Техника технология и технические средства применяемые при реконстру
..pdf2. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Технология бурения ДС по всем операциям, за исключе нием вырезания «окна» в обсадной колонне, совпадает с тех нологией бурения БС. Поэтому все представленные в данном учебном пособии технико-технологические решения, кроме вырезания «окна» в обсадной колонне, в равной степени от носятся к бурению как БС, так и ДС.
Технико-технологические решения разработаны на ос нове отечественной и зарубежной практики бурения БС из эксплуатационных колонн нефтяных и газовых скважин.
Настоящими технико-технологическими решениями ус танавливаются:
-выбор технологической схемы забуривания БС;
-мероприятия по подготовке скважины к забуриванию
ипроведению работ по вырезанию «окна» в эксплуатацион ной колонне;
-технология забуривания и бурения БС;
-технология заканчивания БС (способы крепления бо ковых и дополнительных стволов);
-методы вторичного вскрытия и освоения БС скважи
ны;
-перечень технических средств для бурения и крепле ния БС, контроля траектории бурения.
Технико-технологические решения включают следую щие технологические схемы забуривания и бурения БС:
-вырезание участка эксплуатационной колонны и забу ривание БС с зарезного цементного моста;
-вырезание бокового «окна» в эксплуатационной ко лонне и забуривание БС с клина-отклонителя;
-забуривание ДС из башмака эксплуатационной ко лонны.
Область применения технико-технологических реше
ний:
И
-диаметр эксплуатационной обсадной колонны - 140, 146, 168 мм;
-минимальный радиус искривления ствола скважины
60 м.
Максимальная глубина, максимальная забойная темпе ратура и максимальная длина горизонтального участка опре деляются исходя из геологических условий и технико технологических возможностей применяемого оборудования для бурения БС.
Максимально |
возможное смещение БС |
определяется |
в зависимости от |
радиуса кривизны, глубины |
забуривания |
БС, а также технико-технологическими возможностями бу рового оборудования и инструмента.
Минимально возможное отклонение горизонтальной части БС по вертикали при использовании существующих технических средств составляет ±1 м.
В технико-технологических решениях рассматриваются три основных варианта способов крепления БС хвостовиком:
-без цементирования;
-с манжетным цементированием;
-с прямым цементированием.
Предусмотрены следующие варианты вторичного вскрытия продуктивного пласта:
-вскрытие продуктивного пласта перфораторами, спус каемыми в скважину на колонне насосно-компрессорной трубы (НКТ);
-вскрытие продуктивного пласта перфораторами, спус каемыми в скважину на кабеле;
-вскрытие продуктивного пласта щелевой гидропеско струйной перфорацией.
12
3. ВЫБОР СКВАЖИНЫ ДЛЯ БУРЕНИЯ И СХЕМЫ ЗАКАНЧИВАНИЯ БОКОВОГО СТВОЛА
3.1. Выбор скважины для бурения бокового ствола
Забуривание БС в обсаженных скважинах производится
вследующих случаях:
-ликвидация сложных аварий (смятие эксплуатацион ной колонны, заклинивание инструмента, незапланированное
цементирование колонны бурильных или лифтовых труб и т.п.)> возникших в процессе эксплуатации скважины (капи тальный ремонт скважины);
-вскрытие дополнительных продуктивных мощностей путем проводки ответвлений (в том числе горизонтальных) из ствола низкопродуктивных эксплуатационных скважин;
-восстановление (реконструкция) бездействующего фонда скважин, в том числе ранее ликвидированных по тех ническим или иным причинам (при достаточной сохранности крепи скважины и экономической целесообразности), с це лью вскрытия новым стволом участков с неизвлеченными за пасами углеводородного сырья (целики, экранированные зо ны и т.п.) (п. 4.1 ПБ 08-624-03 [34]).
3.1.1. Бурение бокового ствола при реконструкции эксплуатационной скважины
Выбор скважин-кандидатов производится геологически ми, техническими и экономическими службами предприятий заказчика и подрядчика с привлечением региональных НИИ и осуществляется на основе геолого-гидродинамической мо дели разработки месторождений и технико-экономического обоснования выполнения работ с учетом следующих сведе ний, необходимых для зарезки безаварийной проводки БС:
- техническое состояние скважины-кандидата;
13
-объем ремонтных работ в эксплуатационной колонне;
-устьевое оборудование.
Цементное кольцо за эксплуатационной колонной в ин тервале вырезания «окна» должно быть удовлетворительного качества.
Минимально допустимая величина интервала с плотным контактом цементного камня с сопредельными средами на 10 м выше и 20 м ниже точки забуривания БС.
Подбор скважин-кандидатов осуществляется, как прави ло, с применением компьютерного моделирования процесса разработки залежей или участков залежей.
3.1.2. Бурение бокового ствола при проведении капитального ремонта
аварийной скважины
Выбор скважин-кандидатов производится техническими
иэкономическими службами заказчика и подрядчика. После проведения исследований технического состояния скважины
иприустьевого оборудования на основании технико экономического анализа всех возможных методов ремонта определяется степень эффективности и необходимость вос становления скважины методом зарезки БС.
3.2.Перечень информации для подготовки
необходимой документации при выполнении работ по бурению БС
Для подготовки необходимой документации при выпол нении работ по бурению бокового ствола требуются сле дующие данные:
-месторождение (площадь);
-альтитуда устья;
-магнитное склонение местоположения скважины;
-инклинометрия основного ствола скважины;
14
-конструкция скважины;
-проектная глубина скважины:
•по вертикали;
•по стволу;
-вид бокового ствола (наклонный, горизонтальный);
-рекомендуемый интервал забуривания БС;
-длина горизонтального участка БС;
-зенитный угол и азимут БС в точке входа в продук тивный пласт;
-максимальный зенитный угол бокового ствола;
-допустимое изменение азимута;
-минимальный радиус кривизны БС;
-глубина по вертикали кровли продуктивного (базисно го) пласта;
-значения коридора допуска для проводки горизон тального участка;
-величина репрессии на пласт при вскрытии продук тивного пласта;
-толщина продуктивного горизонта;
-градиенты давлений ниже точки забуривания БС;
-смещение от вертикали точки входа в кровлю продук тивного (базисного) пласта;
-наличие (отсутствие) давления в межколонных про странствах;
-наличие заколонных перетоков в рекомендуемом ин тервале забуривания БС (10 м выше и 20 м ниже точки забу ривания);
-состояние обсадной эксплуатационной колонны;
-состояние цементного камня за обсадной эксплуата ционной колонной;
-способ бурения;
-вид привода;
-тип мобильной буровой установки;
-максимальная масса колонны:
15
•обсадной (хвостовика);
•бурильной;
-тип установки для испытания;
-структура и литология разреза в интервале забурива ния и бурения БС;
-глубины газоводонефтяного контактов;
-возможные осложнения в интервале бурения БС;
-продолжительность цикла восстановления скважины методом бурения БС:
•строительно-монтажных работ;
•подготовительных работ к бурению;
•бурения и крепления;
•испытания скважины в БС;
-схема заканчивания БС и способ его крепления.
3.3. Определение схемы заканчивания бокового ствола
Схема заканчивания БС должна соответствовать литоло гии и структуре продуктивного пласта, предусматривать воз можность проведения ремонтно-изоляционных работ.
Существуют четыре технологические схемы заканчива ния БС:
1.Открытый ствол.
2.Фильтр без цементирования.
3.Сплошное цементирование хвостовика.
4.Манжетное цементирование хвостовика.
Каждая из технологических схем обладает достоинства ми, недостатками и имеет свою область применения, которая определяется прежде всего геологическими факторами.
Открытый ствол (схема 1) имеет следующие преиму щества:
- призабойная зона продуктивного пласта не загрязняет ся цементом;
16
-сокращение сроков восстановления скважины;
-низкая стоимость БС.
Недостатки схемы 1:
-невозможность проводить ремонтно-изоляционные работы;
-заваливание ствола вследствие обрушения стенки скважины.
Рациональной областью применения технологической схемы 1 являются однородные, устойчивые продуктивные пласты, преимущественно карбонатные, при вскрытии на клонным стволом.
Всоответствии со схемой 2 в пробуренном БС устанав ливается хвостовик без цементирования с фильтром или пер форированными обсадными трубами в зоне продуктивного пласта.
Достоинства схемы 2:
- простая технология крепления; - призабойная зона продуктивного пласта не загрязняет
ся цементом; - обеспечивается сохранность ствола;
-имеется возможность проведения работ по очистке ствола.
Кнедостаткам заканчивания БС путем спуска хвостови ка с фильтром без цементирования следует отнести:
- возможность межпластовых перетоков флюида; - высокая вероятность прорыва воды из близко распо
ложенных пластов и обводнение скважины.
Схему 2 целесообразно использовать при наклонном вскрытии однородного пласта в скважинах с герметичным заколонным пространством при отсутствии близкорасполо женных напорных водогазоносных горизонтов.
Заканчивание скважины БС со сплошным цементирова
нием хвостовика (схема 3) с последующей перфорацией в продуктивной части пласта позволяет:
17
-использовать освоенные технологии исследования, цементирования, вторичного вскрытия и освоения скважины;
-обеспечить перекрытие зон поступления пластовой воды и герметичность интервала забуривания БС;
-эксплуатировать переслаивающиеся коллекторы. Недостатками схемы 3 являются:
-загрязнение призабойной зоны продуктивного пласта цементом;
-нарушение крепи в процессе перфорации хвостовика
ибыстрая обводненность скважины.
Область применения:
-продуктивные пласты с хорошими коллекторскими свойствами порового, трещиноватого типа при наличии водо-
игазосодержащих пропластков с различным давлением - при их вскрытии наклонным или горизонтальным стволом;
-продуктивные пласты с низкими коллекторскими свойствами, представленные чередованием устойчивых и не устойчивых пород, при вскрытии наклонным стволом.
Манжетное цементирование хвостовика (схема 4). Пре имущества:
-минимальное загрязнение продуктивного пласта;
-герметичность интервала забуривания;
-возможность селективного размещения фильтров. Недостатки:
-сложная технология цементирования;
-дорогостоящее оборудование.
Целесообразно технологическую схему 4 применять при заканчивавши преимущественно горизонтальных и наклон ных БС в случаях наличия у кровли пласта газовой шапки или близкорасположенных водонапорных горизонтов.
Вариант заканчивания БС рекомендуется выбирать в со ответствии с техническим заданием заказчика на основании детального изучения характеристик пласта и материалов по ранее пробуренным БС.
18
4. ТРЕБОВАНИЯ К ДОКУМЕНТАЦИИ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ ПО БУРЕНИЮ
БОКОВОГО СТВОЛА
Требования к документации для выполнения работ по бурению бокового ствола зависят от решаемых задач.
1.Бурение бокового ствола при капитальном ремонте скважины с невыработанными запасами углеводородов из-за аварий с обсадными колоннами или внутрискважинным обо рудованием осуществляется на основании программы буре ния бокового ствола и планов на проведение всех необходи мых работ (забуривание, бурение БС, крепление и освоение)
врамках существующего проекта на строительство эксплуа тационной скважины (прил. 2-6).
2.Бурение бокового ствола при реконструкции скважи ны, которая связана с необходимостью последующего изме нения конструкции скважины и ее назначения (доразведка месторождения, извлечение запасов из экранированных ло вушек и т.п.), должно производиться по рабочему проекту, разработанному, согласованному и утвержденному в поряд ке, предусмотренном разделом 1.3 ПБ 08-624-03 [34].
Рабочий проект может разрабатываться:
-н а бурение боковых стволов для реконструируемых (восстанавливаемых) скважин, расположенных на одной площади (месторождении) - групповой рабочий проект;
-н а бурение отдельного бокового ствола скважины -
индивидуальный рабочий проект.
Групповой рабочий проект на бурение БС осуществля ется при общности следующих признаков:
- разница глубин расположения вырезаемого «окна»
вобсадной колонне не должна превышать 300 м;
-разница длин БС не должна превышать 300 м. Групповой рабочий проект на бурение горизонтальных
БС может быть использован и при бурении наклонных БС.
19
Групповой рабочий проект на бурение наклонных БС ис пользуется только для проводки наклонных боковых стволов.
Индивидуальный рабочий проект составляется на буре ние БС в условиях с АВПД, в осложненных условиях буре ния, а также в случае, когда требуются индивидуальные тех нико-технологические решения.
Рабочий проект на бурение БС должен соответствовать требованиям проектно-технической документации на разра ботку месторождения.
Разработка рабочего проекта на бурение БС должна вы полняться в соответствии с [8, 10, 11, 13, 14, 16, 20, 26, 34, 36] и другими действующими нормативными и инструктив ными документами.
Групповой или индивидуальный рабочий проект на бу рение БС выполняется проектной организацией на основании технического задания заказчика или подрядчика, согласован ного с заказчиком.
Рабочий проект на бурение БС должен содержать сле дующие сведения:
-существующую и проектную конструкцию скважин
иБС;
-результаты исследования состояния скважины (нали чие заколонных перетоков, межколонных давлений, состоя ние крепи и т.д.) и проектные решения по нормализации ус ловий ведения работ;
-план и мероприятия по ликвидации части ствола вос станавливаемой скважины в интервале от места зарезки БС до текущего забоя скважины;
-интервал установки цементного моста, отсекающего нижнюю часть ствола, и порядок его испытания на прочность
игерметичность;
-интервал зарезки БС;
-перечень технических средств для зарезки БС из экс плуатационной колонны;
20