Теоретический обзор строительства скважин - Бурение скважин с кустовых площадок

Бурение скважин с кустовых площадок

 

 

Кустовым бурением называют такой способ,  при котором устья скважин находятся на общей площадке сравнительно небольших размеров, а забои в соответствии с геологической сеткой разработки месторождения. Впервые этот способ был применен в 1934 г. на Каспии, затем стал использоваться в Пермском нефтяном районе. Особенно бурное развитие он получил в Западной Сибири,  где в настоящее время более 90 % объема бурения выполняется с кустовых площадок.

Бурение скважин кустовым способом имеет целый ряд существенных преимуществ. Прежде всего,  это экономически выгодно, так как при этом значительно сокращаются затраты средств и времени на обустройство площадок под скважины, подъездных путей к ним и других коммуникаций, существенно уменьшаются затраты времени на вышкостроение,  промысловое обустройство скважин, их эксплуатационное обслуживание и ремонт.

Кроме того, кустовое бурение выгодно и с экологической точки зрения, так как  позволяет значительно уменьшить площадь земель, занимаемых под буровыми, а также снизить затраты на природоохранные мероприятия.

Однако широкое развитие кустового способа бурения потребовало разработки новых технологий направленного бурения,  новых технических средств и оборудования.

 

Особенности проектирования и бурения скважин с кустовых площадок

 

clip_image046

Рис. 24.  Оптимальное направление движения станка

При бурении скважин с кустовых площадок в связи с тем,  что устья скважин располагаются близко друг к другу,  возможны  тяжелые  аварии, связанные с пересечением стволов двух скважин. Для предотвращения этого явления при проектировании необходимо учитывать ряд  дополнительных факторов. Основной принцип проектирования состоит в том, что в процессе бурения стволы скважин должны отдаляться друг от друга.  Это достигается, во-первых,  оптимальным  направлением движения станка (НДС) на кустовой площадке,  во-вторых, соответствующей очередностью разбуривания скважин и, в-третьих, безопасной глубиной зарезки наклонного ствола.

Наиболее оптимальным  вариантом бурения с кустовой площадки является такой,  при котором направления на проектные забои скважин близки к перпендикулярным по отношению к НДС, а совпадение НДС и направлений на проектные забои нежелательно и должно быть минимальным (рис. 24).

clip_image048

 

Рис. 25.  Очередность разбуривания

скважин с кустовых площадок

После определения НДС производится проектирование очередности бурения скважин.  Она зависит от величины угла, измеряемого от НДС до проектного направления на забой скважины по ходу часовой стрелки.  В первую очередь бурятся скважины, для которых этот угол составляет 120-240О (I сектор), причем сначала скважины с большими зенитными углами (рис. 25).

Во вторую очередь - скважины, горизонтальные проекции которых образуют с НДС угол, равный 60-120О и 240-300О (II сектор), и вертикальные скважины.  В последнюю очередь бурятся скважины,  для которых указанный угол ограничен секторами 0-60О и 300-360О (III сектор),  причем сначала скважины с меньшими зенитными углами.

Глубина зарезки наклонного ствола при бурении скважин I и II секторов для  первой  скважины  принимается минимальной,  а для последующих - увеличивается.  Во II секторе допускается для последующих скважин  глубину  зарезки наклонного ствола уменьшать только в том случае, если разность в азимутах забуривания соседних скважин  составляет 90О  и более.  Для скважин III сектора глубина зарезки наклонного ствола для очередной скважины принимается меньшей, чем для предыдущей.

Расстояние по вертикали между точками забуривания наклонного ствола для двух соседних скважин, согласно действующей инструкции [4], должно быть не менее 30 м, если разность в проектных азимутах стволов составляет менее 10О; не менее 20 м, если разность азимутов 10-20О;  и не менее 10 м во всех остальных случаях.

Непосредственно в процессе бурения для предотвращения пересечения стволов необходимо обеспечить вертикальность верхней части ствола. Даже небольшое искривление в 1-2О на этом участке,  особенно в направлении движения станка,  может привести к пересечению стволов.  Для предотвращения искривления  необходимо проверить центровку буровой вышки, горизонтальность стола ротора,  прямолинейность всех элементов  КНБК, соосность резьб.

В процессе бурения на план куста необходимо наносить горизонтальные проекции всех скважин.  Однако истинное положение ствола может отличаться от расчетного.  Это объясняется погрешностями при  измерениях параметров искривления и ошибками графических построений. Поэтому зона вокруг ствола скважины с некоторым радиусом r, равным среднеквадратической ошибке в определении положения забоя, считается опасной с точки зрения пересечения стволов.  Величина этого радиуса с достаточной степенью точности может быть принята равной 1,5 % текущей глубины скважины за вычетом вертикального участка, но не менее 1,5 м. Если в процессе бурения соприкасаются опасные зоны двух скважин,  то необходимо замеры параметров искривления производить через 25 м проходки двумя инклинометрами и применять лопастные долота, что снижает вероятность повреждения обсадной колонны в ранее пробуренной скважине. Чаще же,  как показывает практика, пересечение стволов возникает из-за неточностей в ориентировании и несвоевременных замерах параметров искривления.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Направленное бурение является одной из наиболее бурно развивающихся областей в бурении скважин на нефть и газ. Это связано с тем, что все большее число скважин бурится с горизонтальным участком ствола, доля бурения на море возрастает, восстановление бездействующих скважин наиболее эффективно путем зарезки дополнительно ствола. Все это требует разработки новых более надежных технических средств и технологий проводки таких скважин.