Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Профили наклонных скважин




РАЗДЕЛ 2

БУРЕНИЕ НАКЛОННО-НАПРАВЛЕННЫХ И

ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН

(Составители: Грачев С.И., Петухов Ю.А., Гаврилов Е.И.)

Профили наклонных скважин

Большое значение в наклонно-направленном бурении имеет правильный выбор профиля скважины. Профиль скважины необходимо выбирать таким, чтобы при минимальных затратах времени и средств довести ее до проектной глубины без каких либо осложнений, обеспечив надлежащее качество ее для длительной и безаварийной эксплуатации. Рациональный профиль позволяет сократить до минимума работу с отклонителем, обеспечить необходимое смещение забоя и допустимую интенсивность искривления, а также свободное прохождение по стволу компоновки низа бурильной колонны. Профиль должен позволять эксплуатировать скважину глубинными насосами, в том числе и штанговыми насосами, причем должно исключаться протирание обсадных труб штангами и обрыв последних.

Выбор типа профиля осуществляется с учетом требований бурения скважин, прочностных характеристик пород, слагающих геологический разрез месторождений, закономерностей искривления, характерных для используемых компоновок низа бурильной колонны (КНБК), способов и технических средств, применяемых при эксплуатации скважин. Профиль скважины должен обеспечивать минимальное значение нагрузки на крюке при подъеме бурильной колонны (или внутрискважинного оборудования). В настоящее время можно выделить пять групп (типов) профилей, которые широко применяются и отвечают практически всем геолого-техническим условиям бурения и эксплуатации скважин: профиль обычной наклонно-направленной скважины, профиль пологой скважины, профиль радиальной скважины, профиль горизонтальной скважины, профиль многозабойной скважины.

Обычные (стандартные) наклонно-направленные скважинывскрывают продуктивный пласт с небольшим зенитным углом (до 240). Они наиболее освоены буровыми предприятиями, имеют сравнительно небольшой отход от вертикали и дают лучшее попадание в круг допуска при использовании отечественной буровой техники. Профили таких скважин (см. рис. 2.1) имеют различный вид, но можно выделить четыре основных:

Рис.2.1. Профили обычных наклонно-направленных скважин:

а - трехинтервальный с участком стабилизации; б - трехинтервальный с участком малоинтенсивного уменьшения зенитного угла; в - трехинтервальный с участком набора зенитного угла в интервале бурения ниже башмака кондуктора или технической колонны и участком стабилизации; г – четырехинтервальный; 1-вертикальный участок, 2-участок набора параметров кривизны, 3-участок стабилизации, 4-участок малоинтенсивного уменьшения зенитного угла.



Трехинтервальный имеет несколько вариантов. Первый состоит из вертикального участка, набора зенитного угла в интервале бурения под кондуктор, стабилизации (рис.2.1 а) или малоинтенсивного уменьшения зенитного угла (рис.2.1 б). Рекомендуется для скважин на месторождениях, где геолого-технические условия позволяют осуществлять бурение до кровли продуктивного пласта с применением полноразмерных центрирующих элементов в КНБК, и где такая технология бурения отработана (рис.2.1. а), для скважин на новых месторождениях (рис.2.1 б). Второй ( рис.2.1 в ) представлен вертикальным участком, участком набора зенитного угла в интервале бурения ниже башмака кондуктора или технической колонны, участком стабилизации зенитного угла до кровли продуктивного пласта. Рекомендуется для скважин с отклонением забоев от вертикали 300 метров и менее.

Четырехинтервальный (рис.2.1 г ). Состоит из вертикального участка, набора зенитного угла в интервале бурения под кондуктор, стабилизации зенитного угла до глубины ниже интервала работы насосного оборудования, уменьшения зенитного угла. Рекомендуется для скважин с отклонением забоев от вертикали более 300 метров, а также для месторождений, где по геолого-техническим условиям безаварийное бурение ниже интервала работы насосного оборудования компоновками с центраторами для стабилизации параметров кривизны затруднено. Максимальная интенсивность искривления на участках набора или падения параметров кривизны у таких скважин не должна превышать 1,50/10 м. Максимальный зенитный угол на интервалах набора и стабилизации для обычных типов профилей скважин не должен превышать 240, т.к. при больших зенитных угла возникают проблемы с эксплуатацией погружного нефтедобывающего оборудования. Отклонение забоев от вертикали (отход) у скважин такого типа, в зависимости от глубины пласта, может достигать 800 метров.



Для проектирования и строительства скважин, связанных с конкретными условиями разработки месторождения и геологическими характеристиками продуктивного пласта, применяются специальные типы профилей (пологие и горизонтальные). К специальным можно отнести также профиля а, б, в, г (рис.2.1), если зенитный угол в скважине превышает 240, или необходимо набрать отход более 800 метров.

Пологими и горизонтальными скважинами называют скважины, которые имеют большой зенитный угол при вскрытии продуктивного пласта. Такие скважины бурятся с целью увеличения нефтегазоотдачи продуктивного пласта путем проходки в залежи участка ствола большой протяженности.

Пологие скважины (J - образный профиль) вскрывают продуктивный пласт с зенитным углом от 25 до 55. Вскрытие пласта такими скважинами с зенитным углом более 55 нецелесообразно, т.к. возникают проблемы при проведении промыслово-геофизических работ (непрохождение приборов). Профиль пологой скважины составляется таким образом, чтобы создать наиболее благоприятные условия для работы погружного нефтедобывающего оборудования и достичь наибольший отход от вертикали. Так, например, до интервала установки погружного нефтедобывающего оборудования скважина имеет зенитный угол не более 20, а затем производят добор зенитного угла до необходимой величины, чтобы набрать запланированный отход, но не более 55.

Профиля пологих скважин (см. рис.2.2) имеют различный вид, но можно выделить четыре основных:

Рис.2.2. Профили пологих скважин:

а-с участком стабилизации; б-с участком малоинтенсивного уменьшения зенитного угла; в-с участком добора параметров кривизны и их стабилизации; г-с участком добора параметров кривизны и их малоинтенсивного уменьшения; 1-вертикальный участок, 2-участок набора параметров кривизны, 3-участок стабилизации, 4-участок добора параметров кривизны, 5-участок стабилизации зенитного угла, 6-участок малоинтенсивного уменьшения зенитного угла.

 

Профиль типа а и б имеет участки: вертикальный (до интервала установки погружного нефтедобывающего оборудования), набора параметров кривизны (до 55), стабилизации (рис.2.2 а) или малоинтенсивного уменьшения зенитного угла (рис.2.2 б).

Профиль типа в и г имеет участки: вертикальный, набора параметров кривизны (до 24°) в интервале бурения под кондуктор, стабилизации набранных параметров кривизны до интервала установки погружного нефтедобывающего оборудования, добора параметров кривизны (до 55°), стабилизации (рис.2.2 в) или малоинтенсивного (рис.2.2 г) уменьшения зенитного угла.

Радиальные скважины -это скважины, которые бурятся по большому радиусу кривизны, вскрывают продуктивный пласт с зенитным углом до 55° и имеют следующие участки - вертикальный, участок набора параметров кривизны (до 1.5°/10 м) и участок малоинтенсивного увеличения зенитного угла (до 3°/100 м).

Профиля радиальных скважин (см. рис.2.3) имеют следующий вид:

Рис.2.3. Профили радиальных скважин:

а-с участком набора параметров кривизны ниже зоны установки погружного нефтедобывающего оборудования; б-с участком набора параметров кривизны в кондукторе; 1-вертикальный участок, 2-участок набора параметров кривизны, 3-участок малоинтенсивного увеличения зенитного угла.

 

Профиль типа а (рис.2.3а) имеет участки: вертикальный (до интервала установки погружного нефтедобывающего оборудования ), набора параметров кривизны (до10°-15°), малоинтенсивного увеличения зенитного угла до 55°.

Профиль типа б (рис.2.3 б) имеет участки: вертикальный, набора параметров кривизны (до10°-15°) при бурении под кондуктор, малоинтенсивного увеличения зенитного угла до 55°. Набор параметров кривизны до 10°-15° объясняется тем, что это минимальные значения зенитного угла, при которых более или менее стабилизируется азимутальное направление.

Радиальные скважины являются переходными между пологими и горизонтальными и не требуют для бурения специальных технических средств. Профиль радиальной скважины обеспечивает минимальные значения нагрузки на крюке при подъеме бурильной колонны или погружного нефтедобывающего оборудования, т.е. силы сопротивления при движении какой-либо колонны в стволе скважины, а также крутящий момент в процессе бурения (или добычи) сводятся к минимуму. Технология бурения таких скважин не отработана в основном из-за отсутствия надежных КНБК, обеспечивающих не столько малоинтенсивный рост зенитного угла, сколько стабилизацию азимута.

Горизонтальные скважины - это скважины которые вскрывают продуктивный пласт с зенитным углом от 80° до 100°. Горизонтальные скважины редко имеют угол 90°, т.к. продуктивные пласты, на которые они закладываются, обычно имеют какой-то угол падения. Длина горизонтального участка может колебаться от 100 до 2500 метров в зависимости от назначения скважины. Профили горизонтальных скважин (см. рис.2.4) также имеют различный вид, но можно выделить три основных:

Рис. 2.4. Профили горизонтальных скважин:

а - с участком набора до горизонтального участка; б - с участком набора и стабилизации параметров кривизны в кондукторе; в - с участком набора и стабилизации параметров кривизны ниже зоны установки погружного нефтедобывающего оборудования; 1-вертикальный участок, 2-участок набора параметров кривизны, 3-участок стабилизации, 4-участок добора параметров кривизны, 5-горизонтальный участок.

 

Профиль типа а имеет участки: вертикальный, набора параметров кривизны до пласта ( до 60-75 ) и в пласте ( до 80-100 ), горизонтального участка (рис.2.4 а).

Профиль типа б имеет участки: вертикальный, набора параметров кривизны в интервале бурения под кондуктор (до 35), стабилизации набранных параметров кривизны, добора параметров кривизны до пласта (до 60-75) и в пласте (до 80-100), горизонтального участка (рис.2.4 б)

Профиль типа в имеет участки: вертикальный (до интервала установки погружного нефтедобывающего оборудования), набора параметров кривизны (до 35) стабилизации набранных параметров кривизны, добора параметров кривизны до пласта (до 60-75) и в пласте (до 80-100), горизонтального участка (рис.2.4 в).

Многозабойные скважины (МЗС) - это скважины которые имеют в нижней части основного ствола разветвления в виде двух и более протяженных горизонтальных, пологих или волнообразных стволов, у каждого из которых интервал вскрытия продуктивного пласта, как правило, в два раза и более превышает толщину пласта. Радиусы искривления стволов и глубины мест забуривания определяются геолого-техническими условиями данного месторождения. Профили многозабойных скважин (см. рис.2.5) имеют различный вид, но можно выделить основные:

а) МЗС с горизонтальными и пологими стволами.

б) МЗС с волнообразным дополнительными стволами

в) МЗС многоярусные

г) МЗС радиально-горизонтальные

 

Рис. 2.5. Профили многозабойных скважин:

а- МЗС с горизонтальными и пологими стволами; б- МЗС с волнообразным дополнительными стволами; в- МЗС многоярусные; г- МЗС радиально-горизонтальные.

 

Кроме того все пять групп типов профилей на участках набора параметров кривизны или их падения характеризуются радиусом кривизны или интенсивностью искривления, которые являются основными параметрами, характеризующими качество проводки наклонно-направленной скважины. На практике обычно эти участки делятся на четыре типа:

1. С большим радиусом кривизны (>190 м)

2. Со средним радиусом кривизны (60м - 190м)

3. С малым радиусом кривизны (11.5м - 60м)

4. С коротким радиусом кривизны (5.73м - 10м )

 

Участки набора или падения параметров кривизны с большим радиусом характеризуются интенсивностью набора зенитного угла 0.1-3/10 м, которая дает радиус искривления 5730 - 190 метров. Бурение таких участков ведется с помощью инструмента для обычного и многозабойного направленного бурения.

Участки набора или падения параметров кривизны со средним радиусом характеризуются интенсивностью набора зенитного угла 3.1-9.6 /10 м, которая дает радиус искривления 60-190 метров. Бурение таких участков ведется с помощью специальных гидравлических забойных двигателей и обычных элементов бурильных колонн. Участки набора или падения параметров кривизны считаются участками со средним радиусом кривизны, если КНБК нельзя вращать после их проходки. Максимальная интенсивность набора в этом случае ограничена пределами на изгиб и кручение для бурильных труб.

Участки набора или падения параметров кривизны с малым радиусом характеризуются интенсивностью набора зенитного угла 9,7 - 19,1 /10 м, которая дает радиус кривизны 30-60 метров Участки набора или падения параметров кривизны с коротким радиусом характеризуются интенсивностью набора зенитного угла 5,7 - 10/1 м, которая дает радиус кривизны менее 10 метров. Бурение таких участков (с малым и коротким радиусом кривизны) ведется с помощью специального бурильного инструмента и по специальной технологии и обычно применяется при бурении дополнительных стволов из имеющихся скважин. Соотношение радиуса кривизны и интенсивности искривления приведено в табл. 2.1.

Таблица 2.1. Соотношение радиуса кривизны и интенсивности искривления

Интенсивность искривления град/10, м Радиус кривизны, м Интенсивность искривления град/10 м Радиус кривизны, м Интенсивность искривления град/10 м Радиус кривизны, м Интенсивность искривления град/10 м Радиус кривизны, м
С большим радиусом кривизны
0.1 0.9 1.7 2.5
0.2 1.8 2.6
0.3 1.1 1.9 2.7
0.4 1.2 2.8
0.5 1.3 2.1 2.9
0.6 1.4 2.2
0.7 1.5 2.3    
0.8 1.6 2.4    
Со средним радиусом кривизны
3.1 4.8 6.5 8.2 69.8
3.2 4.9 6.6 8.3
3.3 6.7 8.4 68.2
3.4 5.1 6.8 8.5 67.4
3.5 5.2 6.9 8.6 66.6
3.6 5.3 8.7 65.8
3.7 5.4 7.1 8.8 65.1
3.8 5.5 7.2 8.9 64.3
3.9 5.6 7.3 63.6
5.7 7.4 9.1 62.9
4.1 5.8 7.5 9.2 62.2
4.2 5.9 7.6 9.3 61.6
4.3 7.7 9.4 60.9
4.4 6.1 7.8 9.5 60.3
4.5 6.2 7.9 9.6 59.6
4.6 6.3 71.6    
4.7 6.4 8.1 70.7    
С малым радиусом кривизны
9.7 12,1 47,3 14,5 39,5 16,9 33,9
9.8 58.4 12,2 46,9 14,6 39,2 33,7
9.9 57.8 12,3 46,5 14,7 38,9 17,1 33,5
57.3 12,4 46,2 14,8 38,7 17,2 33,3
10.1 56.7 12,5 45,8 14,9 38,4 17,3 33,1
10.2 56.1 12,6 45,4 38,2 17,4 32,9
10.3 55.6 12,7 45,1 15,1 37,9 17,5 32,7
10.4 12,8 44,7 15,2 37,6 17,6 32,5
Продолжение таблицы 2.1.
10.5 54.5 12,9 44,4 15,3 37,4 17,8 32,1
10.6 15,4 37,2 17,9
10.7 53.5 13,1 43,7 15,5 36,9 31,8
10.8 13,2 43,4 15,6 36,7 18,1 31,6
10.9 52.5 13,3 15,7 36,4 18,2 31,4
13,4 42,7 15,8 36,2 18,3 31,3
11.1 51.6 13,5 42,4 15,9 18,4 31,1
11.2 51.1 13,6 42,1 35,8 18,5 30,9
11.3 50.7 13,7 41,8 16,1 35,5 18,6 30,8
11,4 50,2 13,8 41,5 16,2 35,3 18,7 30,6
11.5 49.8 13,9 41,2 16,3 35,1 18,8 30,4
11.6 49.3 40,9 16,4 34,9 18,9 30,3
11.7 48.9 14,1 40,6 16,5 34,7 30,1
11.8 48.5 14,2 40,3 16,6 34,5 19,1
11.9 48.1 14,3 16,7 34,3    
47.7 14,4 39,7 16,8 34,1    
С коротким радиусом кривизны (5,7°-10°/1м)
5.7 6.8 8.4 7.9 7.2 6.36
5.8 9.9 6.9 8.3 7.16 9.1 6.29
5.9 9.7 8.2 8.1 7.07 9.2 6.22
9.5 7.1 8.1 8.2 6.98 9.3 6.16
6.1 9.4 7.2 7.9 8.3 6.9 9.4 6.09
6.2 9.2 7.3 7.8 8.4 6.82 9.5 6.03
6.3 9.1 7.4 7.7 8.5 6.74 9.6 5.96
6.4 8.9 7.5 7.6 8.6 6.66 9.7 5.9
6.5 8.8 7.6 7.5 8.7 6.58 9.8 5.84
6.6 8.7 7.7 7.4 8.8 6.51 9.9 5.78
6.7 8.5 7.8 7.3 8.9 6.43 5.73

 

Значение интенсивности дано в градусах и долях градуса.

 


mylektsii.ru - Мои Лекции - 2015-2019 год. (0.009 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал