Современное состояние мировой практики бурения скважин показывает, что важное место заняли технологии бурения горизонтальных скважин.

Важность данной технологии объясняется тем, что она позволяет не только увеличить дебит скважин, но и увеличить срок их службы.

Принимая во внимание достойный производственный опыт бурения наклонно-направленных скважин на шельфе Каспия и на суше Абшеронского полуострова, SOCAR ориентируется в дальнейшем на развитие бурения горизонтальных скважин в Азербайджане.

В статье представлен обзор технологий бурения горизонтальных скважин, отмечены высокая доходность и большие преимущества, показаны значительные экономические выгоды по сравнению с вертикальными скважинами и экономия средств.

Ключевые слова: горизонтальные скважины, фишбон, рыболовный крючок, точное управление, тонкая скважина, бурение на депрессии.

На нефтяных месторождениях бурят такие типы горизонтальных скважин: преобладающие традиционные горизонтальные скважины, комплексные скважины, которые решают технические проблемы и горизонтальные скважины с боковыми стволами, предназначенные для раскрытия потенциала залежи [1].

Горизонтальные скважины имеют следующие особенности:

1. Большой масштаб охвата и производительность

Так на примере месторождения Ляохэ количество горизонтальных скважин, пробуренных в 2008 г., было самым высоким — до 223. Количество горизонтальных скважин, пробуренных в 2011 г., составило 157, что составляет 46 % скважин, пробуренных за год; объем по добыче нефти 0,7 млн. тонн, что составляет 67 % от всех новых скважин, пробуренных за год [2].

2. Большой объем добычи и преимущества

Дебит нефти в горизонтальных скважинах составил 7077 т/сут; средняя односкважинная добыча нефти из горизонтальных скважин составляет 10,3 т/сут, что в 4,6 раза выше, чем у вертикальных скважин; горизонтальные скважины, составляющие 6,8 % всех скважин, дают 24 % общей добычи, а период окупаемости обычно составляет 1–3 года [2, 3].

3. Широкое применение

Технологии горизонтальных скважин широко применяются при разработке новых блоков, изменении режима разработки тяжелой нефти, вторичной разработке старых месторождений, оценке и разработке трудноизвлекаемых запасов, прогрессивной разведке и т. д. [4]

Рассмотрим несколько основных технологий бурения горизонтальных скважин:

1. Технология горизонтальной скважины в форме рыбьей кости (фишбон).

Преимущество заключается в максимальном увеличении контактной поверхности [1].

Типичная скважина может иметь самое большое количество отводов (20 фишбонов рис.1) и самая длинная проходка в пласте (4333 м). На начальном этапе добычи при использовании насадки 4 мм суточная добыча нефти составляла 48,4 т, что в 24 раза превышало средний дебит нефти вертикальных скважин на том же блоке.

Рис.1. Фишбон-технология

Продуктивность составляет 162 % по сравнению с обычной горизонтальной скважиной.

2. Специальная технология проектирования траекторий горизонтальных скважин.

Горизонтальная скважина в форме рыболовного крючка (Fishhook).

В соответствии с характеристиками резервуаров сверхтяжелой нефти с кромочной или верхней водой, технология проектирования траектории рыболовного крючка горизонтальной скважины была инновационной, предложена для обеспечения того, чтобы промежуточная обсадная колонна могла эффективно герметизировать кромочную или верхнюю воду (рис.2) [1].

Рис. 2. Скважины Fishhook

3. Технология точного управления траекторией горизонтальной скважины.

Горизонтальные скважины SAGD.

Пара горизонтальных скважин SAGD имеет два основных параметра: выравненность и параллельность их горизонтальных участков. При бурении традиционные инструменты не обеспечивают распараллеливания их горизонтальных участков даже при использовании одного и того же набора инструментов. Это связано со значительной накапливаемой погрешностью измерения. С увеличением горизонтальных участков увеличивается суммарная погрешность измерений. Так, для обеспечения точного управления траекторией горизонтальной скважины SAGD внедрен MGT (Magnetic Guidance Tool) от компании Halliburton (рис.3) [1, 2, 5].

4. Более тонкая и глубокая скважина

Экономия на обсадной колонне одиночной скважины составляет 99,46 т, шлама — 114,51 м ³ , цемента — 98,64 т. [1]

Срок бурения сокращен на 18 дней. Снижение стоимости бурения одной скважины составляет 801093 манат (рис.4).

Рис. 3. Схема бурения с инструментом MGT

Повторное использование старых скважин большого диаметра.

Эта операция сделала возможной экономию затрат на одну скважину до 10948274 манат (рис.5).

Рис. 4. Диаграммы более тонкой и глубокой скважины

Рис. 5. Повторное использование старой скважины с большим диаметром

5. Бурение на депрессии.

Бурение на депрессии является второй наиболее конкурентоспособной технологией после горизонтальной скважины. С развитием технологии бурения на депрессии был найден характерный способ совместного применения технологий бурения на депрессии и горизонтальной скважины, что эффективно решило проблему разработки низконапорных коллекторов.

Практика показывает, что скорость бурения оказывается выше на 22 %, период бурения на пять дней короче, а производительность одиночной скважины в 10 раз выше.

Выводы.

В статье были обобщены технологии бурения горизонтальных скважин и дан обзор некоторых достижений. В частности, такие технологии, как скважина «рыбий скелет», пара горизонтальных скважин SAGD, многоствольная скважина, комплексная скважина, скважина с боковым стволом, интеграция технологий горизонтальной скважины и бурения на депрессии.

По мере углубления разведки и разработки нефти возникнут новые технические проблемы. Это потребует инновационных исследований для дальнейшего продвижения технологий бурения горизонтальных скважин.

Литература:

1. Application Study on Multilateral Well Drilling and Completion Technologies. Petroleum Drilling Techniques, Issue 6 of Volume 29 (2001): 11–13.
2. Guoliang Dong. Application of Underbalanced Drilling Technology in Northeast China. West China Exploration Engineering, Issue 121 (05–2006): 177–179.
3. Xie Guoming. New Developments of Cutting-edge Drilling Technologies. Jianghan Shiyou Keji, Issue 1 of Volume 15 (03.2005): 34–39.
4. Муслимов Р. Х. Пути повышения эффективности использования горизонтальных скважин для разработки нефтяных и нефтегазовых месторождений. Георесурсы. 2016. Т. 18. № 3–1. С. 146–153.
5. Горизонтальные скважины наклонно направленное бурение. Нефть. Газ. Новации. 2017. № 3. С. 28–31.