АНАЛИЗ РАБОТЫ НЕОРИЕНТИРУЕМЫХ КНБК НА МЕСТОРОЖДЕНИЯХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

Аннотация. Многолетняя практика бурения наклонно направленных и ГС на месторождениях Западной Сибири в основном по 4-х и 5-й интервальному профилю, имеющему в своем составе тангенциальный участок большой протяженности (до 1200 м и более) показала низкую эффективность КНБК при реализации проектных решений, что обусловлено в первую очередь неправильным выбо­ром их конструкции и геометрических параметров, а также несоответствием применяемых КНБК геолого-техническим условиям бурения.

Применяемые повсеместно для бурения тангенциального участка одноцентраторная КНБК в составе:

• долото 215,9 мм, наддолотный калибратор К215,9 (КП, КС) - полноразмерный или неполноразмерный;
• забойный двигатель с центратором РСТК диаметром 210-214 мм на ниппеле шпинделя;
• УБТ178х90-12 (25) м, бурильные трубы ТБПК 127x9,10 и ЛБТ 147x11, не позволяют решить проблему стабилизации в пределах допустимых значений (0,25°/10 м) параметров кривизны ствола на участках работы глубиннонасосного оборудования при эксплуатации скважин [12, 15, 18].

Это подтверждается результатами оценки стабильности показателей работы КНБК с одним и двумя центраторами, по величине доверительных интервалов для интенсивности искривления зенитного угла и азимута - jα и jj (при принятой вероятности 0,9) для 5-ти различных типов КНБК, сведения о которых приведены в таблицах 2, 3. Оценка была сделана по работе следующих типов КНБК:

• долото 215,9-МЗ-ГВ-З, переводник ПП-0,3 м, калибратор 9КП215,9 мм, центратор РСТК-214 мм, турбобур ЗТСШ-195, УБТ 178x90-12 м, СБТ, ЛБТ.
• долото 215,9МЗ-ГВ-3, переводник ПП-0,3 м, калибратор 9КП214 мм, РСТК2-13 мм, турбобур ЗТСШ-195 УБТ 178x90-12 м, СБТ, ЛБТ.
• долото 215,9МЗ-ГВ-3, переводник ПП-0,3, калибратор 9КП214,5 мм РСТК-208,5 мм, остальное аналогично КНБК.
• РСТК-209 мм, остальное аналогично КНБК 1.
• РСТК 212 мм, остальное аналогично КНБК 1.

Таблица 1.

Границы доверительных интервалов величин jα для различных КНБК

Таблица 2.

Границы доверительных интервалов величин jj для различных типов КНБК

Как следует из этих данных, применяемые на месторождениях Западной Сибири проектные КНБК с одним и двумя (включая калибратор) центраторами не обеспечивают стабилизацию стволов наклонно направленных скважин по зенитному и азимутальному направлению. Полученные данные подтверждаются и результатами исследований зарубежных ученых, в частности американскими исследователями Милхаймом К., Калласом Н.П. и др. [57], которые указывают, что КНБК с двумя опорно-центрирующими элементами стабилизирует прямолинейное направление ствола по зенитному углу, однако не дают устойчивых результатов по стабилизации азимута. Это позволяет основание утверждать, что для устойчивости работы КНБК в скважине при турбинном бурении необходимо наличие не менее 3-х (включая калибратор) ОЦЭ в ее составе.

Основные причины неустойчивости показателей работы этих КНБК на проектной траектории следующие:

• применение для бурения наклонно прямолинейных участков одноцентраторной стандартной КНБК с дискретными геометрическими параметрами для большого диапазона начальных зенитных углов;
• увеличение диаметра ствола скважины (кавернозность) на 10 – 25 % от номинального в интервалах, сложенных неустойчивыми глинистыми породами;
• нарушение заданных расчетной схемой КНБК условий бурения из-за изнашивания калибраторов и центраторов к концу долбления или внедрения лопастей в стенки скважин, сложенных мягкими породами;
• увеличение радиального люфта забойного двигателя и др.

Одной из наиболее важных и сложных задач, которые возникают при исследовании компоновок с центраторами, является определение оптимальных размеров и составов КНБК, позволяющих бурить прямолинейно наклонные участки с допустимой интенсивностью искривления, а также создание методик расчета компоновок для практического использования инженерами - технологами непосредственно на скважине.

Анализ известных методик расчета неориентируемых КНБК показывает, что с помощью центраторов в зависимости от их диаметра, количества и конструкции, а также геометрических, жесткостных и весовых характеристик элементов КНБК, представляется возможным в широких пределах регулировать величину зенитного и азимутального углов ствола скважин.

В НПК «Глобус» (Москва) для сохранения соосности КНБК в стволе скважины созданы и испытаны в Западной Сибири центраторы упругие с дуго­образными опорами планками (ЦУ 295/175 и ЦУ 215/144). Номи­нальный диаметр этих центраторов превышает диаметр долота 295,3 мм при бурении под кондуктор (техническую колонну) и долота 215,3 мм бурении под эксплуатационную колонну на 10-15 мм.

Испытания упругих центраторов (таблица 3) на 25 скважинах Приобского и Мало-Балыкского месторождений (Нефтеюганск) в КНБК при бурении тан­генциального участка ствола скважин под кондуктор (долото 295,3 мм) показа­ли следующее:

• полная стабилизация параметров кривизны в пределах точности измере­ний применяемых инклинометров достигнута на 5-й скважинах (20 %);
• допустимая интенсивность искривления (0,25° /Юм) достигнута на 8-й скважинах (52 %);
• на остальных скважинах допустимая интенсивность искривления пре­высила проектную.

Таблица 3.

Результаты испытаний упругих центраторов

Примечание. Габаритный диаметр нового центратора ЦУ-295/175 равен 305 мм (скв. № 4651МБ, № 8289Пр. и № 34-В Пр.). В процессе эксплуатации за счет остаточных деформаций диаметра центратора «садился». В скважину опускались центраторы с номинальным диаметром до 295 мм. Это, в основном, объясняет некоторый разброс показателей кривизны стволов. Согласно информации УБР НФ ЗАО «ССК», применение в турбинных КНБК упругих центраторов типа ЦУ-295/175 позволи­ло сократить сроки строительства кондукторов скважин на 8 ч.

Для решения проблемы управления кривизной с помощью безориентируемых КНБК нами исследованы методом начальных параметров (МНП) компоновки с калибратором в качестве ОЦЭ, неориентируемые КНБК, включающие забойный двигатель уменьшенного диаметра и двухцентраторные с калибратором и РСТК.

Список литературы:

1. Комплексная программа повышения эффективности бурения // Сибирская нефть. – 2015. – №124.
2. Кейн С.А. Современные технические средства управления траекторией наклонно направленных скважин: учеб. пособие / С. А. Кейн. – Ухта: УГТУ, 2014. – 119 с.
3. Ежов И.В. Бурение наклонно-направленных и горизонтальных скважин. Учебное пособие для студентов специализированных учебных заведений / И.В. Ежов. - М.: Ин-Фолио, 2012. - 168 c.