Пособие по проектированию профилей - Технологические аспекты строительства радиально-разветвленных горизонтальных скважин

 

8 Технологические аспекты строительства радиально-разветвленных горизонтальных скважин

 

8.1 Строительство радиально-разветвленных горизонтальных скважин (РРГС) производится путем создания расчетного количества стволов, их проводке по пласту в практически одной горизонтальной плоскости с направлением стволов в соответствии с разными азимутами. Количество ответвлений и протяженность горизонтальных стволов может колебаться в широких пределах от двух и более в зависимости от горно-геологической характеристики, толщины и ожидаемой производительности продуктивного пласта, а также от технико-технологических условий бурения РРГС. Метод строительства РРГС находит все более широкое применение при разработке нефтегазовых месторождений, так как при этом методе обеспечивается значительный прирост добычи продукции пласта по сравнению с одноствольными горизонтальными скважинами, при сопоставимых условиях их эксплуатации.

 

Радиальные ответвления производятся из одного ствола, причем чаще всего из обсаженной эксплуатационной колонны, хотя в отдельных случаях при устойчивых породах продуктивного пласта применяется также строительство РРГС в открытом стволе. Для удобств практического использования метода ниже приводится описание последовательности выполнения технологического процесса строительства РРГС на конкретном примере.

 

Проектируется строительство РРГС с четырьмя ответвлениями (рис. 21), из которых ствол №1 является основным и прокладывается в середине продуктивного пласта на глубине 2005 м по вертикали в азимуте (условно) clip_image918. Остальные ответвления №2, 3, 4 бурятся из основного ствола путем вырезания «окна» в эксплуатационной колонне и продолжения бурения в пласте до проектной глубины. Азимуты искривления ответвлений равны, соответственно: clip_image836 = 90°, clip_image838 = 180°, clip_image840 = 270° рис. 21. Радиальные стволы прокладываются на расстоянии одного метра по высоте, считая от линии середины пласта к его кровле.

 

clip_image923

Рис. 21 Схема разветвления радиально-горизонтальной скважины

 

 

 

Основными исходными данными являются: глубина кровли продуктивного пласта clip_image602 = 2000 м; толщина пласта clip_image674 = 10 м. Общая протяженность ствола каждого ответвления в отдельности в пределах clip_image927 = 150 м. Проектное отклонение ствола скважины от вертикали на глубине кровли продуктивного пластаclip_image693 = 500 м.

 

Первым бурится основной ствол №1 РРГС (рис. 21-23).

 

Параметры профиля и конструкция основного ствола представлены в табл. 19, 20 и на рис. 23. Строительство этого ответвления осуществляется по известной технологии бурения горизонтальных скважин. На глубине clip_image602 = 2000 м зенитный угол ствола равен clip_image143=79,33°. Далее, в интервале от 2000 до 2005 м по вертикали, что соответствует глубине середины продуктивного пласта; ствол скважины искривляется до clip_image004 = 90°, интервал искривления по стволу - 2246-2300 м и бурение скважины долотом диаметром 215,9 мм продолжается до глубины 2450 м со стабильной величиной clip_image931 = 90°.

 

Таким образом, основной ствол №1 имеет протяженность ствола в продуктивном пласте, равную 204 м, из которых 150 м горизонтального ствола. Общее отклонение ствола от вертикали составляет clip_image933 = 703 м. На глубину 2300 м по стволу в скважину спускается эксплуатационная колонна диаметром 177,8 мм. Затем устье скважины оборудуется превентором, и внутрь колонны спускается бурильный инструмент для разбуривания цементного стакана и дохождения до забоя. После соответствующей подготовки ствола в интервале от 2300 до 2450 м в скважину спускаются фильтровые трубы типа насосно-компрессорных труб (НКТ) диаметром 101,6 мм. Верхняя часть фильтровых труб оборудуется проходным пакером, а также устройством для подвески НКТ внутри обсадной колонны диаметром 177,8 мм.

 

 

Следует отметить, что основной ствол №1 может быть продолжен практически на любой глубине в пределах продуктивного пласта в зависимости от глубины эффективной нефтенасыщенности пласта. Кроме того, возможны различные варианты конструкции призабойной части ствола скважины (обсаженный ствол, открытый ствол, фильтровые трубы и т.д.).

 

Строительство радиального ствола №2 (рис. 21, 22, 24), производится путем вырезания «окна» в эксплуатационной колонне диаметром 177,8 мм и бурения ствола расчетной протяженности от 2282,5 до 2432,5 м. Параметры профиля ответвления №2 приведены в табл. 21 и на рис. 24. Для вырезания «окна» в колонне используется уипсток, плоскость искривления которого ориентируется в заданном азимуте. Уипсток снабжен в нижней части якорем для надежной его фиксации. Глубина установки уипстока - 2004,5 м по вертикали, то есть на 0,5 м выше, чем уровень горизонтального ствола №1, что соответствует глубине 2282,5 м по длине ствола. В интервале от 2282,5 до 23000 м зенитный угол с 86,5° увеличивается до clip_image931 = 90°.Затем в интервале от 23000 до 2432,5 м ствол скважины бурится горизонтальным (долото диаметром 155,6 мм). Состав компоновки низа бурильной колонны и параметры режима бурения на всем интервале от «окна» до окончания интервала бурения ответвления, приводятся в п.8.3.

 

В пробуренный ствол на глубину 2432,5 м (по стволу) спускаются фильтровые трубы - НКТ диаметром 88,9 мм, верхняя часть которых в открытом стволе оборудуется затрубным проходным пакером (рис. 22). Бурится радиально-разветвленный ствол №3 (рис. 21, 22, 24), с предварительным вырезанием «окна» в эксплуатационной колонне. Уипсток устанавливается на глубине 2004 м по вертикали, что на 0,5 м выше глубины зарезания ответвления №2. Это соответствует глубине скважины по стволу - 2275,8 м и расстоянию 6, 7 м от первого «окна». В интервале ствола от 2275,8 м до 2300 м в пределах продуктивного пласта зенитный угол с 85,16° увеличивается до clip_image931 = 90°. Далее со стабильным углом скважина углубляется на 125,8 м (рис. 24). На глубину 2425,8 м спускаются фильтровые трубы диаметром 88,9 м, и также, как в ответвлении №2, верхняя часть НКТ оборудуется проходным пакером.

 

Бурится четвертый радиально-разветвленный ствол скважины (рис. 21, 22, 24). Параметры профиля представлены в табл. 21 и на рис. 24. Глубина точки зарезки по стволу - 2266,6 м, по вертикали - 2300 м. Расстояние между «окнами» №3 и 4 составляет 9,2 м. Технологический процесс вырезания «окна» в обсадной колоне, бурение и заканчивание ответвления №4 такие же, как и в ответвлениях №2 и 3.

 

 


clip_image939

Рис. 22 Вариант заканчивания РРС и обвязки внутрискважинного оборудования

 

 

 

clip_image941

Рис. 23 Проектный профиль и конструкция основного ствола № 1 радиально-горизонтальной скважины

 

 

Таким образом, проектируемая РРГС с четырьмя радиально-разветвленными стволами имеет общую протяженность в продуктивном пласте, равнуюclip_image943. Так как расстояние между устьями стволов составляет всего 2 м (по вертикали), то фактически эксплуатация пласта будет осуществляется в одинаковом режиме, что должно обеспечить зна­чительный рост добычи нефти (газа).