Классификация горизонтальных скважин по радиусам искривления ствола

Ответ на вопрос: «Классификация горизонтальных скважин по радиусам искривления ствола».

Горизонтальный участок может быть выполнен в виде восходящей или нисходящей дуги окружности, т.е. быть вогнутым или выпуклым, а также прямолинейным или волнообразным. В зависимости от угла падения продуктивного пласта горизонтальный участок может быть расположен под любым заданным углом к вертикали, в том числе и под углом 90°.

Профиль горизонтального участка скважины учитывает, прежде всего, цель строительства ГС, которая заключается в продольном вскрытии продуктивной части нефтегазосодержащего пласта. Поэтому геометрия горизонтального участка соответствует форме той части пласта, где располагается горизонтальный участок. Другими словами, горизонтальный участок должен располагаться вдоль продуктивной части пласта и не выходить за границы нефтегазосодержащей его части.

Таким образом, основные параметры, определяющие геометрию горизонтального участка, следующие:
β – зенитный угол;
Sн – протяжённость горизонтального участка по пласту (длина проекции на горизонтальную ось);
Т1 и Т2 – предельные отклонения горизонтального участка в поперечном направлении.

Виды профилей завершающей части горизонтальной скважины:
1 – синусоидальный. Используем, когда перемежающиеся пропластки, так как мы вскрываем все участки.
2 – восходящий. Гравитационный режим, опасность прорыва воды.
3 – нисходящий. Традиционная схема.
4 – параллельно кровле (подошве).
5 – пологий.

Назначение направляющей части профиля горизонтальной скважины заключается в выведении ствола под определенным углом в точку продуктивного пласта с заданными координатами. Поэтому при расчете этой части профиля горизонтальной скважины кроме проектной глубины и отклонения ствола скважины от вертикали необходимо задавать значение зенитного угла на проектной глубине. Кроме того, как правило, задается радиус кривизны участка увеличения зенитного угла скважины.

    Преимущества горизонтальных и разветвлено-горизонтальны скважин:

  1. увеличение области дренирования — повышения поверхности вскрытия п.п., обеспечивающих повышения производительности эксплуатационной скважины и увеличения степени извлечения углеводородов, повышения конечного коэффициента нефте-газоотдачи пласта;
  2. снижение удельных объёмов подготовительных и строительно-монтажных работ, сокращение объёмов буровых работ;
  3. увеличение сроков безводной эксплуатации скважин за счет снижения перепадов давления на п.п.;
  4. повышение эффективности создания и эксплуатации подземных хранилищ газа;
  5. эффективная разработка морских месторождений, месторождений находящихся в труднодоступных регионах;
  6. повышение эффективности разработки месторождений с трудноизвлекаемыми запасами высоковязких нефтей, разработке сложнопостроенных коллекторов (низкопроницаемые неоднородные пропластки);
  7. повышение эффективности разработки п.п. малой толщины;
  8. восстановление бездействующих скважин методом зарезки и бурения дополнительных горизонтальных стволов из эксплутационных колонн ранее пробуренных скважин;
  9. кустовое размещение устьев горизонтальных скважин позволяет оптимизировать их наземную обвязку и автоматизировать процесс управления скважинами.
    Недостатки:

  1. удорожание стоимости строительства горизонтальной скважины и разветвлено горизонтальной;
  2. сложности в выборе режима отработки долота с сохранением устойчивости ствола скважины и выбора гидравлической программы промывки;
  3. затруднения в освоении и вызове притока горизонтального ствола; невозможность определения интервалов освоения горизонтального ствола;
  4. непременное условие – хорошее знание нефтепромысловой геологии месторождения и геологического строения п.п;
  5. неопределенность места прорыва пластовых вод при эксплуатации скважины;
  6. сложности проведения геофизических и гидродинамических исследований, требующих разработки специальных технических средств (гибких труб) и технологий;
  7. затруднения в выборе методов технических средств и технологии проведения ремонтно-восстановительных работ.

Горизонтальные скважины характеризуются радиусом искривления криволинейного участка, по которому приходят к горизонтальному участку.

На практике обычно выделяют три основных типа скважин

Большой радиус
R > 191 м; i < 3°/10 м

Средний радиус
30 м ≤ R ≤ 191 м; 19,1°/10 м ≤ i ≤ 3°/10 м

Малый радиус
12 м ≤ R ≤ 30 м; 4,775°/1 м ≤ i ≤ 1,91°/1 м

Короткий радиус
6 м ≤ R ≤ 12 м; 9,55°/1 м ≤ i ≤ 4,775/1 м

Ультракороткий радиус
Rультракороткий < 6 м; i > 9,55°/1 м

Достоинства и недостатки профилей с большим радиусом искривления

    Достоинства

  • Более низкая интенсивность резких перегибов (DLS)
  • Длинный горизонтальный участок (по сравнению с профилем с малым радиусом искривления)
  • Возможность достижения большого горизонтального отклонения забоя от устья в плане
  • Пригодность технологий и оборудования, используемых для обычного направленного бурения
  • Увеличение доли роторного бурения позволяет улучшить показатели строительства скважины
  • Использование стандартных бурильных и обсадных труб
  • Уменьшение ограничений на диаметры скважины и оборудования
  • Возможность расширения диапазона схем заканчивания
  • Большая приспособленность к геофизическим исследованиям скважины и отбору керна
  • Возможность бурения компоновками, включающими забойный двигатель с регулируемым углом перекоса
    Недостатки

  • Большая протяженность участков скважины, на которых необходимо контролировать траекторию
  • Большая протяженность открытого ствола (возможно больше осложнений)
  • Увеличивается общая глубина скважины по стволу
  • Возможно увеличение стоимости строительства скважины
  • Требуется больше обсадных труб

Преимущества и недостатки профилей со средним радиусом искривления

    Преимущества

  • Уменьшение длины открытого ствола по сравнению с профилем скважины с большим радиусом искривления
  • Применение обычного бурового оборудования
  • Можно уменьшить крутящий момент и усилие на крюке при подъеме
  • Управление траекторией скважины осуществляется на более коротком интервале. Сочетание меньшего изгиба и более редкой смены конструкций компоновки облегчает получение равномерной интенсивности набора зенитного угла
  • Возможность обеспечить, по сравнению с искривлением скважины по малому радиусу, большое горизонтальное отклонение
  • Более широкий диапазон вариантов заканчивания по сравнению с малым радиусом. Возможность проводить каротаж и отбор керна
  • Уменьшение ограничений по диаметру скважин в диапазоне 98-311 мм (3 7/8 — 12 1/4 дюйма)
  • Возможность многозабойного бурения из одной скважины
    Недостатки

  • Могут потребоваться некоторые специальные инструменты, например КНБК с двойным перекосом
  • Требуются специальные методы бурения (например, отсутствие вращения бурильной колонны при работе КНБК на участке набора зенитного угла затрудняет очистку скважины). Если требуется вращение бурильной колонны (например, для проработки скважины), большие циклические напряжения изгиба ускоряют усталость материалов элементов
  • Могут потребоваться соединения, не соответствующие стандарту АНИ, более дорогие обсадные и бурильные трубы
  • Более высокие интенсивности при резком перегибе ствола (по сравнению с профилем скважины, пробуренной по большому радиусу) ограничивают возможности каротажа и схемы заканчивания скважины.

Малый радиус. Так как профиль скважины с малым радиусом искривления используется для многозабойного бурения, большинство скважин с малым радиусом искривления заканчивают открытым стволом. Иногда спускают хвостовик со щелевидными отверстиями.

Вопросы для подготовки к госэкзамену по специальности «Бурение нефтяных и газовых скважин»

Поделитесь с друзьями: