ОСОБЕННОСТИ И ВИДЫ НАКЛОННО-НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ

Аннотация. Применение наклонно-направленного бурения является наиболее эффективным способом разведочных работ и повышение производительности скважин. В статье автор анализирует особенности строения и виды наклонно-направленного бурения скважин.

В процессе наклонно-направленного бурения создаются специальные профиля, при этом ставится обязательное условие, при котором исходный профиль направляется вертикально. Для выполнения геолого-разведочных работ используются буровые установки, которые находятся на поверхности земли или буровые установки глубинной выработки [3].

Так как прочностные характеристики пород отличаются друг от друга, в процессе бурения скважин, происходит смещение направленности бурения.

Для скважин под добычу газа или нефти используют три метода:

• Роторное наклонно-направленное бурение. Технология имеет прерывистый характер, который заключается в бурении скважины меньшего диаметра под определённым углом с использованием шарнирного устройства и дальнейшего бурения долотом нужного диаметра по плановомунаправлению. Согласно методу, дальнейшее бурение производится после заглубления бурильной колонны нужного диаметра по этому же направлению с помощью шарнирной установки или клиновой. Буровая оборудуется стабилизаторами для обеспечения полного контроля процесса.

• Забойное наклонно-направленное бурение с применением турбобура или двигателя забойного типа. Способ является непрерывным при формировании отклонения от вертикального положения ствола скважины. По технологии поворот ствола осуществляется за счёт воздействия отклоняющей долото силы в колонне, способствующая его отклонению в заданном направлении. То есть управление осуществляется за счёт контроля искривляющей силы бура, действующей в нужном азимуте. Создание такой силы осуществляется с использованием специальных переводников с нарезанной резьбой.
• Наклонно-направленное бурение с применением различных сочетаний буровых инструментов. В соответствии с методом, при изменении порядка бурения с применением разных инструментов создаётся скважина с необходимым направлением без использования отклонителей. Однако при этом данная технология имеет существенные ограничения по скорости бурения на максимальных оборотах, что считается значительным её недостатком [2].

Ответвления скважин от устья с направленным бурением можно выполнять в пирамидальной или конической форме, а основания имеют округлую или полигональную форму. При разработке многослойных месторождений возможно увеличение скважин в кусте пропорционально существующим. Количество действующих буровых установок выбирается с учетом максимальной производительности разработки продуктивного пласта [3].

Минимальное количество скважин при кустовом наклонно-направленном бурении в одном кусте равно двум, а максимальное ограничено технико-геологическими факторами. В качестве методов кустового бурения можно выделить следующие:

• Двухствольное последовательное.
• Двухствольное параллельное.
• Трёхствольное [4].

Рисунок 1. Методы наклонно-направленного бурения скважин

Наиболее оптимальным и выгодным является метод многозабойного наклонно-направленного бурения. Суть данного способа бурения заключается в том, что с основной скважины с определенной глубины проводится один или несколько стволов, т. е. основной ствол используется многократно [1].

Преимуществом данного способа бурения скважин служит то, что в процессе бурения используется один и тот же ствол, при этом значительно сокращается временной период бурения скважины и тем самым, увеличивается скорость добычи нефти. Существуют, следующие типа многозабойных скважин:

• Радиальные. Состоят из горизонтального основного ствола, который разветвляется на несколько вспомогательных, расположенных радиально.
• Разветвлённые. Согласно технологии, дополнительные стволы располагаются под определённым наклоном к основному.
• Разветвлённые по горизонтали. Отличаются от предыдущего вида только наличием дополнительных стволов, расположенных под углом в 90⁰ [1].

В качестве перспективной области развития технологий наклонно-направленного бурения можно выделить разработку разветвленных скважин, потому что использование подобных скважин в промышленных целей способствует решению таких важных задач скважинного бурения и освоения нефтяных месторождений, как:

• эффективная разработка нефтяных месторождений с низкими коллекторскими
• свойствами продуктивного пласта, горизонтальной направленности;
• значительное сокращение числа скважин, необходимых для разработки месторождения нефти и газа;
• добыча высоковязкой нефти с больших глубин;
• строительство геотермальных станций в районах с невысокими температурами пластов горных пород [2].

Процесс бурения дополнительного ствола методом многозабойного наклонно-направленного бурения, производится двумя способами – снизу вверх или сверху вниз.

Использование способа снизу вверх позволяет уплотнить разведочный  слой, при этом можно произвести уточнение оставшегося запас полезных ископаемых [1].

Способ сверху вниз применяется в процессе бурения скважин на воде, что делает его наиболее эффективным при обнаружении полезного образования ниже исследуемого уровня, поэтому основное назначение метода - исследование близко расположенных слоев.

Методы строительства многозабойной скважины могут существенно отличаться в зависимости от конкретного месторождения и его геологических характеристик, но в целом технология остается практически неизменной. Процедура выглядит следующим образом:

• К продуктивному пласту бурится традиционная скважина.
• Уже в самом пласте пробуриваются горизонтальные ответвления, с первоначальным строительством ствола, имеющего максимальный угол отклонения.
• Строительство остальных стволов – последовательное, от нижнего к верхнему [4].

Большое количество стволов допускается только в пластах с высокой устойчивостью породы. Если породы неустойчивы, то разрешается строить только одну ветвь, которая войдет в пласт горизонтально [2].

Таким образом, методы наклонно-направленного бурения способствуют наиболее эффективной разведке и разработке продуктивных пластов. При выборе того или иного метода опираются на технические возможности буровых установок, геологические особенности месторождений и типы породных слоев. Их главное преимущество заключается в быстром прохождении скальных пород путем изменения направления бурения.

Список литературы:

1. Басарыгин Ю.М., Булатов А.И., Проселков Ю.М. Технология бурения нефтяных и газовых скважин. М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2001. - 679 с.
2. Бастриков С.Н., Харламов К.Н., Харламов А.К., Шешукова Т.Н. Системный подход к проектированию схем разбуривания месторождений горизонтальными и многоствольными скважинами // Нефтяное хозяйство. -2005.-№5.-С. 55-57.
3. Вадецкий Ю.В., Бурение нефтяных и газовых скважин, М., 1967 г.
4. Хисамов P.C., Ибатуллин P.P., Хакимзянов И.Н., Фазлыев Р.Т. Опыт строительства и эксплуатации многозабойных скважин // Нефть и жизнь.- 2005.- №3. С.42-43.