Заканчивание скважин

В некоторых случаях  внутри одной скважины обнаруживается несколько продуктивных горизонтов. Многопластовое заканчивание скважины позволяет одновременно проводить добычу из двух или более горизонтов. Часто это является результатом деятельности органов государственного регулирования, которые раздельно проводят классификацию нефти. Кроме того, это может быть необходимо для регулирования работы коллектора — пласт с высоким давлением и пласт с низким давлением. 
 

Наиболее распространенным является заканчивание в двух горизонтах. Заканчивание в трех и более горизонтах проводится значительно реже. Легко обнаружить один недостаток этого метода: чем больше операций по заканчиванию, тем более сложным (и дорогостоящим) оказываются скважинное оборудование и инструменты, необходимые для достижения и поддерживания отдельных пластов. Проблемы усугубляются, если один или более горизонтов требуют механизированной добычи (насосы и т.д.). 
 

Многопластовое заканчивание скважин в нефтяной промышленности было вынужденной мерой. Экономия за счет отсутствия необходимости бурить отдельную скважину для каждого продуктивного горизонта, как правило, сводится к нулю в результате возникающих дополнительных проблем, связанных с добычей нефти и ремонтными работами. Экономия на начальном этапе не всегда приносит прибыль. 
 

В целом выбор  метода определяется общей экономической  эффективностью данного варианта по сравнению с вариантом отдельной  скважины для каждого пласта. Многопластовое заканчивание может оказаться более выгодным по сравнению с бурением отдельных скважин в результате принятых арендных обязательств. Применение данного метода может, кроме того, ускорить разработку месторождения. Иногда в период нехватки материалов стоимость стальных труб резко возрастает. В результате дальнейшего технического прогресса этот метод заканчивания станет, по-видимому, более распространенным. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Многозабойное заканчивание скважины 
 
 

Многозабойное заканчивание — широкое понятие, относящееся к целому ряду технологий заканчивания скважин. В целом оно применимо к скважинам, пробуренным и законченным в некоторой горизонтальной или близкой к горизонтальной конфигурации. Данная технология предполагает использование какого-либо вида направленного бурения, т.е. бурения в направлении, отклоняющемся на некоторый угол от направления вертикально вниз. 
 

Основным принципом, лежащим в основе технологий многозабойного заканчивания скважины, является отклонение скважины от вертикали (искривление), которое увеличивается, пока на входе в продуктивный пласт скважина не становится почти горизонтальной. 
 

Другие варианты многозабойного заканчивания предусматривают бурение одного или нескольких поперечных ответвлений от основного ствола скважины. Скважины с такими ответвлениями, или боковыми стволами, называются разветвленными скважинами. В таком случае основная скважина может иметь диаметр до 2,5 м. Бурение дополнительных стволов проводится рабочими со дна основного ствола, что аналогично работе шахтеров. 
 

Следует анализировать  соотношение дополнительных затрат на бурение и заканчивание боковых стволов и ожидаемой дополнительной продуктивности. С постоянным развитием техники и снижением себестоимости работ применение таких методов получит более широкое распространение. При этом метод многозабойного заканчивания должен выдерживать конкуренцию с обычными Методами интенсификации притока, которые широко используются и также позволяют достигать увеличения продуктивности. 
 

В данной главе мы обсуждали различия между закан-чиванием с обсаживанием и заканчиванием без обсажи-вания скважины. Далее мы более подробно рассмотрим процессы установки обсадной колонны в скважине и цементирование, а затем различные методы добычи нефти 
 
 
 
 
 
 
 
 

Заканчивание с отсеканием воды и газа

 
В целом нефтепереработчики стремятся получить как можно меньше других продуктов одновременно с нефтью. Вода до продажи должна быть отделена от сырой нефти — и чем больше объем воды, которую придется отделять, тем меньше останется нефти на продажу. Желательно также снизить объем добываемого газа либо совсем исключить его (кроме тех случаев, когда скважина ведет в газовый коллектор). В нефтяном коллекторе газ играет роль той силы, которая выталкивает флюиды в ствол скважины. Поэтому имеет смысл сохранять его как можно дольше — это увеличивает продолжительность эксплуатации месторождения.

 
Во многих коллекторах поверх нефтеносной  зоны располагается газоносная, либо снизу находится зона воды, либо вместе и то и другое. В этих случаях заканчивание скважины нужно провести таким образом, чтобы не допустить попадания в нее свободного газа или воды. Следовательно, важное значение приобретает правильный выбор горизонта в пределах интересующей зоны.

 
Сделаем небольшое отступление, чтобы  разобраться, как ведут себя флюиды коллектора в процессе добычи. Для  добычи из скважины необходимо создать  депрессию — градиент давления между  скважиной и зоной дренирования, т.е. областью вокруг скважины, содержащей углеводороды. Градиент давления направлен  горизонтально и вертикально. Таким  образом, депрессия, создаваемая скважиной, воздействует на все три пластовых  флюида: нефть, газ и воду. В результате все они перемещаются к скважине. Вода имеет более высокую плотность, чем нефть, а нефть — более  высокую, чем газ. Эти различия в  плотности создают противоположный  градиент, который не дает воде подниматься  выше ее статического уровня. Если текущий  отбор из скважины невелик, то граница  раздела нефть — вода (граница  между горизонтами нефти и  воды) будет просто подниматься, пока не Достигнет равновесного положения, в котором противоположно направленные градиенты равны по величине. В случае границы между нефтью и газом наблюдается обратная ситуация. Граница нефть — газ будет опускаться, пока не уравняются два противоположно направленных градиента.

 
Однако при высокой скорости отбора и вода, и газ могут быть затянуты в скважину. Это приводит к истечению воды из скважины и возникновению проблем, включая затраты на удаление и/или выделение свободного газа, непроизводительное расходование энергии коллектора и закономерное быстрое снижение давления. Дополнительный устрашающий фактор — санкции, применяемые органами государственного регулирования при добыче избыточного газа. Поэтому получение воды и газа из скважины стараются исключить, как только возможно.

 
Полезным устройством для обнаружения  поступления воды в ствол скважины является прибор гамма-каротажа с инжектором изотопов. Его опускают на забой скважины в процессе добычи нефти, когда высвобождается водорастворимый радиоактивный индикатор. При перемещении наверх индикатор растворяется в воде по мере попадания ее в скважину. Прибор фиксирует излучение радиоактивного индикатора и постоянно контролирует расположение источника излучения по высоте. Данные о расположении точек попадания воды передаются на поверхность и записываются в виде графика.

 
В коллекторах, состоящих из чередующихся слоев продуктивных пластов и  сланцевых или плотных участков, поступление воды можно значительно  снизить или даже предотвратить  за счет вторичного цементирования и  перфорации. Однако в некоторых случаях  насыщение коллектора водой столь  велико, что исключить попадание  воды в скважину невозможно, и она  будет поступать из скважины вместе с нефтью.

 
Заканчивание скважины без обсаживания. Заканчивание скважины без спуска обсадной колонны означает ситуацию, когда эксплуатационная колонна устанавливается непосредственно над продуктивным горизонтом, который остается свободным, т.е. необсаженным. Такой метод может применяться только в случае очень твердых пород, которые не склонны к обрушению.

 
Данный способ заканчивания часто используется в пластах твердых пород с низким давлением, где вскрытие пласта проводилось ударно-канатным методом. При этом роторное бурение осуществляется вплоть до установления эксплуатационной колонны. Затем инструмент Для роторного бурения удаляют и на его место устанавливают станок канатного бурения. Буровой раствор так-же удаляют и далее проводят добуривание требуемого продуктивного участка.

 
Преимуществом данного метода является возможность опробования пласта в процессе бурения. Нет необходимости  удалять инструменты из скважины, цементировать и перфорировать  обсадную колонну. Кроме того, исключается  вероятность повреждения пласта буровым раствором и цементом, а также появляется возможность  пошагового увеличения глубины, что  позволяет избежать бурения в  воду. Последнее особенно важно в  коллекторах малой толщины с  водонапорным режимом, в которых  продуктивный горизонт составляет всего  несколько футов.

 
Во многих случаях для повышения  скорости потока из продуктивного интервала  можно использовать методы интенсификации притока. Наиболее распространенными  из них являются обстреливание нитроглицерином (в настоящее время метод устарел), гидравлический разрыв и кислотный  разрыв.

 
Из приведенного выше следует, что  заканчивание без обсаживания — более эффективный метод, чем стандартное заканчивание с перфорированной обсадной колонной, при котором флюиды должны попадать в ствол скважины через маленькие отверстия в трубе. Преимущество особенно велико в случае тонких слоистых пород или когда проницаемость в вертикальном направлении является либо низкой, либо прерывистой.

 
Заканчивание без обсаживания требует меньших финансовых затрат, так как при этом не нужна часть обсадной колонны. Кроме того, отсутствуют расходы на перфорирование. Исключается также загрязнение цементом либо повреждение буровым раствором. Однако заканчивание с перфорированной обсадной колонной предоставляет гораздо больше возможностей регулирования продуктивного горизонта, так как его можно перфорировать и испытывать как угодно. Имеется возможность выделять отдельные секции и проводить их испытания; интенсификацию притока легче осуществлять при наличии перфорированных отверстий, чем на открытой скважине-Гидравлический разрыв также происходит более успешно при наличии перфорированной обсадной колонны. Продуктивность в среднем оказывается на 50% выше, чем в случае необсаженной скважины. Повышенная эффективность регулирования продуктивных зон также имеет большое значение, если проводятся ремонтные работы, например по отсеканию воды или газа. 
 

Бурение

Общая схема буровой  установки: 1 — буровое долото; 2 —  УБТ; 3 — бурильные трубы; 4 — кондуктор; 5 — устьевая шахта; 6 — противовыбросовое  устройства; 7 — пол буровой установки; 8 — буровой ротор; 9 — ведущая  бурильная труба; 10 — буровой  стояк; 11 — вертлюг; 12 — крюк; 13 —  талевый блок; 14 — балкон верхового  рабочего; 15 — кронблок; 16 — талевый  канат; 17 — шланг ведущей бурильной  трубы; 18 — индикатор нагрузки на долото; 19 — буровая лебёдка; 20 —  буровой насос; 21 — вибрационное сито для бурового раствора; 22 —  выкидная линия бурового раствора. 

Бурение — процесс  разрушения горных пород с помощью  специальной техники — бурового оборудования. Различают три вида бурения:

Вертикальное бурение

Наклонно-направленное бурение

Горизонтальное бурение (отдельная страница) 

Бурение скважин  — это процесс сооружения направленной горной выработки большой длины  и малого (по сравнению с длиной) диаметра, без доступа человека внутрь. Начало скважины на поверхности земли  называют устьем, дно — забоем, а  стенки скважины образуют ее ствол.