Введение к работе
Актуальность проблемы: Развитие нефтедобычи Вьетнама связано с далнейшим освоением нефтяных месторождений "Белый Тигр" и "Дракон" на континентальном шельфе. Разбуривание этих месторождений осуществляется в основном наклонно направленными скважинами с морских стационарных платформ и блок-кондукторов (МСП и БК) с отходами от вертикали до 1500м. Почти 50% фонда вновь вводимых в добычу скважин, начиная с 1996 года будут иметь отклонения от вертикали свыше 2000м. Кроме того, в период 1996-2000г.г. предстоит построить 15 горизонтальных скважин с отходом от вертикали до 3-х км при глубине скважин по вертикали 4350-4500 м. Предусматривается, помимо этого, углубление на 500-1000м на отложения кристаллического фундамента стволов, ранее пробуренных на отложения олигоцена 10-ти скважин. Проектные отклонения забоев их достигают 1500 м.
Планируется осуществить в 8-10-ти скважинах методом "зарезки" бурение вторых стволов протяженностью до 2500 м при глубине "зарезки" 1000-1500 м. Значительные обьемы буровых работ в этот период будут выполнены в отложениях кристаллического фундамента при аномально низких пластовых давлениях ( Рпл= 0,75-0,80 Ргидр ).
Увеличение горизонтальных отходов наклонно направленных скважин приводит к росту зенитных углов, особенно при использовании пятиинтервального профиля скважины, по которому в преобладающем большинстве строятся скважины на отложения олигоцена и кристаллического фундамента на месторождении "Белый Тигр".
В процессе строительства наклонно направленных скважин с ростом горизонтального отхода и зенитного угла увеличиваются: прижимающие силы за счет собственного веса бурильной колонны на интервалах набора, стабилизации и снижения зенитного угла; силы сопротивления при спуско - подъемных операциях и при бурении; вращающий момент и мощность, необходимая для вращения бурильной колонны; возможность скопления шлама в нижней части ствола и на забое под действием гравитационных сил.
Результатом влияния этих факторов являются аварии и осложнения, отрицательно влияющие на процессы бурения и крепления, а также на последующую эксплуатацию скважины.
В связи с этим представляет особый практический интерес исследование характера динамических процессов, происходящих при бурении скважин с большим отходом от вертикали.
Учитывая, что к настоящему времени скважины с отходом до 1500м согласно технологической схеме разработки месторождения "Белый Тигр" практически пробурены, строительство скважин со значительно большим отходом и горизонтальных на этом месторождении становится весьма актуальной проблемой.
Цель работы: Разработка профиля, конструкции наклонно направленных скважин с отходом от вертикали 1500м и более, параметров режима бурения и компоновок низа бурильной колонны (КНБК) и технологических меропрятий, обеспечивающих реализацию проектного профиля.
Основные задачи работы:
Статистический анализ фактического материала по бурению скважин комплекса "Master Log" и "Геосервис" в реальном масштабе времени (механическая скорость, параметры режима бурения: вращающий момент, осевая нагрузка на долото, частота вращения ротора и т.д.);
Исследование характера динамических процессов бурения;
Разработка профиля и конструкции наклонно направленных скважин с большим отходом от вертикали, выбор параметров режима бурения и КНБК для строительства скважин на месторождении "Белый Тигр".
Методы решения поставленных задач: Исследования проводились с применением методов группового учета аргументов (МГУА), размерностных характеристик (фрактальной и фазовой) динамических процессов, аналитических методов синергетики, теории информации с использованием ЭВМ.
Научная новизна: Впервые для анализа данных бурения скважин комплекса геолого-технологического контроля "Master Log" и "Геосервис" использованы современные методы исследования сложных динамических процессов и, в частности, синергетики, предложен новый подход к проектированию показателей режима бурения и профиля наклонно направленных скважин.
Практическая ценность: Предложенные технологические мероприятия позволили значительно повысить механическую скорость проходки на долото, уменьшить затраты времени на аварии и осложнения, связанные с большим отходом наклонно направленных скважин от вертикали. Внедрение комплекса меропрятий обеспечило увеличение коммерческой скорости бурения при строительстве скважин на месторождении "Белый Тигр".
Реализация работы в промышленности: Разработанные по результатам исследований технико - технологические мероприятия предусмотрены в технических проектах на строительство скважин института " НИПИморнефтегаз " СП "Вьетсовпетро" и внедрены в практике бурения скважин на шельфе Вьетнама.
Основные защищаемые положения: На защиту в качестве основных положений диссертации выносятся: результаты анализа характера сложных динамических процессов бурения глубоких наклонно направленных скважин с большим отходом от вертикали и комплекс мероприятий по совершенствованию технологии бурения скважин на месторождении "Белый Тигр" Вьетнама.
Апробация работы: Результаты выполненных исследований докладывались и обсуждались на 2-ом и 3-ем Международном симпозиуме по бурению скважин в осложненных условиях в С.-Петербургском горном институте, июнь-1993-1995г.г.; научно-технической конференции Государственной компании нефти и газа -СРВ (г. Ханой-Сентябрь 1995г.); научно-технической конференции, посвященной 15-летию создания СП "Вьетсовпетро"(г. ВунгТау-ноябрь 1995 г., июнь 1996г.).
Объем работы: Диссертация изложена на 152 страницах машинописного текста, включающего 38 рисунков, 32 таблицы состоит из 5 разделов, основных выводов и рекомендации, списка литературы', содержащего 30 наименований.
Публикация: Основное содержание диссертации опубликованы в 5 научных статьях
Автор выражает благодарность своим коллегам Г. Г. Зайцеву, И. С. Асееву, Ч. В. Хой, Н. Т. Чыонг, Н. Ч. Нгиэм, Ч. Т. Лам за оказание помощи в сборе фактического материала по бурению скважин в СП "Вьетсовпетро" и ученым НПО "Буровая техника" А. В. Мнацаканову, А.. О. Межлумову, В. И. Авилову, А. М. Гусману, Г. С. Оганову за обсуждение результатов исследований по диссертационной работе.
Автор весьма признателен доктору технических наук С. А. Ширин-Заде и кандидату технических наук Данг Куа за постановку исследований и научное руководство при выполнении диссертационной работы.