Тема 6. Искривление скважин, бурение наклонных скважин.

 

 

Студент должен:

 

знать: причины и последствия искривления вертикальных скважин, меры по предупреждению самопроизвольного искривления скважин, технику и технологию бурения наклонно-направленных скважин, сущность кустового бурения, особенности технологии бурения скважин с горизонтальным вхождением в пласт;

уметь: рассчитывать профиль наклонно-направленной скважины.

 

Возможные направления ствола скважины в процессе бурения. Борьба с искривлением вертикальных скважин. Параметры, характеризующие положение скважины в пространстве. Компоновка низа бурильной колонны (КНБК) для борьбы с искривлением скважин.

Контроль за положением ствола скважины. Содержание инюшнограммы.

Бурение наклонно направленных скважин. Профили наклонных скважин. Расчет и построение профиля наклонно направленной скважины.

Отклоняющие устройства. КНБК для управления траекторий ствола наклонно направленной скважины. Особенности технологии бурения наклонно направленных скважин. Забойное ориентирование отклонителей. КНБК для безориентированного бурения. Телеметрические системы для ориентирования отклоняющих компоновок.

Кустовое бурение скважин. Бурение многозабойных и горизонтальных скважин.

 

Литература: 1, с. 283...313.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

 

Ствол скважины при любом способе бурения отклоняется от вертикали. Искривление вертикальных скважин влечет за собой нарушение сетки разработки месторождений, приводящей в конечном итоге к снижению^суммарного дебита и необходимости бурения дополнительных скважин, кроме того, возникает быстрый износ бурильной колонны, замедление спуско -подъемных операций, затруднение при спуске обсадных колонн и невозможность их качественного цементирования, рост аварийности ИТ. д."

Из этого следует, что при бурении вертикальных скважин необходимо строго лимитировать величину угла искривления, а для этого необходимо, знать причины и закономерности искривления, а также мероприятия по их предупреждению.

Причины самопроизвольного искривления скважин делятся на три группы: геологические, технические и технологические.

Борьба с самопроизвольным искривлением состоит в проведении комплекса мероприятий, которые направлены на устранение большинства технических факторов, регулировании технологических факторов и снижения влияния геологических. Основным

мероприятием, направленным наnpfJiyapcxmwusискришит вертикальныхскеазККи, является правильный подбор компоновки низа /курильной колонку, обеспечивающей проходку скважины с высокими показателями работы долота в самых разнообразных условиях. В практике буровых работ для предотвращения искривления скважин используют КНБК основанные на принципах: отвеса или маятника, жесткого центрирования, гироскопа.

В настоящее время широко применяется бурение наклонно направленных скважин, в связи с тем, что в ряде случаев технически затруднено или экономически не целесообразно строить вертикальные скважины.

В основном буреиие накионно направленных скважин осуществляется с помощью забойных двигателей. Сущность такого бурения заключается в использовании такой компоновки нижней части бурильной колонны, при которой на долоте создается отклоняющая сила перпендикулярная его оси и непрерывно действующая в течение всею процесса в нужном азимуте. Темп искривления скважины определяется величиной этой силы, зависящей от конструкции отклоняющего приспособления и места его установки в нижней части бурильной колонны, механическими свойствами пород и условиями их залегания, типом долота и забойного двигателя, а также применяемым режимом бурения. Бурение скважин по заданному профилю возможно в том случае, когда начиная с момента забуривания наклонного участка, отклонитель точно ориентируется в проектном азимуте. В качестве отклонителей применяются: кривой переводник, шарнирный отклонитель,- регулятор угла, децентратор забойного двигателя, турбинные отклонители, механизм искривления.

Ориентировать отклонитель можно в процессе спуска бурильной колонны путем контроля за его положением во время навинчивания каждой свечи (ориентированный спуск) или после спуска бурильной колонны с использованием специальных приборов, фиксирующих положение плоскости искривления отклонителя по отношению к плоскости скважины (забойное ориентирование).

Успешное освоение техники и технологии бурения наклонных скважин привело к использованию следующих его разновидностей: кустовое, горизонтальное, горизонтально-разветвленное бурение.

При кустовом бурении устья скважин группируются на общей площадке, а забой находится в точках, соответствующих геологической сетке разработки. Такое бурение позволяет значительно сократить строительно-монтажные работы и улучшить обслуживание эксплуатационных скважин. При кустовом бурении необходимо учитывать возможность пересечения стволов скважин. Очередность бурения скважин в кусте при расположении устьев в одну линию определяется величиной угла, измеряемого от направления движения станка до проектного направления на скважину по ходу часовой стрелки.

Горизонтальные скважины бурят с целью увеличения поверхности фильтрации.

Для контроля состояния и управлением профиля ствола скважины в процессе бурения используют различные инклинометрические приборы и телеметрические системы.

Инклинометрические приборы служат для измерения азимутального и зенитного угла, а также угла установки отклонителя в скважине в процессе её бурения для построения по полученным данным плана и профиля скважины.

Группа приборов и систем, не требующих остановки процесса бурения для получения информации о положении забоя принято называть телеметрическими системами. По виду канала их можно разделить: с проводным каналом связи, по импульсам давления (гидравлический канал), с электромагнитным каналом связи по породе и по колонне бурильных труб, акустические системы.

 

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Причины и отрицательные последствия самопроизвольного искривления скважин.

2. Меры предупреждения искривления вертикальных скважин.

3. Как осуществляется контроль за положением ствола скважины в пространстве?

4. Область применения наклонно направленного бурения.

5. Какие существуют типы профилей наклонных скважин?

6. Отклоняющие устройства: типы и область их применения.

7. Методика ориентированного спуска инструмента.

8. Забойное ориентирование отклонителей.

9. Кустовое бурение.

10. Особенности бурения горизонтальных скважин.

 

Тема 7. Разобщение пластов

Студент должен:

 

знать: цель и способы разобщения пластов, типы обсадных колонн, характеристику обсадных труб, технику и технологию цементирования затрубного пространства обсадных колонн;

 

уметь: выбирать и графически изображать конструкцию скважины, производить расчет цементирования обсадной колонны.

 

Цель крепления скважин и способы разобщения пластов. Выбор конструкции скважины. Типы обсадных колонн и их назначение. Схемы конструкций забоев при закачивании скважин. Требования при выборе интервалов цементирования. Характерные особенности конструкций газовых скважин. Конструкции обсадных труб, размеры, условные обозначения. Устройства и приспособления для оснащения обсадных колонн. Спуск обсадной колонны в скважину. Технология одноступенчатого, двухступенчатого, манжетного цементирования скважин. Цементирование хвостовиков.

Тампонажные материалы. Требования к цементным растворам. Свойства цементных растворов и их регулирование.

Оборудование для цементирования скважин.

Подготовительные работы и процесс цементирования. Заключительные работы и проверка результатов цементирования.

 

Литература: I, с. 318...372.

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

 

Разобщение пластов представляет собой комплекс операций, включающих крепление ствола скважины путем спуска в нее обсадных колонн и изоляции пластов с различным характером насыщения друг от друга путем заполнения заколонного пространства цементным (тампонажным) раствором (цементирование или тампонирование).

При креплении каждой скважины главное внимание уделяется выбору и обоснованию конструкции скважины.

Конструкция скважины включает в себя число спущенных в скважину колонн, размеры колонн (наружный диаметр, длина, толщины стенки), диаметры ствола под каждую колонну, местоположение интервалов цементирования. При выборе конструкции скважины руководствуются геологической характеристикой разреза, физико- механическими свойствами пород, интервалами возможных осложнений. Для выбора числа обсадных колонн и глубины их спуска используется совмещенный график изменения пластового давления, давления гидроразрыва пород и гидростатического давления столба промывочной жидкости, построенный на основании исходных данных в координатах глубина-эквивалент градиента давления. Все обсадные колонны по своему назначению подразделяются на: направление, кондуктор, промежуточную (сплошная, хвостовик, летучка), эксплуатационную колонны.

Наиболее ответственным этапом разобщения пластов является цементирование скважин. Тампонажные материалы, применяемые для цементирования классифицируются по следующим признакам: по виду клинкера и составу основных компонентов, температуре применения, средней плотности тампонажного раствора, устойчивости к воздействию агрессивных пластовых вод, объемным деформациям при твердении. Существуют следующие методы цементирования: одноступенчатое, двухступенчатое, встречная заливка, цементирование хвостовиков, манжетное цементирование, ремонтное цементирование, которые выбираются исходя из глубины, условий залегания нефтяных и газовых пластов, степени их насыщенности, литологического состава, проницаемости, давления и температуры. Чаще всего применяют одно- и двухступенчатое цементирование. Необходимо рассмотреть технологию этих методов, применяемое оборудование и обратить внимание на мероприятия по повышению качества цементирования.

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

 

1. Понятие о конструкции скважины. Факторы, определяющие конструкцию скважины.

2. Особенности конструкции газовых скважин.

3. Выбор рациональной конструкции скважины.

4. Обсадные трубы.

5. Подготовка обсадных труб к спуску в скважину.

6. Подготовка бурового оборудования к спуску обсадной колонны.

7. Подготовка ствола скважины к спуску обсадной колонны.

8. Спуск обсадной колонны в скважину.

9. Технологическая оснастка обсадной колонны.

10. Тампонажные материалы.

11. Технология одноступенчатого цементирования.

12. Технология двухступенчатого цементирования.

13. Технология манжетного цементирования.

14. Технология цементирования хвостовиков.

15. Оборудование для цементирования скважины.

16. Проверка качества цементирования.

17. Обвязка обсадных колонн. Проверка герметичности колонны.

18. Техника безопасности, охрана окружающей среды и недр при цементировании скважин.