Продуктивность горизонтальных нефтяных скважин после ГРП значительно повышает уровень дополнительной добычи нефти и сокращает затраты на бурение.

Основная идея проведения ГРП состоит в изменении геометрии участка горизонтального ствола скважины и организации благоприятных условий для следующего ГРП.

Область применения нефтедобывающих скважин с горизонтальными окончаниями достаточно обширная. В нее входит упрощение добычи нефти из труднодосягаемых месторождений, разработка участков сложных пород и т.д.

Такого рода скважины разумно использовать для предварительной промысловой добычи из недр земли.

Перед осуществлением нефтедобычи проводятся следующие действия:

Анализ и оценка целесообразности применения пластов. Для предварительной дегазации высокогазоносных угольных пластов бурение опережающих пластовых скважин – наиболее оптимальный способ понижения газовыделения в очистных забоях и промежуточных выработках угольных шахт. Подходящий диаметр дегазационных скважин равен 80 – 250 мм, а рациональная длина – от 5 до 250 м. скважин для заблаговременной дегазации угольных пластов.
Обобщение условий применения и результативности использования горизонтальных скважин при разработке месторождений газа и нефти доказало, что нынешние технологии и специальное аппаратное обеспечение позволяют бурить скважины почти любой траектории с возможным люфтом не более 2м. Горизонтально разветвленные скважины по сравнению с вертикальными намного эффективнее. Использование таких скважин повышается при снижении мощности пласта и возрастании неоднородности его строения. Одна горизонтальная скважина способна заменить 5 вертикальных, а если учесть фактор неоднородности, то соотношение может быть 1:20.
Прогнозирование возможности использования скважин для добычи метана из угольных пластов. Наиболее развивающимися углеметановыми месторождениями России являются Печорский и Кузнецкий угольный бассейны. Разработан целый комплекс подходов к вскрытию таких мест земли, которые осуществляют профили горизонтальных скважин.

Все перечисленные действия направлены на оценку возможности уместности освоения метаноугольных залежей. Так как задача сложная она требует еще более детального изучения газоотдачи пластов с применением скважин с горизонтальным стволом, при этом следует учитывать множество факторов.

Особенности строения горизонтальной скважины

Конструкция горизонтальной скважины напрямую зависит от геологических условий. Высокая продуктивность достигается за счет бурения скважины простой конструкции породоразрушающим инструментом.

Скважины рекомендуется бурить в коренных горных породах. При выборе конструкции буровых руководствуются принципами безопасности. Помимо этого, от сделанного выбора зависит объем расхода материалов и конечная стоимость строительства.

Также учитывают, что искривленная и вертикальная часть горизонтальной скважины рассмотрена не только со стороны верного выбора конструкции, а и – удовлетворительного забойного давления. Не берется во внимание лишь горизонтальная часть ствола.

Существуют основные требования к горизонтальной скважине:

выполненная конструкция не должна допускать разрушение стен;
предоставить герметизацию устья;
обеспечивать свободный доступ к забою.

От соблюдения данных требований зависит надежность всей конструкции.

Элементы горизонтальной скважины:

цементные оболочки;
обсадная колонна;
наклонная и вертикальная выработка.

Для построения данного типа скважины подбираются такие элементы, с помощью которых поставленная цель достигается без происшествий и позволяет в течение долгого времени эксплуатировать горизонтальную скважину.

Крепление горизонтальных скважин приводит:

устойчивость стенок скважины в неустойчивых породах;
изолирование зон поглощения промывочной и пластовой жидкости;
размежевание интервалов продуктивных горизонтов и их изоляция от водных пластов;
формирование должного канала для добычи нефти и газа;
установка надежного оборудования для устья.

Изучение горизонтальных скважин

Чтобы получать максимальный объём добычи углеводородов следует использовать новые технологии и проводить исследование горизонтальных скважин.

Тщательное их изучение позволяет добиться результатов:

увеличить площадь фильтрации;
улучшить технологию подземных газовых хранилищ:
приумножить интенсивность закачивания в пласт.

Кроме этого, на основе исследований появляется возможность оценить продуктивное использование горизонтальных скважин в разработке месторождений вязкой нефти при умеренной фильтрации и в тех случаях, когда не выходит провести полноценные буровые работы. Недостатком горизонтальных скважин является затратная стоимость их построения.

Технологии не стоят на месте, и если раньше цена горизонтальных скважин была дороже в 8 раз, чем вертикальных, то сейчас разница сократилась в 2 раза. В нефтяной промышленности, используют метод горизонтального бурения.

Как бурят горизонтальные скважины?

Наиболее популярным является механический способ, который направлен на разрушение породы. Этот вид скважин зачастую бурят в породах высоких категорий, но в последнее время и в породах средней твердости.

Технологии бурения горизонтальных скважин на выставке

Нефтегазовая промышленность стремительно развивается. Представители данной индустрии продемонстрируют свои достижения в нефтегазодобывающей сфере на международной выставке «Нефтегаз», которая пройдет в ЦВК «Экспоцентр».

Посетить выставку можно весной в городе Москва. Рекомендуется предварительно зарегистрироваться на сайте «Экспоцентра» и получить по электронной почте билет на посещение выставки. Мероприятие посвящено передовым технологиям в данной сфере.

Среди экспонентов есть российские и иностранные представители. Их цель – поддержка и укрепление имиджа компании, установление прямых контактов с заказчиками, и увеличение объёма продаж. Одна из тем, которая будет затронута на проекте в достаточной мере – горизонтальные скважины, которые занимают важное место в нефтегазовой отрасли.

Экспозиция использует новые маркетинговые и выставочные технологии, предоставляя всем присутствующим максимально удобные условия для создания деловых контактов в формате «B2B».

«Нефтегаз» – мощная основа для развития бизнеса и совершенствования технологий.

Горизонтальные скважины

Бурение необходимо применять при строительстве большого числа сооружений, оно применяется при постройке водопроводных систем и для добычи полезных ископаемых. Скважина представляет собой горную выработку цилиндрической формы.

Одним из видов скважин являются горизонтальные скважины, они необходимы в нефтедобыче и в тех случаях, когда скважину нужно проложить в населенной местности, к примеру, под дорогой.

Длина таких скважин намного больше их ширины, ее верхнюю часть называют устьем, а нижнюю – забоем. Стволом конструкции являются стены. Бурение горизонтальных скважин экологично и не наносит серьезного вреда экологии.

Обычно у этой конструкции прямой угол отклонения, но так как идеально прямых линий нет, и не может быть, то нужно бурить стволы по траектории, приближенной к оптимальной.

Преимущество этих скважин в том, что они позволяют получить намного больше нефти, чем вертикальные. Это более дорогое, но продуктивное бурение. Горизонтальная скважина обычно является добывающей, но может быть нагнетательной.

Бурение горизонтальных скважин

При бурении горизонтальной скважины, важно правильно определить нужное количество колонн и глубину установки «башмаков», для этого нужно знать точное количество зон, где невозможно провести ствол по причине неустойчивости пород.

Перед приоткрытием продуктивных и производительных горизонтов, предусмотрите спуск одной колонны, чтобы не было разрыва пород.

Различие между диаметром колонн и скважин нужно подбирать, учитывая значения, определенные практикой бурения, чтобы спуск колонны был легким и обеспечивалось прочное и качественное цементирование. Когда принимается решение о том, что бурим скважину важно знать эти нюансы.
Перед началом бурения нужно провести анализ проб грунта, чтобы определить, возможно ли бурение в данном месте. От свойств грунта зависит глубина залегания труб. На основании анализа необходимо получить все нужные разрешения для работы.
Далее нужно сделать пилотную скважину. Пилотная скважина это обычный пробный прокол. Для ее бурения требуется небольшая буровая головка, соединенная со специальной штангой. С ее помощью можно контролировать и корректировать прокладку траншеи.
Штанга — это длинная труба, одна ее секция может достигать 3 м. Для такого бурения требуются головки только с алмазным напылением.
В саму головку должен быть встроен особый передатчик, сигналы которого поступали бы на приемное устройство, если техника собьется с маршрута, это будет отражено на дисплее и все ошибки можно легко устранить.

Для расширения скважины нужно использовать специальный расширитель, он протягивается в обратном направлении, он необходим, чтобы срезать лишние слои грунта. Для того чтобы в скважину можно было легко вводить трубы, ее диаметр должен быть на 40% больше ширины трубы.

После окончания бурения скважины, в нее нужно проложить трубы. Расширитель притягивается с конца скважины, а к нему присоединяется захват для трубы.

Очень важно и правильно обустройство скважины, в них обычно используются полимерные трубы, они долговечны и сохраняют физическую и химическую стабильность.

Если вы пробурили скважину для прокладки коммуникаций, по которым будет течь горячая жидкость, либо химически агрессивные составы, лучше использовать металлические трубы, так как пластики начнут крошиться, разрушаться и не выдержат нагрузку.

После окончания работ нужно подготовить всю необходимую документацию и сдать объект на приемку.

Эту работу могут выполнять только квалифицированные инженеры, которые могут технически обосновать все произведенные мероприятия, коммуникации должны быть точно привязаны к местности, точно так, как это указано в документах.

С экономической точки зрения, горизонтальные скважины весьма выгодны, для их бурения не требуется много персонала, поэтому можно сэкономить на зарплате. Часто бурение может провести бригада, состоящая из 3 человек.

Этот метод позволит проложить трубу под оживленной магистралью буквально в течении нескольких часов, при этом не будет разрушено ее покрытие, также сократятся затраты на оборудование и инструменты, хотя существуют, конечно, и другие способы бурения скважин.

Если заранее позаботиться о согласительной документации, то можно заранее получить информацию об имеющихся под землей кабелях, то есть, не нужно будет ремонтировать поврежденные коммуникации.

Для бурения таких скважин, необходимо особое оборудование с высокими прочностными характеристиками, на рынке есть как российское, так и иностранное такое оборудование.

Что касается прочности, то российское оборудование превосходит зарубежные аналоги, кроме того, оно и дешевле. Оно отлично адаптировано под российские условия бурения. Для него проще приобретать запчасти и оно обеспечит весьма серьезную экономию.

Сообщества › Строительство (и всё что с ним связано) › Блог › Скважина на воду — важные моменты. Часть-2

С чего начать стройку? Скважина на воду — 10 важных моментов. Часть-2

Часть-2
В этом видео я рассказываю о проблеме с которой сам столкнулся во время эксплуатации скважины. Еду к авторитетным буровикам и беру интервью непосредственно во время процесса бурения скважины. Задаю актуальные вопросы по специфике скважин на Урале. Материала набралось немало. По этому пришлось разделить общор на две части.
Краткое содержание ПЕРВОЙ части:
1. Можно ли бурить зимой? – можно и даже нужно! Зимой нет очереди на бурение. Гораздо легче подъехать на заболотистые места или участки без дорог. Меньше наносится ущерб огороду/саду. Иногда, зимой можно получить скидку на стоимость работы буровиков.
2. На какие цены ориентироваться? – более рационально ориентироваться на СРЕДНИЕ по Рынку цены. Стараться избегать минимальных цен. Т.к. экономия выйдет не большая. А риски получения некачественных работ и отсутствия гарантий, резко возрастают.
3. Как обычно устроены скважины? – образно, типичное устройство скважины выглядит как перевернутая телескопическая антена. Вниз уходит несколько сменяющихся диаметров с трубами, вставленными одна – в другую.
4. Важно ориентироваться на опыт буровика? – большой опыт бурового мастера, это залог правильной скважины. Желательно, чтобы в бригаде лично работал буровой мастер с опытом более 15-20 лет. Если к Вам приехала бригада сплошь состоящая из молодых парней, которыми дистанционно (из офиса) руководит опытный буровой мастер, это плохой звоночек.
5. Про МБГУ (мало габаритные буровые установки) – в некоторых случаях такие установки бывают незаменимыми. Но, надо знать две самые важные вещи: А) Высококлассные МГБУ на гусеничном шасси, могут делать большую часть тех же работ, но стоимость на 30% больше. Б) большая часть полукустарных МГБУ не могут выполнять и половины работ, которые позволяет стандартная буровая установка с высокой мачтой на трехосном полноприводном шасси типа Камаза или Урала.
6. Про шабашников. – старайтесь избегать диких бригад, которые не из Вашего региона, у которых нет местного сайта, многолетней истории выполненных работ и отсутствие рекомендаций надежных для Вас источников.

Краткое содержание ВТОРОЙ части:
1. Про выбор места для бурения. И возможность добурить скважину, потом. – при выборе места для скважины, старайтесь найти такое место, к которому в последствии может подъехать такая же буровая установка. Даже после постройки дома и других работ по благоустройству участка. Иначе, может возникнуть ситуация, при которой невозможно добурить или отремонтировать Вашу скважину.
2. Про документы на скважину, договор, паспорт, гарантии. – любая приличная контора, обязательно работает по договору и выдает клиенту ПАСПОРТ СКВАЖИНЫ, в котором заносит характеристики типа, глубина, дебит, насос, высота зеркала и т.п.
3. Могут ли Вам пробурить скважину бесплатно? – некоторые компании используют такой маркетинговый ход: «Если мы не нашли воду – мы отработали бесплатно!». Это очень плохой слоган. Бывают очень глубокие и дорогие скважины, где хорошая вода очень глубоко. Заказчик может по незнанию настоять на остановке работ из-за превышения планируемого бюджета. Но, бесплатно работать никто не будет. Нечистоплотные буровики могут в любой момент пустить в Вашу скважину, грязную «верховодку» и показать Вам, что нашли воду.
4. Про сложные скважины и трудные места. На что рассчитывать, если у Вас такое место? – в каждом регионе бывают свои сложные места. У нас в окрестностях Екб такие например “Лисья горка» и «Сарапулка» (за рекой). Нормальная скважина в тез местах может стоить 300-500тыс.руб. Из-за сложностей геологии там приходится бурить очень глубоко и ставить несколько диаметров стального кондуктора, который очень дорогой.
5. Какие гарантии должны давать буровики на скважину? – обычно, дают гарантии на несколько лет. Например, на пять лет, от отсутствия обвала. При условии, что скважина эксплуатируется по рекомендациям буровиков, с соответствующим насосом на соответствующей глубине и т.п.
6. Как обследовать скважину с проблемами? – как правило, у большинства буровых компаний должен быть сервис по обследованию скважины специальной телеметрией. Даже если у компании нет своего сервиса, они всегда должны посоветовать проверенную контору к кому обратиться с таким вопросом.
7. Если сломался буровой инструмент, чьи это проблемы? – обычно любые поломки долота, коронок и других дорогостоящих буровых инструментов, происходят за счет буровой компании/бригады. Это риски буровиков, в которых заказчик не участвует.
8. Можно ли найти хорошую воду на заболоченных местах? – в большинстве случаев, да. Даже если глубина торфа около 10 метров, до твердых пород должен ставиться стальной кондуктор. А далее, скважина бурится дл водоносных слоев с хорошей водой. Все верхние слои с водой насыщенной органикой и прочими вредными загрязнителями, должны надежно перекрываться ПВХ трубой, сколько бы ее не потребовалось.

Горизонтальное бурение: плюсы и минусы

В.В. ЛОЖНИКОВ,
геолог Proekt Servis

К настоящему времени в мировой практике достаточно четко вырисовывается область возможного применения вскрытия продуктивных пластов горизонтальными скважинами. Объем проходки по разным оценкам сегодня не превышает 2,0-2,5% общего объема бурения в мире. Наибольший эффект нефтеотдачи пластов, как считалось ранее, достигается при вскрытии коллекторов с вертикальной трещиноватостью, большой фациальной изменчивостью по простиранию, низкой пористостью и проницаемостью. Но, как показал опыт бурения скважин такого типа, горизонтальные стволы могут быть использованы весьма успешно и при вскрытии высокопроницаемых пластов, а также пластов с неоднородными фильтрационно-емкостными характеристиками.

Но прежде чем мы перейдем непосредственно к горизонтальному бурению, необходимо сделать акцент на двух основных моментах, непосредственно касающихся данной тематики. Первое: в специализированных СМИ не раз и не два упоминалось, что благодаря вскрытию пластов горизонтальными стволами достигаются минимальное загрязнение окружающей среды и сохранение экологически чистыми больших площадей на поверхности, уменьшение числа скважин, необходимых для разработки и доразработки месторождений. Признаюсь, на практике я этого не увидел. Может быть, сказывается наш менталитет, наш русский авось? Авось никто не увидит, авось «зеленые» не догадаются, отчего в речке рыба сдохла. Для этого, кстати, есть не только мировоззренческие причины, но и совершенно объективные. Для бурения скважины с наклонно-направленным стволом применяемый до сих пор глинистый раствор не требует такого количества химических реагентов для обработки промывочной жидкости (кстати, весьма дорогостоящих), как для бурения горизонтальной скважины. А россыпи и разливы этих химических реагентов, особенно в весеннее половодье, успешно отравляют окружающую среду.

Я просто хочу сказать, что само по себе использование горизонтального бурения, которое якобы автоматически повышает экологическую безопасность, очередной навязываемый нам миф. Вред, причиняемый окружающей среде, не зависит от применения технологий горизонтального либо вертикального бурения, так как рекультивация земель, обустройство месторождений, строительство дорог и другие мероприятия в любом случае не улучшают экологическую обстановку на месторождении, независимо от способа его разработки.

И второе: количество скважин с горизонтальными стволами для разработки месторождений Западной Сибири в условиях кустового бурения пусть пока несущественно, но снижается. Учитывая дороговизну строительства горизонтальных скважин, затратная статья ничуть не меньше, а иногда и больше, чем при разработке наклонно-направленными скважинами. В нынешних условиях, когда все нефтяные компании вынуждены сокращать затраты на бурение новых скважин, нужно серьезно задуматься о выдвижении на первый план технологий, помогающих оптимизировать добычу на уже имеющемся фонде. Речь в первую очередь идет о бурении вторых горизонтальных стволов в старом фонде, на месторождениях с развитой инфраструктурой. В этом случае ствол наклонно-направленной скважины используется как пилотный, с последующим вырезанием окна в колонне и проводкой горизонтального ствола. Применение на таких работах мобильных буровых станков, не требующих особых затрат на перевозку, монтаж и демонтаж, с моей точки зрения, очень перспективно и рентабельно. Безусловно, бурение скважин с горизонтальными стволами имеет широкие перспективы в будущем, вот только надолго ли хватит нам «старых фондов» и разведанных запасов? Ведущие добывающие компании сворачивают поисковые и разведочные работы. Объем бурения в России упал на 28-30%, из них почти 100% разведка и поиск — это серьезная угроза экономической безопасности России и будущему ее нефтегазовой отрасли.

Итак, возвращаемся к горизонтальному бурению. Что необходимо сделать сегодня, когда даже нефтегазовые компании начинают считать деньги, чтобы горизонтальное бурение стало более эффективным и экономически привлекательным?

Информационный вакуум?

Для качественной, безаварийной проводки скважин на нефть и газ в сложных горно-геологических условиях крайне важна оперативная геологическая и технологическая информация, получаемая непосредственно в процессе бурения. Ее роль еще более возрастает, когда мы говорим о бурении горизонтальных стволов. Основной задачей, с которой приходится сталкиваться при бурении горизонтальных скважин, является точное позиционирование траектории ствола скважины в продуктивных пластах, которое обеспечивало бы эффективную длину контакта с продуктивным горизонтом. Для решения данной задачи необходима полная оперативная геологогеохимическая и технологическая информация, получаемая прямыми методами непосредственно в процессе бурения.

На сложных и недостаточно изученных месторождениях до горизонтального бурится пилотный ствол. Фиксируемые при этом данные позволяют видеть глубину залегания кровли продуктивного пласта, его мощность в точке вскрытия, ХНК (характер насыщения коллектора), ГНК (газонефтяной контакт) и ВНК (водонефтяной контакт), ес-
ли таковые присутствуют. Они позволяют оперативно корректировать траекторию ствола горизонтальной скважины с помощью забойной телеметрической системы, проводить литолого-стратиграфическое расчленение разреза, осуществлять безаварийную проводку скважины при минимальных затратах. Данную информацию невозможно переоценить, принимая во внимание, что режим первичного вскрытия продуктивного пласта в процессе бурения скважины является основным фактором, влияющим на степень эффективности его последующего освоения и эксплуатации.

Преимущество методов, основанных на исследовании геологической и технологической информации в процессе бурения, перед традиционными геофизическими методами,
на мой взгляд, очевидно, исключительно для идеальных условий. Оптимальный режим первичного вскрытия продуктивного горизонта должен обеспечить сохранение естественных фильтрационно-емкост-ных свойств пласта в прискваженной зоне, обеспечивая максимальную продуктивность скважины на стадии ее освоения и эксплуатации.

Но, как говорится, гладко было на бумаге, да забыли про овраги. Все станции геолого-технологических исследований (ГТИ) — «Геотест», «Сириус», ИМС — регистрируют параметры в двух форматах, «временном» и «глубинном», причем глубинные параметры являются вычисляемыми на основе временных. Временные параметры от забурки до окончания скважины регистрируются непрерывно, опрос датчиков, установленных на буровой, происходит посе-кундно. Минимальный разрыв по времени между вскрытием пласта и исследованием позволяет свести к минимуму влияние неблагоприятных факторов, таких как проникновение фильтрата бурового раствора в пласт, кольматации стенок скважины и др. Регистрируемые параметры при проводке горизонтального ствола, такие как «положение тальблока», «положение клиньев», «давление в манифольде», «параметры промывочной жидкости», контролируются визуально или с помощью тарированных приборов, а при необходимости можно произвести контрольный замер и внести коррективы. «Расход на входе» в основном рассчитывается при помощи датчика «ходы насосов» по паспортным данным рабочих втулок, установленных на буровых насосах. Если учесть, что в процессе бурения промывочная жидкость представляет собой трехфазную среду (жидкость, газ и твердая фракция), то в расчеты по паспортным данным уже закрадывается ошибка из-за различного физического состояния, также усугубляет ситуацию изменяющийся диаметр втулок за счет выработки. Ведь циркуляция — важнейший вид доставки данных с забоя на устье. Как уже говорилось ранее, газ и шлам, вынесенные с забоя, несут информацию о литологии, стратиграфии, характере насыщения или отсутствии такового. Циркуляция для забойных телесистем (ЗТС) — это способ модулирования одного из самых помехоустойчивых сигналов. Скорость передачи сигнала из забоя на поверхность до 12 бит/с. Отсюда вытекает, что для качественной проводки горизонтального ствола показатель «расход на входе» один из самых важных параметров как для геолого-технологических исследований, так и для забойных телесистем.

Для построения реального литоло-гического разреза нужно привязать временные параметры к глубине. Задачка не очень сложная даже для школьника: зная производительность насосов, глубину скважины, коэффициент кавернозности и диаметр долота, высчитываем время цикла. Только решение этой задачки будет неверным, ошибка уже заложена в условиях. Именно поэтому время цикла у нас определяется весьма и весьма приблизительно. Попытки выправить ситуацию с внедрением ультразвуковых расходомеров (РУТ) в конечном итоге ни к чему не привели. Поскольку если снаружи еще в принципе возможно выдержать все условия установки этого датчика (участок манифольда должен быть идеально ровным до точки установки и после нее для достижения идеально ламинарного потока промывочной жидкости), то чистоту внутри манифольда (наличие окалины от сварки, насохшая корка на стенках трубы) проконтролировать практически невозможно. Заполнение ма-нифольда промывочной жидкостью должно быть полным и равномерным, что очень затруднительно при импульсной подаче. Все эти неточности в сумме приводят к серьезным ошибкам.

Ситуация усугубляется еще и несогласованностью действий буровой бригады с работниками исследовательской станции. Например, прекращение циркуляции во время бурения по разным причинам бывает одновременно связано с началом наращивания после окончания квадрата без промывки и вымыва забойной пачки. Как известно, при остановке циркуляции газ продолжает всплывать, а шлам, наоборот, падает на за
бой. После возобновления циркуляции и бурения происходит перемешивание шлама, на устье в ловушке для шлама уже не шлам, а хлам, то есть порода, отбуренная с разных интервалов, выходит в один отрезок времени, а газ, полученный из этого же интервала, выходит гораздо раньше по времени. Здесь уже выручает только опыт, знание литологии и геофизический материал стандартных каротажей по соседним скважинам, так называемая «привязка». Вот уж воистину — кто поработал геологом в ГТИ, тот в цирке не смеется.

«Наполеон»

При бурении вертикальных стволов и стволов с небольшим отходом выручает ДМК (детальный механический каротаж) и «скорость проходки» (величина обратная ДМК). Но при наборе угла, для выхода на горизонтальную зону ствола, вес инструмента распределяется по всей длине кривого участка, и нагрузка на долото доходит только частично, соответственно, ни о какой объективной детализации по буримости пород речь идти уже не может. Получается задача со многими неизвестными.

Расход промывочной жидкости на входе мы знаем весьма примерно, соответственно, время выхода забойной пачки известно тоже довольно приблизительно. А это означает одно — границы пластов сдвигаются в ту или другую сторону. Детальный механический каротаж по объективным причинам тоже работает на 10-15%, и границы пород отбиваются только тогда, когда разность твердости по буримости ну очень велика. На этом этапе преимущество ГТИ в процессе бурения перед традиционной геофизикой блекнет. Необходимость проведения окончательных каротажей на жестком кабеле или трубах после окончания горизонтального ствола ни у кого не вызывает сомнений, потому что равноценной альтернативы традиционной геофизике нет!

В последнее время на месторождениях Западной Сибири зарубежные фирмы Schlumberger Ltd., Baker Oil Tools, Slb, Halliburton, Weatherford при проводке горизонтальных стволов используют ЗТС, приборы для навигации и оценки коллекторских свойств пласта типа Power Puls. Такая телеметрическая система с гидроимпульсным каналом связи — еще один тип контроля и исследований при проводке горизонтального ствола. Я бы отметил, что этот тип замеров и измерений что-то среднее между традиционной геофизикой и ГТИ. Проведение гамма-каротажа в режиме реального времени приборами PowerPuls дает огромное преимущество перед другими видами исследований в плане определения коллектор-неколлектор, а с определением насыщения возникают определенные существенные проблемы. Чтобы не быть голословным, приведу один случай из своего опыта. Произошел случай на Южно-Сургутском месторождении, при проводке второго горизонтального ствола на старом фонде скважин. Вскрыв кровлю проектного пласта, мы попали на неравномерно переслаивающиеся песчаники, нефтенасыщенные, с плотными аргиллитами — такой слоеный пирог «наполеон». По пятибалльной шкале насыщение было пять баллов (5ж) — безводная нефть. Но поскольку гамма показала слабенький фон, руководством Schlumberger Ltd. было принято решение уронить угол и спуститься ниже по пласту.

Мы в свою очередь рекомендовали повести горизонт именно в «наполеоне», опасаясь, что верх не имеет гидродинамического сообщения с основным пластом. Нас вежливо выслушали, но не более. Спустившись ниже по пласту, гамма отрисовала шикарную аномалию. По шламу пошел чистый кварцевый песок (видно, песчаник был слабосцементирован и разрушался до отдельных зерен), а вытяжки пошли два балла (2-бг): нефть полностью отсутствовала, видно, специалисты-ППДшники (поддержание пластового давления) хорошо постарались с заводнением, или добычни-ки просто подтянули пластовую воду. Таким образом была загублена вполне еще рабочая скважина. Несмотря на всю краткость изложения, надо признать, что история была гораздо длинней и драматичней. И подобных казусов много. Нельзя основывать свои выводы на одном из методов исследований. После того случая у меня родилась идея о необходимости симбиоза ГТИ и ЗТС, ведь 50% регистрируемых параметров идентичны. С экономической точки зрения такие партии были бы более привлекательны, особенно сейчас, когда все учатся считать деньги. И еще раз повторюсь: на сегодняшний день нет универсального вида исследований при строительстве скважин, способного исключительно собой заменить полностью все остальные.

Горизонтальные скважины

В специализированных СМИ не раз упоминалось, что благодаря вскрытию пластов горизонтальными стволами достигаются: минимальное загрязнение окружающей среды и сохранение экологически чистыми больших площадей на поверхности, уменьшение числа скважин, необходимых для разработки и до разработки месторождений. На практике я этого не увидел. Может быть, сказывается наш менталитет, наш русский авось? Авось никто не увидит, авось «зелёные» не догадаются от чего в речке рыба сдохла. Но есть и объективные причины. Для бурения скважины с наклонно- направленным стволом применяемый до сих пор глинистый раствор не требует такого количества химических реагентов для обработки промывочной жидкости (кстати, весьма дорогостоящих) как для бурения горизонтальной скважины. А россыпи и разливы этих химических реагентов, особенно в весеннее половодье, успешно отравляют окружающую среду.
Вред, причиняемый окружающей среде, не зависит от применения технологий горизонтального либо вертикального бурения, т.к. рекультивация земель, обустройство месторождений, строительство дорог и другие мероприятия в любом случае не улучшают экологическую обстановку на месторождении независимо от способа ее разработки.
Количество скважин с горизонтальными стволами для разработки месторождений Западной Сибири, в условиях кустового бурения не существенно снижается, но учитывая дороговизну строительства горизонтальных скважин, затратная статья ни чуть не меньше, а иногда и больше чем при разработке наклонно направленными скважинами.
В нынешних условиях, когда все нефтяные компании вынуждены сокращать затраты на бурение новых скважин, нужно серьёзно задуматься о выдвижении на первый план технологий, помогающих оптимизировать добычу на уже имеющемся фонде. Речь, в первую очередь, идет о бурении вторых горизонтальных стволов в старом фонде, на месторождениях с развитой инфраструктурой. В этом случае, ствол наклонно-направленной скважины используется как пилотный, с последующим вырезанием окна в колонне и проводкой горизонтального ствола. Применение на таких работах мобильных буровых станков не требующих особых затрат на перевозку, монтаж и демонтаж, очень перспективно и рентабельно. Безусловно, бурение скважин с горизонтальными стволами имеет широкие перспективы в будущем, вот только надолго ли хватит нам «старых фондов» и разведанных запасов? Ведущие добывающие компании сворачивают поисковые и разведочные работы, если объём бурения в России упал на 28-30%, из них почти 100% это разведка и поиск – это серьезная угроза экономической безопасности России и будущему ее нефтегазовой отрасли.

Бурильная перфорация может обеспечить замену зачастую приводящих к нарушению герметичности крепи обсадных колонн, полному обводнению ПЗП, и дорогостоящих (3-10 млн. рублей) гидроразрывов пластов. Данные технология и техника позволят восстановить для эксплуатации многие тысячи простаивающих скважин, увеличить дебит и межремонтные сроки их эксплуатации, нефтеотдачу пластов, сделать направленными гидроразрывы, оптимизировать сетку разбуривания месторождений.Если применяемые способы перфорации обеспечивают глубины каналов 90-120 мм при сверлящей, 400-600 мм при кумулятивной и гидропескоструйной перфорациях, то перфобуром от 1500 до 2000 мм.

Это альтернатива бурения горизонтальных стволов или дополнение?

Мы считаем, что альтернатива. Нет никакого смысла и ни кем не доказано, что ствол, глубиной 1 километр работает лучше, чем ствол глубиной 1,5 метра. Тем более, при нашем бурении используется обычный каротажник с кабелем и насосный агрегат.

Цена: 50 000 руб.

Простите горизонтальный ствол, это 150-200м по продуктивному горизонту, а не 1,5-2метра и не трудно посчитать при равных гидродинамитческих условиях, где какой приток мы получим.

Возможно Вы и правы, но по отношению “затраты к полученному эффекту и к его продолжительности” на сегодня альтернатив практически нет.

вполне професиональны ответ, хотелось бы добавить, что будущее за многоствольными скважинами- нужно увеличивать зону дренирования

В данном случае вы не правы, нельзя разгильдяйство, бестолковость и непрофессионализм о котором Вы пишете в начале, выдавать за обязательный компонент технологии горизонтального бурения.
При четкой организации работ себестоимость бурения ГС по сравнению с ННС может превышать на 25-30% – это реальные цифры еще 6-8 летней давности, например по Сургутнефтегазу ( Федоровское м/р), ЛУКойлу (Тевлино-Рускинское м/р).
Поверте, запасов хватит , ведь сейчас извлекается в лучшем случае 20-25 % нефти , все остальное можно “взять” только сформировав “корневую” систему боковых стволов, Для сравнения посмотрите в окно и представьте ,что у дерева всего один корень! Вряд ли дерево выросло бы с одним корнем! Читайте А.М.Григоряна – “Основной ресурс” №1 2005 г. , нашего пионера горизонтального бурения. Если не найдете , но интересуетесь – пришлю статью

Пришлите мне, пожалуйста.

Цена: 2 070 000 руб.

www.sagor.ru Раздел “Публикации”

Извините за поздний ответ, раньше не мог 5 суток был в дороге. Вы немного не правильно поняли мою статью. Я имел ввиду, что непрафисионализм и разгильдяйство настолько укоренились у нас на предприятиях ТЭК, и все экономические выкладки летят к чёрту от глупых некому не нужных затрат. А по поводу извлекаемых запасов тут вы не правы. Если у нас не будет прироста запасов хотя бы 1% от общего обьёма добывающих месторождений в год, то через 5 лет мы взвоем. И не надо кивать на статистику дебит скважины это еще не товарная нефть.

Конечно и разведкой нужно заниматься, но в настоящий момент первоочередность . особенно в период кризиса , это все же повышение нефтеизвлекаемости за счет новых технологий и воздействий на пласт и горизонтального бурения,
И почитайте А.М. Григоряна :

Нефти остается в недрах в четыре раза больше, чем ее извлекают
Настоящая статья имеет целью (в популярном изложении) успокоить заинтересованное в энергоресурсах человечество, которое опасается, что в обозримом будущем истощатся природные запасы нефти и газа.
В действительности это далеко не так. Прежде всего, следует иметь в виду, что нефть в природных условиях залегает не в подземных озерах или подземных реках, а в порах и в мелких трещинах горных пород.
При существующей технологии нефть добывается скважинами, имеющими один ствол. Скважины располагаются друг от друга на расстоянии сотни метров.
Под воздействием пластового давления нефть десятки лет сочится сотни метров из периферии, сквозь мельчайшие поры горных пород к стволу скважины.
Из-за неравномерности горных пород нефть часто встречает естественные преграды в виде более плотных или вообще непроницаемых пород.
Образуются застойные зоны, многочисленные “целики” нетронутой нефти. Вообще, природные процессы осадкообразования, как правило, неравномерны, а в последующие миллионы лет геохимические и тектонические воздействия (подвижки земной коры) в совокупности создают непредсказуемую неоднородность залежей нефти. Неоднородность по пористости и проницаемости.
В результате современные скважины, имеющие всего один ствол, даже случайно оказавшиеся в высоконасыщенной нефтеносной зоне? получают ограниченную зону дренирования (питания).
В итоге, современными скважинами с одним стволом извлекается в среднем 1 содержимого нефтеносных пластов!
“По сравнению с добычей других видов минерального сырья современная технология извлечения нефти очень несовершенна” (К. Байбаков – крупнейший ученый-нефтяник).
Природа для тех же целей, т.е. для извлечения жидкости из пористой среды создала у деревьев развитую корневую систему с многочисленными корнями.
Видели ли вы такие уродливые и хилые деревья на полуголодном “пайке” с одним корнем? Такими являются современные нефтяные скважины!
Человечество вот более ста лет бурит скважины с одним стволом, извлекает всего пятую часть природных запасов и пишет научные трактаты о приближающемся истощении природных ресурсов нефти!
Не стыдно ли? Ведь, уже 50 лет, как были пробурены скважины с ответвлениями. Профиль пятой по счету разветвленной скважины с десятью ответвлениями и с первыми в мире горизонтальными стволами был представлен в 1954 году на IY Международном нефтяном конгрессе (в Риме) и затем был опубликован в американском журнале «Дриллинг» (1955, декабрь, стр.187).
«Пока углеводороды извлекаются из горных пород с помощью фильтрации, скважинам нужны корни, как деревьям» (А. М. Григорян).
В последующие годы автор пробурил более двух десятков разветвленно-горизонтальных (РГ) скважин и скважин с одиночным горизонтальным стволом.
Начались неожиданности.
РГ-скважины с четырьмя-пятью стволами вступали в эксплуатацию с дебитами нефти в десятки раз большими, чем число ответвлений.
Например, в Западной Украине, в «Бориславнефти», в 1957 году на очень старой площади (40 лет эксплуатации), где расстояния между скважинами были необычно малы – от 100 до 30 метров друг от друга, старые скважины давали по 0.2-0,4 тонны нефти в сутки. Практически, залежь за 40 лет эксплуатации должна была быть истощенной до предела, особенно при такой петой сетке скважин. Однако, что поразительно, РГ-скважина. пробуренная между ними с ПЯТЬЮ ответвлениями, вступила в эксплуатацию с дебитом в 28 тонн нефти в сутки, т.е. не в пять раз больше, а в ВОСЕМЬДЕСЯТ раз больше, чем соседние старые скважины, находившиеся в 30 метрах от нее и дававшие по 0,2-0,4 тонны нефти в сутки!
11 второй вопрос, как могли 40 лет сохраниться нетронутыми эксплуатацией “целики” нефти в 30 метрах от старых скважин? Сколько же тогда нефти остается в виде «целиков» на старых промыслах, где расстояния между скважинами не 30 метров, а,