Андрей Смирнов
Время чтения: ~11 мин.
Просмотров: 0

Как происходит наклонное бурение нефтяных скважин?

Многозабойный способ

Такой способ заключается в проведении двух стволов из главного забойного стакана, при этом главный ствол используется не единожды.

В таком случае растет рабочая площадь и поверхность фильтрации, но сокращаются объемы бурильной работы в поверхностном пласте.

В зависимости от вспомогательных стволов возможны следующие виды многозабойной конструкции:

  • Радиальная – горизонтальный главный ствол и радиальные – вспомогательные.
  • Разветвленная – состоит из наклонных двух стволов и наклонного главного.
  • Горизонтально разветвленная – похожа на предыдущий тип, но угол вспомогательных стволов составляет девяносто градусов.

Выбор типа многозабойной конструкции определяется формой конструкции вспомогательных стволов и их размещением в пространстве.

Кустовое бурение

Такое название метод носит по той причине, что готовая схема устьев и забоев напоминает собой своеобразный куст. К одному устью сходятся скважины из нескольких забоев, сгруппированных на одной площадке. В случае такого метода значительно сокращаются монтажные и подготовительные работы, снижается количество рабочих транспортных сообщений, линий электропередач и подачи воды.

Особенностью кустового способа является определенное условие строительства скважины. В частности, важнейшим условием является отсутствие пересечения стволов между собой.

Недостатки способа:

  • Требуется прекращение работы скважин до завершения строительства определенной конструкции в целях противопожарной безопасности.
  • Высокий риск пересечения проделанных стаканов.
  • Капитальный ремонт такой конструкции достаточно сложен.
  • При подводном бурении сложно устранить грифоны.

Кустовое бурение используется в тех случаях, когда требуется повышение нефте- и газоотдачи в продуктивной территории, либо при возобновлении работы неработающей скважины. Строительство скважины кустовым способом может быть трехствольным, двуствольным параллельным, двуствольным последовательным.

Конструкция куста имеет конический вид с вершиной в виде кустовой площадки. Объем монтажных и подготовительных работ зависит от размещения устья куста, также от этого зависит и площадь территории для будущего отчуждения от куста. Максимальная эффективность такого способа бурения достигается в условиях болотистой местности.

Последние изменения

27.07.2020

Новая госзакупка в роли заказчика, контракт № 28100542748615300750120

Новая госзакупка в роли заказчика, контракт № 25856694268615300750120

10.06.2020

Новая госзакупка в роли заказчика, контракт № 5936874142615300750,
контрагент:
ООО «СМК Основа»

26.03.2020

Новая госзакупка в роли заказчика, контракт № 3017666279261530075,
контрагент:
ООО «Югагромаш»

20.03.2020

Новая госзакупка в роли заказчика, контракт № 3302678129261530075,
контрагент:
ООО «Динамика Юг»

10.03.2020

Новая госзакупка в роли заказчика, контракт № 1574145995261530075,
контрагент:
ООО «Академия — Цифровые Технологии»

05.03.2020

Новая лицензия № ЛО-61-01-007619 от 02.03.2020, вид деятельности: Медицинская деятельность (за исключением указанной деятельности, осуществляемой медицинскими организациями и другими организациями, входящими в частную систему здравоохранения, на территории инновационного центра «Сколково»)

17.02.2020

Новая госзакупка в роли заказчика, контракт № 37726772028615300750120

Подготовительный этап

Сам процесс формирования  горизонтальной нефтедобывающей скважины  может проводиться на достаточно больших глубинах, с использованием  соответствующего оборудования для глубинного бурения. Перед началом процесса оформляется геолого-технический наряд и разрабатывается техническая карта. Контроль за этапами производства работ проводится в строгом соответствии с техническим регламентом.

Основные стадии подготовительного этапа горизонтального бурения (по порядку):

  • доставка на место и сборка необходимого для подготовительной  работы оборудования;
  • спуско-подъемные работы с этим оборудованием;
  • ориентировочное бурение;
  • подготовка и смешивание бурового раствора, с учетом необходимой плотности и массы, включающая в себя добавление необходимых присадок;
  • работы по герметизации устья  скважины;
  • операции  глушения скважины;
  • получение и подготовка данных исследования существующих стволов с точки зрения их геофизических параметров;
  • подготовка таких стволов к спуску испытательного устройства для горной породы;
  • подрыв зарядов для отбора кернов;
  • освоение подготовленной скважины;
  • доставка на промысел  необходимых буровых установок.

На каждой стадии  подготовительного этапа необходима  регулярная проверка бурового раствора в целях  поддержания его характеристики  на требуемом  уровне. Это обеспечивается проведением регулярных лабораторных анализов. Устье скважинного ствола необходимо оснастить противовыбросовым оборудованием для минимизации рисков, связанных с возможным возникновением в процессе работы аварийных ситуаций.

Техническое состояние используемых в технологическом процессе устройств необходимо регулярно и своевременно проверять, для чего используется целый комплекс контрольно-измерительных устройств, исправность которых, в свою очередь, также должна быть под постоянным контролем. Для обеспечения безопасности работы применяются разного рода предохранительные элементы и средства автоматизации

На каждом этапе бурового процесса проводятся регулярные профилактические осмотры применяемого технологического оборудования до и после его непосредственного использования.

История

Впервые начало применяться в середине XX века. Основоположниками данного метода являются американские нефтяники Джон Истман, Роман Хайнс и Джордж Фейлинг, впервые применившие его в 1934 году для добычи нефти из месторождения Конро, Техас. В СССР подобный метод при поддержке бакинского ученного М.П. Гулузаде впервые применил азербайджанский нефтяник Ага Нейматулла — для добычи нефти из труднодоступного месторождений: на суше — в 1941 году (район Баку Бибиэйбат), и в Каспийском море — в 1946-47 годах.

Технология контролируемого наклонного бурения развивалась постепенно. Для отклонения компоновки низа бурильной колонны (КНБК, англ. BHA) от вертикали в скважину устанавливались клиновые отклонители (уипстоки, whipstock); бурение производилось традиционными роторными компоновками. Однако направленные скважины, созданные по такой технологии, часто не достигали целевых пластов, имея значительные отклонения от целевых азимутов.

В невертикальных участках скважин с наклоном более 12 градусов при необходимости дальнейшего изменения зенитного угла может применяться забойная роторная компоновка со стабилизаторами и утяжеленными бурильными трубами, которая создает на долоте отклоняющую нагрузку. Опорная компоновка (build assembly) применяется для набора угла, маятниковая (pendulum assembly) для уменьшения. Для сохранения набранного угла используется стабилизированная компоновка (tangent, packed assembly).

С 1960-х годов для направленного бурения стали применяться компоновки с кривым переходником и забойным двигателем (например, использующими гидравлический привод винтовым забойным двигателем или турбобуром). Изначально кривые переходники имели фиксированный угол наклона от 0,5 до 1 градуса. Направление в таких компоновках задавалось поворотом бурильной колонны, однако для изменения угла наклона требовалось поднятие на поверхность и замена переходника.

Позже были изобретены и внедрены переходники с управляемым изгибом (от 0 до 4 градусов), задаваемым с поверхности без поднятия компоновки из скважины. Они также использовались совместно с забойными двигателями, образуя управляемый двигатель (steerable motor). Такой двигатель может использоваться в двух режимах: роторного (вращательного) бурения, при котором усилие создается роторным столом или верхним приводом, и скользящем режиме, в котором бурильная колонна не вращается, а долото приводится в действие забойным двигателем. В скользящем режиме поворотом колонны задается азимутальный угол отклонения, а зенитный угол задается изгибом управляемого переходника.

С 1990-х развиваются роторные управляемые системы (РУС, Rotary steerable system), позволяющие управлять наклоном скважины во время роторного бурения без периодов скольжения. Изначально они использовались для бурения скважин с большими отклонениями от вертикали, но затем стали широко применяться для бурения скважин любых профилей.

Развитие в 2000-х годах наклонно-направленного бурения с горизонтальными участками до 3-4 километров длиной, совместно с многостадийным гидроразрывом пласта позволило начать в Северной Америке экономически оправданную добычу газа, а затем и лёгкой нефти плотных коллекторов из сланцевых формаций (см. Сланцевая революция).

Преимущества

  • При наклоне конечного участка, совпадающим с наклоном пласта, большая часть скважины проходит по продуктивному пласту
  • Возможно бурение в залежи, вертикальный доступ к которым затруднен или невозможен (залежи под городами, озёрами, бурение оффшорных залежей с берега)
  • Возможность кустового бурения, когда устья скважин группируются на небольшой площадке и они могут буриться одной буровой при незначительном её передвижении. К примеру, морская буровая платформа может подготовить порядка 40 скважин с одной площадки.
  • Наклонное бурение позволяет создавать глушащие скважины (relief well) при предотвращении аварий, например, для остановки фонтанирующей скважины. Глушащую скважину начинают бурить с безопасного расстояния, затем направляя её точно в аварийную для закачки глушильного раствора.

Горизонтальные нефтяные скважины. Способы их бурения

Наклонные скважины вообще и горизонтальные в частности бурят с применением различных технологий, основными из которых в настоящее время считаются:

  • направленное бурение;
  • инсталляционное сервисное бурение;
  • направленный внутриразломный буровой процесс.

Вследствие падения дебитов давно эксплуатируемых  скважин, многие нефтедобывающие компании стараются увеличить объем нефтедобычи с помощью более интенсивной разработки залежей, обнаружение и разведка которых уже закончены. Горизонтальное бурение нефтяных скважин как раз относится к методикам, позволяющим эффективно проводить такую интенсификацию.

Суть такого технологического процесса – расширение площади введения добываемого продукта в ствол скважины. С помощью горизонтального бурения формируются скважины, имеющие горизонтальные отрезки, которые возможно продолжать методами  наклонно-направленного бурения.

Бурение скважин горизонтального типа имеет свои  особенности, уравновешивающие воздействие таких технологий  на экологическое состояние окружающей среды.

Применение этого метода дает возможность  проводить работы вблизи  высоковольтных линий электропередач, в застроенных жилыми домами массивах и в окрестностях дорог разного назначения.

С целью снижения в процессе бурения временных затрат,  бурение горизонтально направленных скважин целесообразно применение  комплексного оборудование, так как это позволяет сократить количество рабочего персонала и численность единиц используемой техники. Помимо этого, применение такого оборудование не требует произведения работ для снижения уровня грунтовых вод с высоким залеганием к поверхности.

Немаловажное значение имеет и  финансовая составляющая, поскольку  сокращение времени рабочего процесса приводит к уменьшению сметной стоимости объекта, вследствие чего можно утверждать, что использование   высокотехнологичного оборудование позволяет минимизировать материальные затраты. Если рассматривать такое бурение в экологическом и общественном аспекте,  то такого рода разработка месторождений  полезных ископаемых сводит к минимуму ущерб проживающему поблизости населению  и минимизирует дискомфорт, вызываемый любыми строительными работами, а также максимально обеспечивает защиту окружающей экологической среды

Если рассматривать такое бурение в экологическом и общественном аспекте,  то такого рода разработка месторождений  полезных ископаемых сводит к минимуму ущерб проживающему поблизости населению  и минимизирует дискомфорт, вызываемый любыми строительными работами, а также максимально обеспечивает защиту окружающей экологической среды.

Как выбрать подходящий вид горизонтального бурения для прокладки трубы?

Конкретный способ прокладки труб горизонтальным бурением подбирается проектной организацией на стадии разработки проекта и ПОС. Так же выбор горизонтального бурения может осуществляться на стадии строительства, при разработке Проекта производства работ. Зачастую один вид прокладки трубы, заложенный проектировщиками в рабочем проекте, заменяется на другой вид горизонтального бурения непосредственно на строительной площадке, исходя из конкретных обстоятельств или финансовых возможностей организации.

Выбор способа производится на основании следующих данных:

1. Длинна прокладываемого участка трубы.

2. Диаметр трубы.

3. Материал рабочего трубопровода или футляра (сталь, чугун, пластик, ПВХ, железобетон и т.д.)

4. Глубина заложения трубы.

5. Учитывается напорный или безнапорный трубопровод.

6. Наличие места для расположения буровой техники и оборудования, возможность раскопки котлованов необходимого размера.

7. Геологические данные, уровень грунтовых вод.

7. Учитывается расположение действующих коммуникаций.

Основные преимущества эксплуатации

Производственно-технический аспект

  • Возможность бестраншейного строительства, ремонта и санации подземных коммуникаций:
    • под реками, оврагами, лесными массивами; в специфических грунтах (скальные породы, плавуны);
    • в охранных зонах высоковольтных воздушных линий электропередач, магистральных газо-, нефте-, продуктопроводов;
    • в условиях плотной жилищной застройки городов при прохождении трассы под автомагистралями, трамвайными путями, автомобильными дорогами, скверами и парками;
  • Сокращение сроков и объёма организационно-технических согласований перед началом работ в связи с отсутствием необходимости остановки движения всех видов наземного транспорта, перекрытия автомобильных и железных дорог;
  • Значительное сокращение сроков производства работ за счёт использования высокотехнологичных буровых комплексов;
  • Значительное сокращение количества привлекаемой для прокладки трубопроводов тяжёлой техники и рабочей силы;
  • Уменьшение риска аварийных ситуаций и, как следствие, гарантия длительной сохранности трубопроводов в рабочем состоянии;
  • Отсутствие необходимости во внешних источниках энергии при производстве работ в связи с полной автономностью установок;
  • Отсутствие необходимости производства работ по водопонижению в условиях высоких грунтовых вод.

Финансово-экономический аспект

  • Уменьшение сметной стоимости строительства трубопроводов за счёт сокращения сроков производства работ, затрат на привлечение дополнительной рабочей силы и тяжёлой землеройной техники;
  • Минимизация затрат на энергообеспечение буровых комплексов вследствие экономичности используемых агрегатов;
  • Отсутствие затрат на восстановление повреждённых участков автомобильных и железных дорог, зелёных насаждений и предметов городской инфраструктуры;
  • Сокращение эксплуатационных расходов на контроль и ремонт трубопроводов в процессе эксплуатации.

Социально-экологический аспект

  • Сохранение природного ландшафта и экологического баланса в местах проведения работ, исключение техногенного воздействия на флору и фауну, размыва берегов и донных отложений водоёмов;
  • Минимизация негативного влияния на условия проживания людей в зоне проведения работ.

Установки ГНБ

Установка ГНБ Universal HDD

Установки (машины) ГНБ представляют собой комплексную строительную технику. Типичная машина включает в себя — раму, кузов, ходовую часть (гусеничную или колёсную) энергетическую установку (дизельный двигатель), гидростанцию, устройство подачи штанг, , панель управления (рабочее место оператора).

Установки классифицируются согласно максимальному усилию протяжки, измеряемому в тоннах. Другими важными характеристиками, которые косвенно связаны с ним, являются максимальный диаметр расширения и максимальная длина бурения.

Второстепенные показатели, которые могут характеризовать потребительские качества установки ГНБ — радиус изгиба колонны штанг (показывает, насколько сильно можно изменять траекторию пилотного бурения), а также расход бентонитового раствора (л./мин., показывает, насколько часто необходимо будет пополнять резервуар смесительного устройства для приготовления бурового раствора).

Краткая справка

ГБПОУ РО «САТК» действует с 19 июля 2001 г., ОГРН присвоен 29 октября 2002 г. регистратором Межрайонная инспекция Федеральной налоговой службы № 26 по Ростовской области. Руководитель организации: директор Сероштан Александр Иванович. Юридический адрес ГБПОУ РО «САТК» — 347628, Ростовская область, Сальский район, поселок Гигант, Крупской улица, дом 6.

Основным видом деятельности является «Образование профессиональное среднее», зарегистрирован 1 дополнительный вид деятельности. Организации ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ «САЛЬСКИЙ АГРАРНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ» присвоены ИНН 2400502479, ОГРН 1233219031102, ОКПО 11286524.

Преимущества метода горизонтального бурения

Наклонные скважины широко используются при добыче нефти, газа и любых полезных ископаемых — они позволяют достичь цели по максимально короткому пути, экономя время и ресурсы. Также с помощью наклонных и горизонтальных проколов ведется прокладка подземных трубопроводов и кабельных магистралей для питания промышленного оборудования. Не менее полезным этот метод будет и в строительстве, причем речь идет как о возведении многоэтажек, так и о частных строительных работах.

Что такое ГНБ в строительстве?

Данная технология позволяет бестраншейную прокладку подземных коммуникаций, что особенно удобно, если на участке есть какие-то преграды — например, нужно провести трубопровод под асфальтированной дорожкой или постройкой. В этом случае рытье траншеи не только занимает больше времени, но и означает, что придется либо обходить преграду, либо после приводить участок в порядок.

Недостатки

Ранние попытки наклонно-направленного и горизонтального бурения были значительно более медленными, чем вертикальные проекты из-за необходимости частых остановок и исследований профиля скважины, а также из-за более медленного бурения породы. Затем, с развитием забойных двигателей и измерительных средств возросла скорость бурения и упростилось измерение.

Для наклонных скважин, зенитный угол в которых не превышает 40 градусов возможно применение традиционных измерительных средств, опускаемых в скважину на кабеле. При больших углах и наличии горизонтальных участков, требуется применять более сложные средства.

Для скважин с большими углами также усложняется профилактика поступления песка в скважину.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации