Технология бурения горизонтального участка скважины

Обновлено: 05.10.2024

Наклонно-горизонтальное бурение – технология бурения скважин, пространственное положение которых отклоняется от вертикальной линии по любому направлению, вплоть до полного горизонтального расположения. Наклонными принято считать скважины, которые отклоняются от вертикали больше, чем на 2 градуса.

Процесс горизонтально-наклонного бурения

Наклонно-направленное бурение выполняется с помощью специальной конструкции буровой штанги и головки с гибким соединением, что позволяет изменять направление движения бура внутри грунта, в процессе работы.

Способы бурения скважин

Наклонные скважины в целом и горизонтальные в частности можно пробурить несколькими способами.

Основными методами считаются следующие технологии бурения:

Направленная работа.
Сервисное инсталляционное бурение.
Направленный процесс внутриразломного типа.

Стоит заметить, что второй метод обычно проводится вместе с прокладкой коммуникаций под землей, а третий способ чаще применяется в угольном пласте, поскольку в этом случае может потребоваться отведение газа.

В РОССИИ НЕТ ПРЕДПОСЫЛОК К СЕРЬЕЗНОМУ ПРОРЫВУ В КИБЕРНЕТИЗАЦИИ ПОДЗЕМНОГО ПРОСТРАНСТВА

Технология горизонтального бурения

Перед строительством скважины разрабатывается проектная документация, в которую входит геологическая, техническая и экономическая части проекта. Основным документом на бурение скважины является ГТН (геолого-технический наряд).

Бурение горизонтальной скважины выполняют в несколько этапов:

бурение вертикального ствола с креплением обсадной колонной (кондуктор)
бурение с набором кривизны (зенитный угол) и направления (азимут), крепление ствола технической колонной
бурение с набором кривизны, стабилизация угла, вход в продуктивный пласт под малым углом, проходка горизонтального участка, спуск эксплуатационной колонны или хвостовика.

Наиболее сложный этап – бурение с набором кривизны. Приходится работать с применением телеметрии и специальных отклонителей. Информация о положении бурильной колонны выводится на экран, где оператор видит реальное положение колонны в скважине, сравнивает с проектным, передает бурильщику команды, корректируя направление.

При бурении технической колонны важно набрать необходимый зенитный угол и азимут. После крепления технической обсадной колонны начинается ответственный участок продолжения набора кривизны и стабилизации угла, чтобы ствол скважины перед заходом в продуктивный пласт имел угол близкий к 80 градусам, а в пласте двигался горизонтально.

Современные методы бурения используют забойные двигатели и долота, которые могут изменять направление бурения с использованием промывочной жидкости. В таком случае инженер может ориентировать буровое долото компьютерной программой с использованием сигналов позиционирования для определения местоположения долота относительно нефтяного или газового пласта.

Протяженность горизонтальных участков постоянно растет и отклонение от вертикального ствола на 1000 м уже давно перекрыто, рекорд составляет более 11 000 м.

Преимущество горизонтального бурения очевидно: повышение нефтеотдачи пласта. Даже на давно разведанных и эксплуатируемых площадях применяют метод боковой перфорации вертикальных колонн с последующим бурением горизонтальных ответвлений в продуктивном пласте.

Время больших открытий месторождений углеводородов заканчивается, впереди перспектива разработки месторождений с применением горизонтального бурения и последующим ГРП (гидроразрывом пласта).

ТОП-5 инноваций в бурении нефтяных скважин

Скважины в нефтяной промышленности

Многоствольные скважины: развитие технологии

Бурение кислотой и древовидные скважины

Применение способа горизонтального бурения

Подобный способ не только способствует увеличению количества добываемой нефти с уже эксплуатируемых месторождений. Он также позволяет с успехом разрабатывать участки, работа на которых при бурении обычной скважины считается непродуктивной и нерентабельной.

Подобный способ приносит успех в использовании в ряде случаев:

Неисправности бурового оборудования.
Месторождение нефти, расположенное в труднодоступной части для обычной технологии работы.
Добыча нефти, залегающей на дне крупного водоема (океан или море).

Поломки бура могут происходить из-за залегания особо твердых пластов на пути к месторождению. Также бур может заклинить на месте разработки, и извлечь из горной породы его уже невозможно. Чтобы продолжить разработку и одновременно обойти слишком прочный слой, можно применить бурение горизонтальной скважины под углом или параллельно.

В ряде случаев стандартное бурение скважины заменяется технологией горизонтальной прокладки из-за сложного рельефа, близкого расположения к водоему. Кроме того, такой метод дает возможность быстрее и легче достичь нужного слоя породы и выбрать наиболее комфортное место для извлечения нефти.

В случае, если нефть находится на океаническом или морском дне, горизонтальное бурение потребует минимальных затрат, в то время как стандартная технология требует установки морской платформы, что обойдется весьма недешево. Таким же образом можно устраивать подземные хранилища нефти.

посетителей сайта

Ключевые слова: трудноизвлекаемые запасы, горизонтальная скважина, многоствольная скважина, геонавигация, буровой сервис, кибернетизация подземного пространства

Keywords: hardly extractable reserves, horizontal well, multi-hole well, geo-navigation, drilling service, cybernetics of underground

статьи: 23133

Применяемое оборудование

Оборудование для горизонтального бурения можно условно разделить на несколько видов: машина для ГНБ, локационная система для ГНБ, вспомогательные устройства – буровые вертлюги, скобы, фиксаторы.

Применение локационной системы при ГНБ

Локационная система для ГНБ. Без наличия такой системы невозможно в полной мере контролировать наклонно направленное бурение, так как в процессе работы бур находится вне зоны видимости.

Чтобы бурение не привело к непредсказуемым последствиям (разрушение существующей прокладки коммуникаций, поломка оборудования из-за подземных преград), и для того, чтобы в полной мере контролировать точность бурения скважины, используется специальная геолокационная система.

Такое устройство состоит из двух основных частей: мини зонд, который устанавливается на буровую головку, и аппарат для отслеживания его показателей. Когда осуществляется наклонно направленное бурение, этой системой управляет оператор, который считывает всю информацию, поступающую с мини зонда, и на её основе корректирует процесс бурения.

Применение мини зонда является незаменимой частью процесса ГНБ.

Буровая машина. Наклонно направленное бурение выполняется дорогостоящим профессиональным оборудованием. Промышленные машины для ГНБ имеют рамные конструкции: они состоят из кузова, двигателя, работающего на дизельном топливе, и ходовой части. В свою очередь функциональная часть имеет следующие элементы: буровой лафет, гидростанция с шлангом для подачи воды, и панель для управления процессом.

Классификация буровых установок выполняется в зависимости от граничного усилия протяжки, которое измеряется в тоннах. Помимо этого, ключевыми характеристиками любой установки являются максимально возможные диаметр и длина бурения.

Вторичными факторами, на которые необходимо обращать внимание при выборе устройства для бурения скважины и прокладки труб, являются показатели расхода бетонита (лмин), и радиус изгиба буровых штанг – он влияет на возможность изменять направление бурения по ходу работы.

как правильно осуществляется бурение скважин под сваи?

Также можно выделить технологию горизонтально шнекового бурения, которое выполняется с помощью достаточно простых буровых установок, состоящих из буровой головы, штанги, двигателя, и каркаса, который соединяет их в один механизм.

В сравнении с промышленными буровыми машинами, такая конструкция обладает мини размерами. К тому же она достаточно проста в управлении – после краткого вводного курса, бурение может быть выполнено своими руками кем угодно.

Буровая установка для горизонтально-наклонного бурения

Вспомогательные устройства. К этой категории относятся все элементы фиксации для прокладки ПВХ обсадных труб, переходники, расширители, насосы для откачивания излишков бетонита, электрогенераторы, системы освещения и инструмент устранения аварийных ситуаций.
к меню

Характерные факторы в процессе бурения

Горизонтальное направленное бурение для нефтедобычи сопровождается использованием инновационных технологий, которые дают возможность устроить скважину с большим углом отклонения от вертикального направления. Как правило, слои, которые содержат нефть, имеют горизонтальную структуру, и подобная технологическая особенность делает добычу такой нефти возможной. Горизонтальные скважины, в отличие от стандартных, отличаются большими показателями по производительности, если сравнивать результаты бурения в одной и той же области.

Проход делается в заранее определенном режиме в нужных слоях. Работа должна выполняться с соблюдением условий по функционированию установки, которая разрушает забой скважины.

Эффективность такого разрушения оценивается по следующим показателям:

Степень нагрузки на долото, которое имеет прямую связь с давлением по оси.
Количество оборотов при работе устройства.
Качество глинистого материала в каждом слое и его процент.
Метод применения устройства.

При учете всех особенностей, которые сопровождают бурение горизонтальной скважины, можно определить, какой метод будет оптимальным. Условия работы, как правило, соотносятся с методами бурения, и если придерживаться идеальных показателей в применении технологии, можно добиться наибольшего роста продуктивности прохода в процессе горизонтальной прокладки скважины.

Место бурения может располагаться на некотором расстоянии от слоя, в котором залегает нефть, и добыча будет иметь положительный результат. В то же время стандартный способ может сильно повредить окружающей среде с точки зрения экологии, и потому горизонтальные скважины не только имеют высокую производительность, но и не наносят урона природе и человеку.

Ключевое преимущество горизонтального направленного бурения заключается в сохранении баланса экосистем и отсутствии вреда ландшафтам, на которые не производится непосредственного влияния. Отрицательное влияние на условия жизни человека также стремится к минимуму, поэтому добычу нефти можно производить и около поселений и городов.

Подготовка к процессу

Процесс создания горизонтальной скважины для добычи нефтяного или газового продукта может проходить с использованием глубокого способа бурения и применением соответствующего оборудования. При этом сначала проводится оформление геолого-технического наряда и создание технической карты. Техрегламент контролирует этапы выполнения.

Ключевые этапы бурения горизонтальных скважин идут в следующем порядке:

Сборка оборудования для работы.
Операции по спуску или подъему автоматического оснащения.
Ориентировочные бурильные работы.
Создание раствора, регулировка его плотности и тяжести, а также обработка специальными веществами.
Герметизация скважинного устья.
Работы по глушению.
Подготовка исследований готовых стволов по геофизическим параметрам.
Подготовка ствола к спуску испытателя горной породы.
Взрывание снарядов для отбора крена.
Освоение готовой к приему скважины.
Доставка буровых комплексов.

Каждое действие подготовительного этапа требует регулярной проверки раствора для скважины и поддержания его свойств на нужном уровне, при этом его анализы периодически обновляются. Устья стволов должны быть оснащены оборудованием, предотвращающим выброс нефтяного продукта, поскольку это позволит максимально уменьшить риск появления аварийных ситуаций в работе.

Техническое состояние устройств, которые применяются в работе, должно проверяться своевременно; для проверки исправности оборудования необходимо применять контрольно-измерительные устройства, рабочее состояние которых также должно быть проконтролировано, автоматика и предохранительные элементы.

Любые осложнения, которые появляются при бурении горизонтальной скважины, требуется устранить. После того, как подготовительный этап заканчивается, необходимо провести испытание горных пластов. Каждый процесс по бурению требует регулярного профилактического осмотра используемой техники, который проводится до и после работы.

Буровые растворы при горизонтально направленном бурении

Порошок для изготовления бурового раствора для ГНБ и расширитель.

Специалисты по ГНБ уделяют много времени вопросам улучшения качества промывочных жидкостей при бурении горизонтально направленных скважин. Известно, что буровой раствор оказывает большое влияние на продуктивность и эффективность всего процесса: скорость бурения, экологическую обстановку, безопасность работ. В ГНБ качество бурового раствора гарантирует 70−80 % успешного выполнения работ по прокладке коммуникаций.

Для избежания данных проблем используют бентонитовые буровые растворы и различные компоненты для ликвидации осложнений, ингибиторы или стабилизаторы глин, смазочные добавки для смазки инструмента и стенок скважины для облегчения проходки, полимеры, загущающие буровой раствор для поддержания его необходимой вязкости.

На крупных объектах раствор готовится индивидуально, согласно геолого-технологическому наряду (ГТН), диаметру протягиваемой трубы, составу грунтов, мощности насоса и тяговому усилию установки.

Кол-во блоков: 17 | Общее кол-во символов: 33302
Количество использованных доноров: 6
Информация по каждому донору:

Ведущие поставщики нефтепродуктов давно практикуют горизонтальное бурение скважин на нефть, поскольку такая технология обладает массой преимуществ и делает добычу полезных ископаемых более продуктивной. Эти сооружения повышают дебит нефти и газа, способствуя высокому коэффициенту отдачи пласта. Направленное бурение производится с применением специализированного оборудования, которое основано на цифровых системах управления, а также применяются установки ННВ и мультифункциональные установки.

Бурение горизонтальных скважин для добычи нефти преимущества и особенности

Особой популярностью пользуется проделывание горизонтальных стволов в потенциальных местах. Наклонно-направленная методика поменяла способы ориентирования буровых установок в скважине. Поэтому вместо классических кабелей для телеметрического анализа сегодня используют компьютерные технологии, которые автоматически отслеживают и меняют азимут и зенитный угол сооружения.

Это позволило проделывать горизонтальные скважины и экономить в 2 раза больше денежных средств и времени, чем при обустройстве вертикальных отверстий в пласте. При этом их КПД в 3 раза превышает показатели вертикальной конструкции, поэтому все расходы окупаются через пару лет с момента запуска нефтедобывающей промышленности.

Сферы применения этой технологии достаточно обширны. Ее задействуют при:

Вскрытии пластов, содержащих залежи нефти и газа, которые находятся под пологим сбросом или несколькими сбросами, размещенными параллельно друг к другу.

Проделывании скважин в местах с катастрофическим поглощением промывочной жидкости.

Прокладке нескольких конструкций на продуктивных пластах с внешних оснований и эстакад, которые размещаются в водоеме.

Бурении стволов во время тушения горящих фонтанов и выбросов.

Обустройстве прокола под дорогой для прокладывания трубопровода.

Кроме того, горизонтальная методика пользуется большим спросом при вскрытии залежей под океанским, морским или речным дном, в болотах, под многоэтажными домами или другими застройками, которые расположены в жилой зоне.

Среди других преимуществ технологии выделяют:

Возможность ведения работ возле линии электропередач или дорожных развилок, поскольку бурение выполняется без предварительного проделывания траншей.

Применение комплексного оборудования, которое сокращает затраты времени и сил.

Минимизация финансовых вложений за счет использования автоматизированного оборудования.

Соответствие экологическим стандартам и отсутствие негативного воздействия на окружающую среду и проживающих поблизости людей.

Нередко стандартную технологию заменяют горизонтальной прокладкой из-за высокого уровня грунтовых вод или близкого размещения водоема. Если запасы нефти находятся на океане или морском дне, метод сократит финансовые затраты, поскольку он выполняется без обустройства морской платформы.

Горизонтальные нефтяные скважины способы их бурения

Бурение горизонтальных скважин для добычи нефти осуществляется разными способами. Среди наиболее популярных выделяют:

Вторая технология предлагает проделывание коммуникационных объектов под землей, а третья подходит для обследования угольных пластов. В большинстве случаев она требует обустройства системы газоотвода.

Способ горизонтального бурения заключается в расширении рабочей площади, через которую будут добываться полезные ископаемые. Способ предусматривает организацию скважин с горизонтальными отрезками, куда можно устанавливать другие добывающие установки для наклонно-направленного бурения.

Существующие методы отличаются уравновешенным воздействием на природу, из-за чего они высоко ценятся во всем мире.

Наибольшим спросом пользуется бестраншейное строительство методом прокола. Оно востребовано при ведении бурения в местах размещения столбов электропередач или жилых домов и дорог.

Технология горизонтального нефтяного бурения

Горизонтальная технология бурения нефтяных скважин применяется в разных странах мира. Перед обустройством нефтедобывающего сооружения составляется подробный план действий, подготавливается вся нужная документация. Она включает в себя сбор данных с геологической, экономической и технической части проекта. Ключевым документом, разрешающим начало работ, является геолого-технический наряд ГТН.

Процесс бурения состоит из следующих этапов:

Проделывание вертикального отверстия с последующей фиксацией кондуктора - специальной обсадной колонны.

Проделывание ствола с соблюдением зенитного угла (кривизны) и направления (азимута).

Бурение с соблюдением кривизны, выбор оптимального угла и вход в пласт с полезными ископаемыми под небольшим углом. Обследование участка горизонтальным методом, опускание колоны или хвостовика.

Наиболее проблематичным и сложным мероприятием считается бурение с кривизной, поскольку оно требует вмешательства телеметрических приборов и систем выравнивания бурильного оборудования.

Все сведения о размещении колоны отображаются на дисплее в операторской кабинке. Специалист может отслеживать текущее положение конструкции, сравнивать его с указанным в проектной документации, передавать руководству и вносить корректировки в процесс.

Выполняя бурение технической колоны, необходимо достичь оптимальной кривизны и направления. Когда фиксация технической обсадной колоны завершена, сотрудники добывающей компании переходят к следующему этапу, продолжая набор кривизны, выравнивая угол. Это необходимо для того, чтобы перед погружением в пласт угол соответствовал 80°. При этом в пласте оборудование должно перемещаться горизонтальным методом.

Передовые технологии предусматривают использование забойных двигателей и долот, которые упрощают процесс корректировки направления с помощью промывочной жидкости. Это позволяет инженеру менять положение долота на компьютере, руководствуясь сигналами системы позиционирования.

Горизонтальные участки постоянно увеличиваются в длину, поэтому рекордное отклонение от вертикали достигает 11 км.

Достоинства методики заключаются в более продуктивной нефтедобыче из пласта. Причем ее используют даже на заброшенных площадках, где раньше проводилось бурение вертикальным путем.

Еще технология востребована в следующих случаях:

Поломки буровых установок.

Проведение работ по добыче на дне океана или крупного водоема с большой глубиной.

Повреждения бурильного оборудования возможны при обследовании особо твердой породы на пути к месторождению. Еще бур часто заклинивает на месте разработки, а достать его на поверхность и отремонтировать для дальнейшей эксплуатации нельзя. Для продолжения работ, придется выполнить угловое или параллельное бурение.

Горизонтальный проход выполняется в заранее выбранном месте с применением подходящих режимов. Для эффективного разрушения породы важно придерживаться проектного плана и правил эксплуатации оборудования. КПД работ определяется следующими факторами:

Интенсивность воздействия на долото, которое обладает прямой связью с давлением по оси.

Число оборотов во время работы бурильного оборудования.

Качественные показатели глины в каждом слое и ее соотношения.

Способ эксплуатации устройства.

Учитывая все особенности, от которых зависит правильность горизонтального бурения, можно быстро выбрать оптимальный метод. Условия работы сопоставляют с используемой технологией. И если не допускать отклонений от проекта, можно получить максимальный процент продуктивности прохода.

Нередко месторождение нефти находится на удалении от места бурения, при этом горизонтальная технология позволяет добраться до него без больших затрат времени и средств. Стандартный способ наносит большой ущерб окружающей среде и обладает меньшей продуктивностью.

Ключевым аспектом в проведении работ является дистанционное управление установками во время бурения, поскольку оборудование расположено на большом расстоянии от оператора. Для исключения плачевных последствий необходимо придерживаться проекта и следить за показаниями локационных систем. Устройство выполнено в виде специального зонда, который закрепляется в головке бурового инструмента. Все действия синхронизируются с помощью специальной техники и регулируются инженером из операторской будки.

Среди других действий зонд будет отслеживать угол бурения и моментально передавать информацию на экран компьютера.

Мировой опыт в бурении горизонтальных скважин для добычи нефти

Ведущие нефтедобывающие предприятия задействуют передовые системы для добычи полезных ископаемых и придерживаются высокой технологической дисциплины и мастерства. Обучение навыкам по управлению этими системами производится в специальных образовательных центрах. Работа выполняется квалифицированными специалистами под строгим руководством экологических служб.

Мировая практика показывает, что бурение нефтяных скважин горизонтальным методом - наиболее безопасная для окружающей среды технология. Поэтому ее популярность остается достаточно высокой.

Важным достоинством направленного бурения является защита баланса экосистемы от разрушения и минимальный вред ландшафтам. Негативное воздействие на людей, которые проживают в зоне ведения работ, сокращается до минимума. Это разрешает вести добычу нефти в условиях населенных пунктов и городов с большим населением

Горизонтальное бурение нефтяных скважин в процессе добычи полезных ископаемых является весьма значимой технологией, поскольку её применение дает возможность получить доступ к трудноизвлекаемым запасам углеводородов и разрабатывать сложные участки горных пород.

Создаваемая с помощью такого способа бурения горизонтальная горная выработка с определенным углом отклонения от вертикальной оси ствола позволяет добывать такой ценный энергоресурс, как нефть, наиболее быстро и эффективно.

Перед началом бурения обязательно следует подготовительный этап, процессе которого производятся следующие виды работ:

исследование грунтов и горных пород в месте предполагаемого бурения (чтобы обеспечить оптимальное их разбуривание);
получение необходимых разрешительных документов, которые юридически подтверждают законность добычи этого полезного ископаемого в конкретном месте.

Горизонтальные нефтяные скважины. Способы их бурения

Наклонные скважины вообще и горизонтальные в частности бурят с применением различных технологий, основными из которых в настоящее время считаются:

направленное бурение;
инсталляционное сервисное бурение;
направленный внутриразломный буровой процесс.

Применение второй методики, как правило, предусматривает совместную прокладку подземных коммуникаций, а третья технология чаще применяется при разработке угольных пластов, поскольку в процессе такой работы зачастую возникает необходимость обеспечить газоотведение.

Вследствие падения дебитов давно эксплуатируемых скважин, многие нефтедобывающие компании стараются увеличить объем нефтедобычи с помощью более интенсивной разработки залежей, обнаружение и разведка которых уже закончены. Горизонтальное бурение нефтяных скважин как раз относится к методикам, позволяющим эффективно проводить такую интенсификацию.

Суть такого технологического процесса – расширение площади введения добываемого продукта в ствол скважины. С помощью горизонтального бурения формируются скважины, имеющие горизонтальные отрезки, которые возможно продолжать методами наклонно-направленного бурения.

Бурение скважин горизонтального типа имеет свои особенности, уравновешивающие воздействие таких технологий на экологическое состояние окружающей среды.

Одним из широко используемых технологических способов является бестраншейное строительство.

Применение этого метода дает возможность проводить работы вблизи высоковольтных линий электропередач, в застроенных жилыми домами массивах и в окрестностях дорог разного назначения.

С целью снижения в процессе бурения временных затрат, бурение горизонтально направленных скважин целесообразно применение комплексного оборудование, так как это позволяет сократить количество рабочего персонала и численность единиц используемой техники. Помимо этого, применение такого оборудование не требует произведения работ для снижения уровня грунтовых вод с высоким залеганием к поверхности.

Читать также: Как проводят капитальный ремонт нефтяных и газовых скважин?

Немаловажное значение имеет и финансовая составляющая, поскольку сокращение времени рабочего процесса приводит к уменьшению сметной стоимости объекта, вследствие чего можно утверждать, что использование высокотехнологичного оборудование позволяет минимизировать материальные затраты.

Если рассматривать такое бурение в экологическом и общественном аспекте, то такого рода разработка месторождений полезных ископаемых сводит к минимуму ущерб проживающему поблизости населению и минимизирует дискомфорт, вызываемый любыми строительными работами, а также максимально обеспечивает защиту окружающей экологической среды.

Практическое применение горизонтального бурения

Применение подобной технологии не только позволяет увеличить объемы добываемого нефтяного сырья с месторождений, эксплуатация которых уже ведется в течение долгого времени. Эта методика также дает возможность успешно и эффективно разрабатывать те участки, на которых использование обычных скважин нерентабельно из-за низкой продуктивности.

Применение горизонтального способа бурения нефтяных скважин эффективно в следующих случаях:

Поломки буровых устройств чаще всего возникают в особо твердых пластах горных пород, встречающихся на пути проходки скважины. Кроме того, бур может заклинить в ходе проходки, и в этом случае извлечение его из горной породы зачастую не представляется возможным. Для продолжения разработки и для одновременного обхода слишком прочного участка и применяется горизонтальное бурение, которое может идти как под определенным углом, так и параллельно.

В некоторых случаях традиционные способы бурения заменяют горизонтальными технологиями из-за сложности рельефа или близкого местоположения водоема. Помимо этого, такие технологии позволяют гораздо быстрее и значительно легче добираться до нужного продуктивного слоя и выбирать наиболее оптимальное и удобное место извлечения нефтяного сырья.

Если месторождение расположено на дне океана или моря, стандартная технология становится весьма затратной, поскольку требует установки плавучей буровой платформы, в то время, как затраты на горизонтальное бурение в таких случаях гораздо ниже. С помощью горизонтально-направленного бурения есть возможность обустраивать подземные нефтехранилища.

Особенности процесса горизонтального бурения

Горизонтальное бурение на нефтедобывающих промыслах подразумевает применение инновационных технологий, позволяющих добиваться большого угла отклонения ствола скважины от вертикальной оси (до 90 градусов).

Горизонтальное бурение скважин

Поскольку нефтеносные слои, как правило, обладают горизонтальной структурой, горизонтальные скважины (по сравнению с обычными) гораздо продуктивнее при разработке одного и того же месторождения, поскольку площадь забоя горизонтального участка больше, чем вертикального.

Проходка таких скважин производится в нужных слоях и на заранее определенных режимах. Все работы выполняются в строгом соответствии с требованиями к условиям эксплуатации буровой установки, разрушающей пласты горных пород.

Читать также: Сколько литров нефтепродуктов содержится в барелле нефти?

Эффективность бурового процесса оцениваются по следующим параметрам:

уровень нагрузки, приходящейся на долото, который напрямую зависит от осевого давления;
число оборотов бурового инструмента;
качественные характеристики глинистого материала в каждом пробуриваемом слое;
способ эксплуатации устройства.

Выбор метода горизонтального бурения производится с учетом всех особенностей конкретного промысла. Рельеф местности, геологический состав разбуриваемых пород и прочие условия работы требуют определенного метода такого бурения, и в случае, когда выбор технологии сделан с учетом всех необходимых параметров, увеличение продуктивности скважины в ходе проведения горизонтального бурения будет максимальным.

Ключевым преимуществом горизонтальных буровых технологий является сохранение экологического баланса и минимизация ущерба, наносимого ландшафту в месте проведения работ. На жизнь местного населения такие способы также практически не оказывают никакого отрицательного влияния.

Подготовительный этап

Сам процесс формирования горизонтальной нефтедобывающей скважины может проводиться на достаточно больших глубинах, с использованием соответствующего оборудования для глубинного бурения. Перед началом процесса оформляется геолого-технический наряд и разрабатывается техническая карта. Контроль за этапами производства работ проводится в строгом соответствии с техническим регламентом.

Основные стадии подготовительного этапа горизонтального бурения (по порядку):

доставка на место и сборка необходимого для подготовительной работы оборудования;
спуско-подъемные работы с этим оборудованием;
ориентировочное бурение;
подготовка и смешивание бурового раствора, с учетом необходимой плотности и массы, включающая в себя добавление необходимых присадок;
работы по герметизации устья скважины;
операции глушения скважины;
получение и подготовка данных исследования существующих стволов с точки зрения их геофизических параметров;
подготовка таких стволов к спуску испытательного устройства для горной породы;
подрыв зарядов для отбора кернов;
освоение подготовленной скважины;
доставка на промысел необходимых буровых установок.

На каждой стадии подготовительного этапа необходима регулярная проверка бурового раствора в целях поддержания его характеристики на требуемом уровне. Это обеспечивается проведением регулярных лабораторных анализов. Устье скважинного ствола необходимо оснастить противовыбросовым оборудованием для минимизации рисков, связанных с возможным возникновением в процессе работы аварийных ситуаций.

Техническое состояние используемых в технологическом процессе устройств необходимо регулярно и своевременно проверять, для чего используется целый комплекс контрольно-измерительных устройств, исправность которых, в свою очередь, также должна быть под постоянным контролем. Для обеспечения безопасности работы применяются разного рода предохранительные элементы и средства автоматизации

Читать также: Для чего нужны ингибиторы коррозии в нефтедобыче?

Горизонтальное бурение является разновидностью наклонно-направленного. Его применяют для сооружения скважин c отклонениями от вертикали, что может быть обусловлено геологическими, техническими, технологическими причинами.

Использование в сфере нефтедобычи бурения горизонтальных скважин позволяет не только более быстрыми темпами осваивать новые месторождения, но и активизировать уже разработанные залежи. Данный метод создания скважин способствует освоению сложных участков, снижает капиталовложения и сокращает количество используемых дорогостоящих материалов.

Технологические особенности бурения

Добыча нефти и газа методами горизонтального направленного бурения скважин позволяет увеличить нефтегазоотдачу пластов, что важно при интенсификации уже имеющихся нефтяных и газовых месторождений, работа которых стала менее эффективной. Поскольку их ресурс не исчерпан, возникает потребность повысить отдачу старых скважин за счет внедрения продуктивного способа бурения.

В результате применения этой инновационной технологии создается горизонтальная скважина с заданным углом отклонения ствола от вертикальной оси (иногда эта величина достигает 90°), вследствие чего добыча нефти производится более быстро и продуктивно.

Применяемая технология бурения горизонтальных скважин предполагает ведение работ несколькими способами, выбор зависит от условий, в которых ведется промысел. В одном случае наиболее результативным будет способ направленного бурения, при других обстоятельствах достичь максимально эффективного результата получится с помощью сервисного инсталляционного бурения, а в третьем случае выгоднее использовать направленное бурение внутриразломного типа.

Создаваемые отрезки скважин могут быть продолжены при наклонном бурении. Метод горизонтального направленного бурения относится к продуктивному способу прироста сырьевой добычи.

Так как нефтеносные слои преимущественно расположены горизонтально, то наиболее продуктивными для их разработки являются горизонтально пробуренные скважины: у них в сравнении с вертикально идущими скважинами большая площадь забоя.

При такой проходке максимально рационально используются установки ГНБ и другие ресурсы, поскольку скважины этого типа прокладываются сразу в нужном слое без прохождения промежуточных и заранее выбираются нужные режимы. Весь цикл работ выполняется в соответствии с требованиями, предъявляемыми к условиям эксплуатации буровой установки.

Выбирая метод бурения, учитывают все особенности промысла. Это зависит от рельефа местности, геологического состава разбуриваемых пород и других условий работы. Максимальной продуктивности от скважины можно добиться только при условии, что при выборе технологии были учтены все необходимые параметры.

Предпочтение горизонтальным буровым технологиям отдается еще и потому, что их использование позволяет сохранить экологическое равновесие и минимизировать ущерб, который наносится ландшафту в месте ведения нефтеразработок. Кроме этого, такие способы не имеют негативных последствий для жизни населения того региона, где проводятся данные работы.

Применение способа горизонтального бурения

Применяя способ бурения горизонтально направленных скважин, можно вернуть рентабельность тем участкам, которые были отнесены к непродуктивным. Он увеличивает и количество нефти, которая добывается на уже разработанных месторождениях.

Эффективность применения этого способа показывает себя в случаях, если неисправно буровое оборудование, месторождение находится в труднодоступном месте, где вести работы с применением традиционных технологий невозможно, или залегание нефтеносных слоев находится на большой глубине.

Так, при поломке бура, столкнувшегося с особо твердыми породами, или при его заклинивании, когда извлечь инструмент для замены не представляется возможным, применяют горизонтальное бурение.

Технология ГНБ оправдывает себя при сложном рельефе или близком расположении к водоему. В случае, если нефтеносные слои залегают на дне моря или океана, использование горизонтального бурения позволит достичь максимальной экономии ресурсов: не потребуется устанавливать дорогостоящую платформу, с которой ведутся работы по добыче нефти в море.

Используя данную технологию, можно устраивать подземные нефтехранилища.

Этапы горизонтального бурения скважин

Выделяются 3 основных этапа бурения:

На первом этапе создается вертикальный ствол и выполняется его крепление (обсадная колонна, или кондуктор).
На втором этапе задается кривизна, или зенитный угол и направление, то есть азимут.
На третьем этапе происходит набор кривизны, выполняется стабилизация угла, под малым углом производится вход в продуктивный слой. Здесь же осуществляется проход горизонтального участка, после чего - спуск эксплуатационной колонны, или хвостовика.

Наиболее сложным является второй этап. Благодаря применению новейшего телеметрического оборудования и специальных приборов (отклонителей) этот процесс полностью автоматизирован. Оператор видит на экране полную картину местоположения колонны в скважине и, сравнивая ее с проектной, своевременно подает команды бурильщику. Так корректируется направление скажины.

Не менее значимым является и этап захода ствола скважины в продуктивный слой. Это должно быть выполнено под углом, близким к 80°, а в самом пласте движение ствола должно быть горизонтальное.

Преимущества горизонтального бурения скважин

Какой бы экономически передовой и выгодной ни была та или иная технология, о ней судят в первую очередь по ее воздействию на экологическую обстановку. В этом плане у горизонтального метода добычи нефти или газа есть большие преимущества перед другими видами.

Технология не нарушает целостности ландшафта и экологического равновесия. Она не оказывает техногенного воздействия на окружающую среду, а значит, не вредит ни человеку, ни флоре, ни фауне. Отрицательное воздействие минимизировано.

Экономическая эффективность бурения горизонтальных скважин обеспечивается благодаря тому, что за счет наклонно-направленного движения повышается объем нефти, добываемой на участках, которые эксплуатируются уже несколько лет. Кроме этого, происходит возобновление работы тех месторождений, которые по разным причинам были причислены к нерентабельным, малоэффективным. Ведется их промышленная разработка с применением рассматриваемого способа - он позволяет увеличить приток добычи сырья. Это происходит за счет большей площади поступления в ствол нефти или газа.

Экономическая эффективность определяется также использованием высокотехнологичным буровых комплексов, благодаря которым сокращаются сроки выполнения работ. Это позволяет использовать меньшее количество техники и рабочей силы. Важным фактором экономии является и то, что не возникает потребности организовывать водопонижение в том случае, если грунтовые воды проходят выше уровня нефтеносного пласта.

С финансово-экономической точки зрения преимущества рассматриваемого метода заключаются в сокращении сроков выполнения работ и уменьшении сметной стоимости строительства трубопровода. Экономичное использование агрегатов позволяет минимизировать все энергозатраты.

Управление горизонтальным бурением скважин

Главное в процессе бурения горизонтального участка - это управление технологическим процессом. Сложность состоит в том, что в ходе работ бур находится вне зоны досягаемости, поэтому так важно тщательно контролировать все этапы работы. С этой целью используют систему локации - особый зонд, который расположен в буровой головке.

Для синхронизации работы зонда применяется специальный прибор, с помощью которого оператор, или локаторщик, регулирует его работу с поверхности земли. Сопровождение бурения скважин осуществляется следующим образом: зонд регистрирует изменения направления угла бурения, информация поступает на прибор, который находится у оператора. С помощью системы локации отслеживается не только направление движения бура, но и число его оборотов, а также температура в буровой головке. Все данные поступают на пункт управления.

Используя полученную информацию, оператор корректирует процесс. Оперативность поступления информации позволяет своевременно предупредить возникновение нештатной ситуации.

Читайте также: