Бурение боковых стволов

Применение профильного перекрывателя в качестве проходного якоря позволило обеспечить максимальное проходное отверстие при оптимальном транспортном размере. В устройстве, в отличие от аналогов, не происходит существенной потери диаметра в якоре, а потери происходят в посадочной втулке, представляющей собой полую трубу с косым верхним (перовидным) срезом и шпоночным пазом, начинающимся от основания паза. Внутреннее отверстие ограничивается транспортным диаметром компоновки и толщиной стенки втулки. Верхняя часть устройства представляет собой ответную посадочную втулку с направляющей шпонкой, устройства регулировки положения клина относительно шпонки и удлинителей, обеспечивающих требуемую глубину точки зарезки относительно якоря. Устройство может быть выполнено любого диаметра по размеру ствола скважины.

 
 
Уипсток ориентированный извлекаемый

Выполнение операции производится следующим образом:

• 1. Производится спуск якоря посадочной втулки на разъединителе, созданием избыточного давления в трубном пространстве производится заякоривание, после чего производится разъединение якоря от посадочной втулки;
• 2. При помощи направляющего стержня гироскопическим инклинометром, а при зенитных углах свыше 5 градусов любым датчиком отклонителя определяется положение шпоночного паза;
• 3. На устье выставляется направление клина относительно шпоночного паза, а также устанавливается глубина точки зарезки;
• 4. Дальнейшие операции производятся аналогично любым традиционным методам зарезки боковых стволов с клина;
• 5. При необходимости возможно извлечение клина, смена его положения относительно направляющей и зарезка дополнительных стволов без ограничения их количества.

Как можно увидеть  из краткого описания устройства, его  применение может позволить производить  зарезку боковых стволов точно  по требуемому направлению, с любой глубины, при любых углах наклона скважины. Применение его возможно как при зарезке боковых стволов, так и при бурении многоствольных и разветвленно-горизонтальных скважин без потери нижележащего основного ствола.

Помимо того преимущества, что не теряется основной ствол, и зарезка происходит сразу в требуемом направлении, даже несмотря на большие материальные затраты по сравнению с зарезкой боковых стволов из вырезанных участков, или с применением отклонителей с упором на забой отмечено снижение затрат на выполнение работ в связи с сокращением сроков их выполнения.

Однако, наибольший эффект ожидается при бурении  многоствольных и разветвленно-горизонтальных скважин, так как устройство и  технология будут применяться не только при бурении, но также при избирательном проведении геофизических исследований и воздействии в процессе эксплуатации.

Особо следует  отметить возможности при бурении  разветвленно-горизонтальных скважин  с установок непрерывных труб. В этом случае каждый дополнительный ствол может быть пробурен одним спуском, в то время как при бурении обычными бурильными колоннами потребуется как минимум два спуска инструмента.

Точно также  упрощается обслуживание многоствольных и разветвленно-горизонтальных скважин  в процессе эксплуатации и проведении геофизических исследований при помощи установок непрерывных труб, а именно, за один спуск можно избирательно провести требуемые работы на любом ответвлении или основном стволе.

Дополнительным  достоинством способа является то, что компоновки не обладают жесткостью и не требуется специальной подготовки скважины. Недостаток способа - необходимость двух спусков.

Применяется также вариант зарезки бокового ствола за один спуск. В этом случае профильная труба соединяется с отклонителем, а гидравлическое соединение профильной трубы с бурильным инструментом производится через специальные трубки, вмонтированные в корпус фреза. Безусловно, такое упрощение способа приводит к увеличению жесткости компоновки, затруднениям с ориентированием, но в ряде случаев такой способ эффективен.

 

 

3.1 Комплекс инструмента «КГБ» создавался в ОАО «АНК Башнефть»

Современные тенденции  направленные на снижение затрат на добычу

углеводородов, полноту их извлечения из недр и  интенсификацию добычи,

заставляют  искать более эффективные способы разработки месторождений

– строительство  горизонтальных скважин,  восстановление скважин путем 

бурения боковых  стволов (БС)  и строительство  многозабойных скважин. 

Строительство боковых стволов из ранее пробуренных  скважин связано с

удалением части  обсадной колонны. Для вырезания  окна в обсадных

колоннах обычно применяются клиновые отклонители, устанавливаемые 

на искусственный  забой  и комплект фрезеров. Для  установки подобных

клиньев в скважине необходима предварительная установка моста, что

связано с дополнительными  затратами средств и времени. Помимо этого,

клинья с  механическим креплением склонны к  заклинке при спуске в 

скважину  и  смещению во время фрезерования окна или последующего

бурения. Фрезерование  окна  компоновкой из нескольких фрезеров с

мощным вооружением  зачастую заканчивается поломкой  бурильного

инструмента.

Комплекс инструмента  «КГБ» создавался в ОАО «АНК Башнефть»   

как высокоэффективный, надежный и экономичный инструмент для 

зарезки боковых стволов из обсаженных скважин за один рейс

инструмента.  Разработка защищена   двумя  патентами  РФ № 2263196 и 

№ 2161659

Компоновка  комплекса инструмента  «КГБ»  состоит из клинового отклонителя  гидравлического КОГ, фрезера двойного ФД и вспомогательного инструмента (рис.1). Компоновка может комплектоваться различным вспомогательным инструментом в зависимости от скважинных условий.

Клиновой  отклонитель  КОГ  состоит из клина с  гидросистемой  и простого по конструкции гидравлического  якоря.

Фрезера двойные ФД для вскрытия окон в обсадных колоннах состоят из двух армированных твердым сплавом частей: оконной и расширяющей. На фрезерах малого диаметра обе части располагаются на едином корпусе, большого диаметра - корпуса изготавливаются отдельно и соединяются  замковой резьбой. Это дает возможность  использовать отдельные части

фрезера для  шаблонировки и зачистки ствола скважины.

Фрезера оснащены режущими лопастями из металлокерамического  сплава (МКС), наконечником с твердосплавным вооружением, уплотнительным узлом для присоединения трубки гидросистемы и ломающимися пробками, закрывающими промывочные каналы.

В состав комплекса  «КГБ» входит вспомогательный инструмент:

n фильтр устанавливается в муфте фрезера или бурильной трубы и предназначен для

предотвращения попадания мусора в гидросистему клина;

n клапан перепускной предназначен для заполнения буровым раствором инструмента во время спуска клинового отклонителя;

n переводник ориентирующий перепускной устанавливается вместо клапана перепускного при необходимости ориентированной установки клина;

n ловушка пробки устанавливается над фрезером и предназначена для посадки разделительной пробки при работе    в глубоких скважинах или в скважинах с грязными буровыми растворами;

n кожух защитный предназначен для защиты фрезера при транспортировке его в собранном виде вместе с клином или при сборке комплекса на буровой;

n заглушка вворачивается во фрезер и служит для предотвращения попадания мусора в гидросистему при сборке комплекса;

n хомут-калибр предназначен для сборки якоря и измерения диаметра отработанного фрезера после вырезания окна.

Порядок операций при зарезке бокового ствола следующий.

Собранная на    устье     компоновка     комплекса   инструмента спускается в заранее прошаблонированную скважину на заданную глубину на пониженной скорости. При необходимости ориентированной установки клина во внутрь бурильного инструмента до перепускного ориентирующего клапана спускается ориентатор гироскопический при зенитном угле на участке установки клинового отклонителя менее 30 или обычный ориентатор при зенитных углах более 30. После ориентирования и извлечения ориентатора из бурильной колонны создается перепад давления 10-12 МПа в бурильном инструменте для раздутия якоря, изготовленного из гофрированной трубы. Якорь фиксирует клин в обсадной колонне на заданной глубине и в заданном азимутальном направлении. Натяжением

бурильного  инструмента срезается транспортный винт и после начала вращения бурильного инструмента на фрезере открываются  дополнительные промывочные каналы. Фрезерование обсадной колонны начинается с навеса, при оборотах ротора 60-70 мин. По мере приработки фрезера осевая нагрузка и обороты плавно повышаются до оптимальных значений и 

начинается  фрезерование окна и зарезка бокового ствола.

Продолжительность фрезерования окна в обсадной колонне составляет

4-24 час, в  зависимости от марки стали,  толщины стенки трубы, 

зенитного угла ствола скважины, наличия цемента  за колонной. Общее 

время зарезки, начиная со сборки клинового отклонителя  на буровой и 

заканчивая подъемом  фрезера, составляет 18-45 час.  Разброс по

времени связан с глубиной скважины, типом применяемого бурового

оборудования, состоянием обсадной колонны,  организацией работ на

буровой. Продолжительность  зарезки бокового ствола комплексом

«КГБ» сократилась  в несколько раз по сравнению  с другими способами.

Такое значительное сокращение продолжительности 

зарезки БС связано  с рядом преимуществ:

n зарезка бокового ствола выполняется за один рейс бурильного инструмента - фрезеруется окно в обсадной колонне и бурится короткий ствол под КНБК;

n для установки клинового отклонителя не нужен искусственный мост или цементирование;

n расцепление клинового отклонителя и фрезера производится путем натяжения бурильного инструмента, что позволяет производить зарезку на малых глубинах и в горизонтальных стволах фрезером с полноразмерной первой секцией;

n простой по конструкции якорь, устанавливаемый при сравнительно низком давлении 10 -12МПа.

Рисунок 10 – Комплекс инструмента «КГБ» для зарезки бокового ствола за один рейс.

 

 

3.2 Комплекс оборудования «КОБОС» для зарезки бокового ствола

Предназначен  для фрезерования окна в обсадной колонне за один рейс, а также  для зарезки бокового ствола в  открытом стволе. Серийно выпускаются комплекты для зарезки боковых стволов в обсаженных скважинах диаметром 140, 146, 168, 178, 245 мм, а также для зарезки в открытом стволе диаметром 83, 124, 143 мм. По желанию заказчика возможно изготовление специального комплекта под любой диаметр обсадной колонны или открытый ствол, а также другое оборудование, например фрезеры для шаблонирования ствола скважины и т.п.

Изготовление  специального оборудования занимает кратчайшие сроки, т.к. производственная база ООО "Азимут-Сервис" обладает необходимым  оборудованием и специалистами.

Преимущества: 
- позволяет производить зарезку бокового ствола без цементирования и опоры на забой в стволах с зенитными углами до 100˚; 
- фрезер армированный металлокерамической композицией и твердосплавными пластинами на торцевой части позволяет получать высокую скорость фрезерования; 
- в зависимости от степени износа фрезер может использоваться многократно после соответствующей реставрации; 
- продолжительность фрезерования окна в обсадной колонне составляет 4-16 часов, в зависимости от марки стали и толщины стенки трубы, а также зенитного угла ствола скважины в интервале зарезки, общее время фрезерования 30-40 часов.

 

 

 

 

 

4 .Выводы и рекомендации

 

Основные  преимущества технологического и эколого-экономического характера заключается в следующем:

1.Увеличивается  область дренирования и поверхность  вскрытия продуктивных пластов,  за счет этого снижается фильтрационное  сопротивление в призабойных  зонах, что способствует повышению  производительности скважин и нефтеотдачи.

2.Возникают возможности разбуривания нефтегазовых залежей с обширными подгазовыми зонами и водонефтяных залежей, значительно меньшим числом скважин и разработки этих объектов при минимальных депрессиях, что снижает обводненность скважин вследствие уменьшения вероятности конусообразования. Это способствует продолжительности безводного периода эксплуатации скважин.

3.Особенно  перспективными являются применение  горизонтального бурения при  доразработке истощенных месторождений на поздней стадии, вовлечение в разработку бездействующих и малодебитных скважин путем зарезки и бурения дополнительных горизонтальных стволов из колонны ранее пробуренной вертикальной скважины.

 

 

 

 

 

5.Список использованной литературы.

 

1. [1]  Гилязов Р.М. Бурение нефтяных скважин с боковыми стволами.-М.:                     Недра-Бизнесцентр, 2002.
2. Методическое руководство по проектированию, строительству и эксплуатации дополнительных (боковых) стволов скважин.-Уфа,2000.
3. Гилязов Р.М. Совершенствование техники и технологии бурения боковых стволов:     Дис. кан. техн. наук.-Уфа: УГНТУ, 2000.
4. Дмитриев А.Ю. Методика выбора оптимального варианта пространственного положения дополнительного ствола эксплуатационной скважины.  Дис. кан. техн. наук.-Томск: ТПУ, 1999.
5. Девид Хилл, Эрик Ним, Кристин Элиг-Экономайдес Бурение боковых стволов из существующих скважин//Нефтегазовое обозрение.-1997.-№2.-С.22-38.
6. Барановский В.Д., Булатов А.И., Крылов В.И., Крепление и цементирование наклонных скважин. М: Недра, 1983.