Введение

1) проектирование;

2) бурение искривленных участков ствола;

3) бурение прямолинейно-наклонных участков ствола;

а) задание направления стволу скважины;

а) характером рельефа местности, не позволяющим бурить вертикальные скважины или требующим для этого сооружения специальных дорогостоящих оснований под буровые вышки ввиду расположения нефтяных пластов под дном моря, озера, реки или болота, при гористом рельефе или при наличии капитальных сооружений на поверхности и др.;

б) геологическими условиями залегания нефтяных пластов, не позволяющими вскрыть их вертикальными скважинами;

в) необходимостью бурения кустовым или многоствольным способом на равнинных площадях, когда это экономически целесообразно и технически возможно;

г) необходимостью бурения вспомогательных скважин для тушения горящих фонтанов.Методы наклонного бурения применяются так же при бурении вторых стволов для ликвидации аварии, и при капитальном ремонте скважин.

Применение технологии наклонно-направленного бурения

Подобный подход к бурению и такие показатели ствола скважины оказываются актуальными при:

  • Разведке на нефть или газ,
  • Многоствольном бурении,
  • Кустовом бурении.

Подобная технология наклонно направленного бурения для добычи нефти и газа самым активным образом развивается с 1990-х годов и на сегодняшний день позволяет создавать скважины с отклоненными участками длиной в несколько километров.

Подобные технологии имеют целый ряд преимуществ, за которые их и ценят столь высоко. Среди таких преимуществ можно отметить возможность создания конечного участка скважины в одном наклоне с пластом, из которого происходит добыча, а это, в свою очередь,
позволяет существенно увеличить продуктивность.

Кроме того, технология наклонно направленного бурения позволяет добраться до тех залежей, к которым фактически нет прямого доступа – к примеру, к тем, что располагаются под озерами или населенными пунктами. При использовании таких технологий удается добраться
с берега до оффшорных месторождений, испытывая при этом минимум сложностей.

Наклонное бурение нефтяных скважин

Предотвращать аварии при использовании таких скважин тоже удается с легкостью, потому как глушащие скважины при наличии фонтанирующих, к примеру, удается создать с безопасного расстояния, и они будут направлены точно к аварийной, чтобы затем закачать
туда глушильный раствор и прекратить фонтанирование.

И, наконец, именно направленное наклонное бурение позволяет организовать кустовое бурение при группировке устьев на небольшой территории, что важно, к примеру, для добычи нефти на воде.

Раздел 1. Проектирование наклонно-направленных скважин

а) целевое назначение скважины;

а) обоснование выбора конфигурации профиля;

б) расчет и построение положения траектории оси ствола наклонно-направленной скважины в пространстве;

компоновки низа бурильной колонны, интервалы работы с этими компоновками, способ ориентирования компоновок, возможная ошибка (расхождение между проектным и фактическим азимутом) при зарезке наклонно-направленного ствола, осевые усилия, возникающие при подъеме инструмента, и допустимые отклонения ствола от проекта.§ 3.

§ 4. Выбор конфигурации профиля производится буровыми организациями (производственно-техническим отделом совместно с геологической службой) и обязательно согласуется с организацией, для которой сооружается данная наклонно-направленная скважина (или группа скважин).§ 5. Выбор конфигурации профиля сводится к определению очередности бурения участков, чтобы обеспечить наиболее благоприятные условия проводки наклонно-направленной скважины.§ 6.

Горизонтальное бурение нефтяных скважин: разбуривание, способы

Профиль должен удовлетворять скоростному и качественному бурению наклонно-направленной скважины, иметь минимальное количество изгибов.§ 7. Профиль скважины должен отвечать двум основным требованиям – он должен быть технически выполнимым и экономически целесообразным.Техническая выполнимость определяется возможностью (при наличии соответствующего бурового оборудования, инструмента и квалификации буровой бригады) пробурить и обсадить ствол сооружаемой наклонно-направленной скважины по выбранному профилю.§ 8.

Разработанные в настоящее время несколько видов профилей для наклонно-направленных скважин делятся на две группы. К первой группе относятся профили, представляющие кривую линию, расположенную в одной вертикальной плоскости (профили обычного типа); ко второй – пространственную кривую линию (профили пространственного типа).

§ 9. Профили обычного типа являются наиболее распространенными и их следует максимально использовать при бурении скважин.§ 10. При разработке целых месторождений платформенного типа, отдельных участков продуктивного пласта и проводке разведочных наклонно-направленных скважин следует применять основные типы профилей, изображенные на рис.1.

Предлагаем ознакомиться  Краткое сообщение о золоте

Отрицательные стороны технологии наклонно-направленного бурения

Однако есть у подобного метода и собственные отрицательные стороны, которые тоже необходимо иметь в виду. Так, в частности, на самом начальном этапе развития данной технологии горизонтальное и наклонно направленное бурение оказывалось проблематичным по
причине невысоких темпов реализации таких проектов – необходимо было часто останавливаться для проверки профиля скважины.

Кроме того, и сам процесс бурения протекал достаточно медленно из-за темпов внедрения в горные породы.

Но, с тех пор как в сфере проработки измерительных средств и создания забойных двигателей произошел прогресс, процессы такого рода были упрощены, а скорость выполнения работ выросла до значительного уровня.

Горизонтальное бурение нефтяных скважин: разбуривание, способы

Традиционные средства измерения оказываются актуальными для скважин с зенитным углом до 40 градусов, и средства для измерения в таком случае опускаются вниз при помощи кабеля. Однако больший наклон и уж тем более горизонтальные участки в рамках таких систем требуют использования других методов контроля над расстояниями. Другая сложность подобных объектов заключается в проблемах профилактики поступления в скважину песка.

Тем не менее существуют ситуации, когда именно этот метод при всех его недостатках оказывается в полной мере оптимальным, и другие варианты лучше вовсе оставлять в стороне. Так что подобного рода сложности отнюдь не делают популярность методики такого рода меньше, а современный прогресс дает все больше и больше возможностей для решения проблем такого рода простыми и легкими путями, так что будущее у подобного метода присутствует, и наверняка в дальнейшем он будет развиваться только активнее.

Приложение 5. Определение осевого усилия, необходимого для подъема инструмента из искривленных участков ствола скважины

§ 35. Набор и снижение угла наклона скважины при бурении забойными двигателями осуществляется соответствующими компоновками низа бурильной колонны.§ 36. Для интенсивного набора и снижения угла наклона рекомендуется применять следующие компоновки (рис.3).

Приложение 5(к § 27 инструкции)

Для участка набора угла наклона

где – осевое усилие, необходимое для подъема инструмента, прикладываемое в начале рассматриваемого участка в Т; – осевое усилие, необходимое для подъема инструмента, прикладываемое в конце рассматриваемого участка в Т; – коэффициент трения металла о породу (см. приложение 16); – вес единицы длины труб с учетом потери веса в жидкости в т/м;

Метод горизонтально направленного бурения технология

Технология горизонтально направленного бурения – наиболее выгодный метод прокладки подземных инженерных коммуникаций, особенно с точки зрения экономии. Объясняется это тем, что традиционные способы прокладки продуктопроводов под землей
более затратные как с точки зрения вложений в технические приспособления, так и со стороны затрат на нужное количество работников и выполняемые ими процессы.

Предлагаем ознакомиться  Жемчуг — магические свойства камня

Сейчас метод горизонтально направленного бурения считается высокотехнологичным способом проведения подземных работ.

Основные преимущества технологии:

  • Минимизация ущерба окружающей среде;
  • Возможность прокладки инженерных коммуникаций в недоступных для открытого способа местах (акватории, ЖД и авто дороги, здания и сооружения);
  • Относительная быстрота процесса;
  • Экономический аспект.

Приложение 6(к § 33 инструкции)

Построение профиля обычного типа осуществляется следующим образом.При построении горизонтальной проекции выбирают точку, принимаемую за устье наклонно-направленной скважины. При помощи транспортира через эту точку в направлении проектного азимута проводят прямую линию и от выбранной точки на ней откладывают в принятом масштабе отрезок, равный длине отклонения забоя от вертикали.

Из конца этого отрезка радиусом в этом же масштабе проводят окружность, ограничивающую допуск на отклонение забоя от заданного положения, установленный для этой наклонной скважины. От точки, принятой за устье скважины, проводят две линии, касательные к окружности.На том же листе миллиметровой бумаги для построения проекции проводят вертикальную и горизонтальную оси координат.

На вертикальной оси от начала координат вниз в масштабе, принятом для вертикальной проекции, откладывают отрезок, равный глубине наклонной скважины по вертикали.Далее наносят конечные точки отдельных участков профиля, которые ранее были вычислены математическим путем. Затем точки соединяют: на прямолинейных участках – по прямой, на участках набора и снижения угла наклона ствола – по дуге радиусом, определяемым при расчете профиля.

Построение профиля пространственного типа осуществляется следующим образом.При построении горизонтальной и вертикальной проекции профиля положение устья скважины на профиле и плане предварительно определяют при помощи восковки, на которой ориентировочно намечены профиль и план скважины в соответствии с практикой бурения в данном районе. Затем производят построение оси скважины на профиле и плане (см. приложение 2).

Горизонтальное бурение нефтяных скважин: разбуривание, способы

Приложение 10(к § 93 инструкции)

1) угла установки отклонителя при бурении с изменением азимута искривления;

2) интенсивности искривления ствола.Углом установки отклонителя называется угол, заключенный между вертикальной плоскостью и плоскостью действия отклонителя (вертикальное положение плоскости определяется большей осью эллипса, получаемого при ориентировании инструмента аппаратом Шаньгина-Кулигина).Интенсивностью искривления называется величина угла, характеризующая изменение направления ствола за 10 м проходки.Прибор (рис.

Приложение 14(к §§ 129 и 140)

Допустимый суммарный угол искривления является суммой всех углов искривления, которые могут быть допущены при бурении ствола наклонно-направленной скважины. Угол искривления для каждого отдельного интервала ствола определяется с учетом изменения угла наклона и азимута по формуле

где – угол наклона в начале интервала в град; – угол наклона в конце интервала в град; – изменение азимута на интервале в град.Допустимый суммарный угол искривления для всего ствола величина непостоянная даже для одной скважины: он либо увеличивается, либо уменьшается по мере бурения ствола.Суммарный угол искривления зависит от глубины: чем выше наблюдается искривление, тем меньше допустимый суммарный угол.При установлении допустимого суммарного угла пользуются следующей методикой.

1. Определить максимальное осевое усилие по формулам (см. приложение 5), считая, что верхняя часть прямолинейного участка ствола, равная 30% протяженности ствола, искривляется на всем протяжении с максимально допустимой интенсивностью, а при бурении последующих участков ствол сохраняет проектное положение.

2. Оценить возможность проводки скважины при осевых усилиях, достигающих рассчитанной величины.

Предлагаем ознакомиться  Как называется розовый камень - Other

3. Если бурение скважины может быть осуществлено, подсчитать величину суммарного угла и выдать его в виде допуска на весь ствол.

Приложение 17

горизонтальная проекция

вертикальная проекция

где – интервал между точками измерений в м; – полусумма углов наклона в начале и конце данного интервала (средний угол наклона) в град.Если же фактический азимут значительно отличается от проектного, необходимо в величину горизонтальной проекции вносить поправку, равную , между азимутом плоскости, в которой решено строить профиль, и фактическим азимутом ствола в данной точке. Тогда формула для горизонтальной проекции принимает вид

Глу-
бина ствола, м

Рас-
сто-
яние между точ-
ками изме-
рения, м

Угол наклона, град

Азимут, град

Гори-
зон-
таль-
ная проек-
ция интер-
вала, м

Сумма гори-
зон-
таль-
ных проек-
ций, м

Верти-
каль-
ная проек-
ция интер-
вала, м

Сумма верти-
каль-
ных проек-
ций, м

в начале интер-
вала

в конце интер-
вала

сред-
ний

в начале интер-
вала

в конце интер-
вала

сред-
ний

Профили пространственного типа строят по методике ГрозНИИ или Краснодарского НИИ.При бурении скважин обычно пользуются магнитным азимутом. Для получения дирекционного угла значение магнитного азимута необходимо исправить на величину, равную сумме значений скольжения магнитной стрелки к сближения меридианов.

Что собой представляют буровые установки для горизонтально-направленного бурения

Из чего же состоит комплекс? В его состав входит непосредственно буровая установка и узел приготовления раствора для процесса бурения.

Все оборудование может вполне поместиться в небольшой трейлер, что делает такую установку мобильной, автономной. Поэтому перевозить такой комплекс можно на любое расстояние.

Преимуществом технологии является быстрый монтаж (2-4 часа). С применением методики время производства работ сокращается примерно в 1,5 раза.

За одну смену бригаде удастся проложить примерно 100 м трубопровода, если они будут пользоваться методом горизонтально направленного бурения, технология которого доступна всем современным компаниям, добывающим нефть.

Стоит отметить, что такие установки способны работать с поверхности земли, в отличие от традиционных приспособлений, для которых роются котлованы или небольшие углубления. Это не нарушает плодородный слой грунта, не оказывает пагубное влияние на экосистему.

Для ГНБ используются специальные комплексы, устанавливающиеся на поверхностном слое грунта. Глубина установки не должна превышать 15 м. Бурение производится по предварительно заданной траектории. При этом отверстие после бурения имеет незначительный диаметр.

Преимущество методики – в высокой точности системы геолокации. Максимально допустимое отклонение прибора – 0,1%. Т.е. из 100 метров отклонение может быть не более 10 см. Это позволяет без каких-либо затруднений определять координаты буровой головки и прокладывать трассу согласно проекту.

Только после проделанных работ скважина расширяется до большего диаметра, который позволит провести монтаж системы трубопроводов.

Нефтегазовая промышленность на данный момент играет основную роль в экономическом продвижении государства, являясь самой конкурентоспособной сферой производства на мировом пространстве. Поэтому стоит уделять как можно больше внимания усовершенствованию
технологий, развитию существующих, таких как горизонтально направленное бурение.

Современное производство оборудования для нефтегазовой промышленности обычно осуществляется с участием программного обеспечения. Для эксплуатации такого рода технологий требуется высокий уровень подготовки.

Благодаря квалифицированным кадрам, а также применяемым технологиям и методикам, сегодня нефтегазовое приспособление ничем не уступает западным аналогам, а касательно ценовых характеристик занимает более выгодные места.