Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка и внедрение технологии строительства горизонтальных скважин на битумные отложения с выводом забоя на дневную поверхность Студенский Михаил Николаевич

Разработка и внедрение технологии строительства горизонтальных скважин на битумные отложения с выводом забоя на дневную поверхность
<
Разработка и внедрение технологии строительства горизонтальных скважин на битумные отложения с выводом забоя на дневную поверхность Разработка и внедрение технологии строительства горизонтальных скважин на битумные отложения с выводом забоя на дневную поверхность Разработка и внедрение технологии строительства горизонтальных скважин на битумные отложения с выводом забоя на дневную поверхность Разработка и внедрение технологии строительства горизонтальных скважин на битумные отложения с выводом забоя на дневную поверхность Разработка и внедрение технологии строительства горизонтальных скважин на битумные отложения с выводом забоя на дневную поверхность Разработка и внедрение технологии строительства горизонтальных скважин на битумные отложения с выводом забоя на дневную поверхность Разработка и внедрение технологии строительства горизонтальных скважин на битумные отложения с выводом забоя на дневную поверхность Разработка и внедрение технологии строительства горизонтальных скважин на битумные отложения с выводом забоя на дневную поверхность Разработка и внедрение технологии строительства горизонтальных скважин на битумные отложения с выводом забоя на дневную поверхность Разработка и внедрение технологии строительства горизонтальных скважин на битумные отложения с выводом забоя на дневную поверхность Разработка и внедрение технологии строительства горизонтальных скважин на битумные отложения с выводом забоя на дневную поверхность Разработка и внедрение технологии строительства горизонтальных скважин на битумные отложения с выводом забоя на дневную поверхность
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Студенский Михаил Николаевич. Разработка и внедрение технологии строительства горизонтальных скважин на битумные отложения с выводом забоя на дневную поверхность : диссертация ... кандидата технических наук : 25.00.15 / Студенский Михаил Николаевич; [Место защиты: ОАО "НПО "Буровая техника" - Всероссийский научно-исследовательский институт буровой техники"]. - Москва, 2008. - 115 с. : 25 ил. РГБ ОД,

Содержание к диссертации

Введение

Раздел 1. Анализ состояния проблемы освоения месторождений природных битумов 9

1.1 .Обоснование разработки технологических схем добычи битумов (битуминозных тяжелых нефтей) на глубинах более 100-200м 16

1.2. Анализ технологии бурения скважин на ПБ в верхней части разреза при вскрытых зонах поглощния 21

1.3. Обоснование применения технологии крепления обсадных колонн диаметром 324 мм и 245 мм тампонажным раствором с высокими тиксотропными свойствами (ТИКСОТРОПИК) 26

1.4. Анализ существующих технологий и оценка перспективности новых направлений в технологии добычи нефтей и битумов при депрессии термогравитационными способами 40

Раздел 2. Геологическое строение Ашальчинского битумного месторождения 52

2.1. Геолого-технологическое обоснование строительства пары горизонтальных скважин 54

Раздел 3. Проектирование конструкции и профиля скважины 61

3.1. Проектирование конструкции скважины 61

3.2. Расчет нагрузки на бурильную колонну при бурении горизонтальной скважины 71

3.3. Проектирование профиля "сквозной" скважины на битумные отложения 74

3.3.1. Методика проектирования параметров 5-ти интервального профиля горизонтальной скважины 76

3.3.2. Методика проектирования пространственного профиля горизонтальной скважины 83

Раздел 4. Аналитические исследования по оценке величин, возникающих в скважине сил сопротивления при строительстве скважин на битумные отложения 86

4.1. Методика расчета нагрузки на крюке при спуске бурильной колонны в "сквозную" горизонтальную скважину 87

4.2. Расчет нагрузки на крюке при спуске бурильного инструмента в горизонтальную скважину 94

4.3. Расчет нагрузки на крюке при спуске эксплуатационной колонны в горизонтальную скважину 104

4.4. Анализ результатов расчета величин нагрузки на крюке при спуске 2 (подъеме) бурильной колонны в горизонтальную скважину на битумные отложения. Оценка возможности достижения максимальной длины горизонтального ствола в продуктивном пласте 109

4.5. Анализ результатов расчета нагрузки на крюке при спуске эксплуатационной колонны в горизонтальную скважину на битумные отложения. Оценка возможности спуска колонны в скважину с максимальной длиной горизонтального ствола в продуктивном пласте 110

4.6. Выводы и рекомендации по проблеме достижения максимально-возможной протяженности горизонтального ствола в продуктивном пласте 111

4.7. Применение метода флотации при спуске эксплуатационной колонны в горизонтальную скважину 114

Раздел 5. Анализ процесса ведения буровых работ 119

5.1 Основные ТЭП по строительству опытной добывающей скважины №232 130

Основные выводы и рекомендации 133

Список использованной литературы 134

Введение к работе

Республика Татарстан обладает богатейшими запасами природных битумов, промышленное освоение которых имеет важное народно-хозяйственное значение. Среди значительного числа детально разведанных месторождений на битумные отложения в республике, особое место занимает крупнейшее Ашаль-чинское месторождение природных битумов, залежь которых приурочена к породам уфимского яруса пермской системы. Строительство скважин производится в сложных горно-геологических условиях, сопровождаемых интенсивным поглощением раствора, потерей устойчивости стенок скважины, обвалами и осложнениями пород.

Ввиду необходимости интенсивного искривления ствола скважины, связанного с набором зенитного угла в 90° в продуктивном пласте на глубине всего 100-105 м по вертикали, возникают проблемы с проходимостью по стволу и доведением обсадных колонн до проектной глубины, предусмотренных в конструкции скважины, создаются аварийные ситуации с бурильной колонной, с передачей осевой нагрузки на долото.

Известно, что одним из радикальных путей увеличения дебита скважины является увеличение площади фильтрации за счет увеличения длины горизонтального ствола скважины. Однако, это приводит к росту сил сопротивления (трения), достигающих значений, при которых дальнейшее углубление скважины прекращается, возрастает степень риска выполнения поставленной перед скважиной задачи.

Настоящая работа посвящена решению актуальных технико-технологических проблем строительства горизонтальных скважин на битумные отложения, повышению качественных и технико-экономических показателей буровых работ и направлена на эффективное решение актуальной проблемы — скорейшее вовлечение в промышленную разработку месторождений природных битумов

Цель работы

Целью работы является обеспечение качественного, с высокими технико-экономическими показателями строительства скважин на битумные отложения путем разработки и внедрения технологии строительства "сквозных" горизонтальных скважин с выходом забоев на дневную поверхность и горизонтальных скважин с забоями в продуктивном пласте, в том числе с максимально возможной длиной горизонтального ствола.

Основные задачи работы

1. Изучение горно-геологических условий строительства скважин на Ашальчинском месторождении природных битумов.

2. Аналитические исследования по проектированию параметров профиля горизонтальных скважин и взаимосвязи с параметрами конструкции скважин на битумные отложения, с целью определения максимально возможной длины горизонтального ствола в продуктивном пласте.

3. Аналитические исследования по проектированию конструкции бурильной (обсадной) колонны, работающей в условиях резкоискривленных и горизонтальных участков ствола скважины.

4. Разработка технико-технологических решений по уменьшению отрицательного влияния сил сопротивления при выполнении спуско - подъемных операций и спуске обсадных колонн в горизонтальных скважинах.

5. Обоснование применения метода флотации для обеспечения условий нормального спуска обсадной колонны в горизонтальной скважине.

6. Разработка рекомендаций по предупреждению аварий и осложнений при строительстве скважин на битумные отложения.

Методы исследования

При решении поставленных в работе задач были использованы методы аналитической геометрии, теоретической механики и сопротивления материалов, гидравлики. Экспериментальные и промысловые исследования и наблюдения за процессом бурения проводились непосредственно в условиях строительства скважин.

Научная новизна

1. Разработана методика проектирования профиля наклонной скважины с тремя, следующими один за другим, интервалами набора кривизны с различной интенсивностью (радиусом) искривления, обеспечивающая плавное сопряжение искривленных участков и на этой основе нормальное прохождение по стволу бурильной и обсадной колонн.

2. Получены аналитические решения по оценке величин нагрузки на крюке при спуске (подъеме) бурильной (обсадной) колонн для скважины со сложным профилем в зависимости от длины горизонтальной части ствола скважины в продуктивном пласте, от величины коэффициента трения, состава колонны труб в открытом стволе и внутри технической колонны, жесткости, веса погонного метра, диаметра и толщины стенок труб.

3. На основе проведенных исследований определена максимально возможная длина (протяженность) горизонтального ствола в продуктивном пласте.

4. Разработаны основные принципы применения метода флотации для использования выталкивающей (архимедовой) силы с целью преодоления сил трения в горизонтальном стволе скважины при спуске эксплуатационной обсадной колонны.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций изложенных в работе обоснованы теоретическими решениями поставленных задач и подтверждена в процессе строительства ряда горизонтальных скважин на Ашальчинском месторождении природных битумов ОАО "Татнефть".

Основные защищаемые положения

1. Комплекс научно-обоснованных технико-технологических решений, включающий разработку технологии строительства горизонтальных скважин, на основе применения современных технических средств бурения и крепления скважины, навигационных систем для управления процессом искривления, использования стандартной буровой установки при строительстве скважин на битумные отложения.

2. Методика проектирования профиля горизонтальной "сквозной" скважины с тремя интервалами набора кривизны и с различной интенсивностью искривления на участке ствола от глубины первоначального искривления в проектном азимуте до глубины в продуктивном пласте при зенитном угле скважины равном 90° и на участке ствола с конца горизонтальной части до выхода забоя на дневную поверхность.

3. Методика расчета нагрузки на крюке при выполнении спуска и подъема бурильной колонны и спуска обсадной колонны в "сквозной" горизонтальной скважине, обеспечивающей достижение максимально-возможной протяженности горизонтального ствола в продуктивном пласте.

4. Методика применения режима флотации для уменьшения сил трения в горизонтальном стволе скважины при спуске эксплуатационной колонны.

Практическая значимость и реализация результатов работы

1. Создан комплекс научно-обоснованных технико-технологических решений, включающий разработку технологии строительства горизонтальных скважин, на основе применения современных технических средств бурения и крепления скважины, навигационных систем для управления процессом искривления, использования стандартной буровой установки при строительстве скважин на битумные отложения.

2. Разработана методика проектирования профиля горизонтальной "сквозной" скважины с тремя интервалами набора кривизны и с различной интенсивностью искривления на участке ствола от глубины первоначального искривления в проектном азимуте до глубины в продуктивном пласте при зенитном угле скважины равном 90° и на участке ствола с конца горизонтальной части до выхода забоя на дневную поверхность.

3. Разработана методика расчета нагрузки на крюке при выполнении спуска и подъема бурильной колонны и спуска обсадной колонны в "сквозной" горизонтальной скважине, обеспечивающей достижение максимально возможной протяженности горизонтального ствола в продуктивном пласте.

4. Разработана методика применения режима флотации для уменьшения сил трения в горизонтальном стволе скважины при спуске эксплуатационной колонны.

5. На основе разработанных аналитических и практических решений впервые в Российской Федерации в республике Татарстан успешно пробурены три пары, т. е. шесть горизонтальных сквозных скважин с выходом забоя на дневную поверхность и тем самым начато промышленное освоение месторождений природных битумов.

Анализ технологии бурения скважин на ПБ в верхней части разреза при вскрытых зонах поглощния

Первый опыт бурения сквозных скважин на ПБ показал нам, что необходимо наши эффективные разработки по ликвидации осложнений применять и в этих скважинах. Встала проблема выделить наши разработки, определиться и обосновать их применение. В настоящее время скважины на битум бурятся на небольшую глубину и поэтому необходимо совершенствование технологии бурения сквозных скважин в верхней части разреза при вскрытых зонах поглощения. При бурении под кондуктор в верхней части разреза зоны поглощения встречаются практически в каждой скважине.

После вскрытия зон частичного поглощения, довольно часто, в связи с особой сложностью их изоляции приходится вести бурение на воде, т.к. через несколько интервалов (5-10 м), как правило, встречаются новые зоны.

Процесс проводки скважин через проницаемые породы не может считаться совершенным, если не приняты всевозможные технологические приемы, обеспечивающие максимум снижения затрат на борьбу с осложнениями, а также непосредственно на процесс бурения. Поэтому в таких условиях планируется применять «Технологию гидравлического крепления ствола», в процессе углубления уже поглощающего открытого ствола. Она разработана и опробована совместно с ВНИИБТ. Как показала практика [12] интенсивность поглощения, при вскрытии следующих по разрезу зон поглощения, может быть снижена, а, следовательно, и улучшены возможности их изоляции, если весь шлам с забоя (при частичном поглощении и при бурении на воде) будет поступать сразу же во вновь вскрытые проницаемые пласты. Чтобы этот процесс интенсифицировать в закачиваемую промывочную жидкость на поверхности вводится флокулянт.

Эта технология разрабатывается и рассматривается нами также и на дальнейшую перспективу, когда ПБ находятся на глубинах 1000 м и более. При бурении до этой глубины придется проходить несколько зон и практически бурить с промывкой водой. Для этого направления и предназначена технология гидравлического крепления скважин в процессе бурения.

Применение флокулянтов при бурении скважин ранее имело цель высаждения шламовой взвеси из бурового раствора при бурении на технической воде. При этом достигается эффект повышения показателей отработки долот.

Применение ПОЛИОКСа для осветления бурового раствора в приемных амбарах получило довольно широкое распространение. В этом большая заслуга инженеров-технологов Альметьевского УБР.

Однако на сегодня следовало бы подойти более широко к применению флокулянта ПОЛИОКСа— как добавки в нагнетательную линию циркуляционной системы буровой, обеспечивающей флокуляцию дисперсной фазы непосредственно у долота и как следствие этого — создание нового технологического процесса герметизации открытого ствола, которое можно назвать «Гидравлическое крепление скважин». Суть его сводится к изоляции проницаемых пород с созданием на стенках скважины тонкого изоляционного слоя в начальный момент их вскрытия, исключая при этом их дренирование.

Сфлокулированная шламовая дисперсная фаза совместно с полимером ПОЛИОКСом является тампонирующим средством, которое при развитии этого направления должно дополняться специальными блокирующими добавками.

Если ранее флокулянты вводили только в желобную систему и приемные амбары для высаждения шлама, то по новой технологии достигается не только эта цель, но и улучшаются условия для бурения породы и закупоривания проницаемых стенок ствола.

Гидравлическое крепление проницаемого ствола за счет сфлокулирован-ного шлама, поднимающегося в восходящем потоке бурового раствора трудно отметить в натуральном виде, т. е. непосредственно в процессе бурения. Однако такой случай представился в скважине № 32181. При бурении в нижнефаменском ярусе наблюдалось кратковременное частичное поглощение интенсивностью до 5 м /ч. После ввода ПОЭ в процессе бурения сразу же было отмечено закупоривание поглощающих каналов - поглощение прекратилось. Эффект закупоривания мелких трещин и каналов поглощения происходит за счет сфлокулирован-ных тонких частиц шлама, связанных сложной молекулярной цепочкой ПОЭ, как мостиком от одной частицы к другой. Полимеры типа ПАА такой сложной конфигурации молекул не обладают. Подобными ПОЭ свойствами обладают зарубежные полимеры типа Аккатрол, Декадрил.

В процессе бурения скважин были опробованы различные схемы ввода ПОЭ в буровой раствор непосредственно в бурильный инструмент.

Способ ввода ПОЛИОКСа в сухом виде (в виде порошка) с помощью засасывания через шланг во всасывающую линию (храпок) насоса более технологичен.

На рис. 1.1 приведены осредненные данные по изменению содержания шлама в буровом растворе на отдельном отрезке процесса бурения во время одного долбления. Показано, как изменяется концентрация шлама по мере углубления скважины. Однако сам процесс долбления (отработки долота) не протекает равномерно.

На рис. 1.2, как пример показано изменение концентрации шлама при бурении в течение 10ч с глубины 899 м. Бурение происходило с ПОЭ, введенном через бурильную колонну. Данные рис. 2 показывают, как довольно резко может меняться концентрация шлама в процессе одного долбления. Если считать, что режим бурения практически мало изменялся (нагрузка на долото, объем прокачиваемой жидкости), то содержание шлама зависело от типа встречаемой породы и как следствие — от механической скорости.

Методика проектирования параметров 5-ти интервального профиля горизонтальной скважины

Исходными данными являются: глубина скважины по вертикали Нскв; отклонение ствола от вертикали Аскв., в точке в продуктивном пласте, где зенитный угол а становится равным 90 и начинается горизонтальный участок ствола скважины; длина вертикального участка профиля Но, проектный азимут ствола скважины — фскв.

Кроме исходных данных, для расчета профиля скважины необходимо задаться значениями радиуса искривления R или величиной зенитного угла в конце первого и второго участков набора кривизны.

Необходимые значения R\, R2 (или oti, аг) определяются исходя из допустимых значений, зависящих от диаметра, толщины стенки, марки стали, предела текучести материала обсадной трубы (см. табл. 3.2, 3.3, 3.4, 3.5). Параметры профиля скважины на 1-м участке набора кривизны определяются по формулам [48]:

Выводы по расчету профилей горизонтальной скважины с различным количеством участков набора кривизны:

— Наиболее предпочтительным следует считать профиль с 2-мя участками набора кривизны. Этот профиль технологически более удобный, так как набор кривизны после спуска кондуктора до значения а = 90 может быть осуществлен с применением одной КНБК на всем интервале. Как видно из данных табл. 3.9 мак-симальная интенсивность набора кривизны ia = 8,7 /10 м вполне достижима, при этом обеспечивается нормальный спуск технической колонны 0 244,5 мм без остаточных деформаций (см. табл. 3.2). При применении данного профиля обеспечивается также сравнительно меньшие по величине силы сопротивления в скважине при выполнении спуско-подвижных операций.

— Проектный профиль с одним интервалом набора кривизны имеет наименьшую по величине /а = 6,36 /10 м. (см. табл. 3.1) Однако на глубинах спуска кондуктора 0 323,9 мм, в сложных горно-геологических условных верхней части разреза скважины (неустойчивые горные породы, сопровождаемые интенсивным поглощением раствора, осыпями и обвалами пород) зенитный угол скважины сск достигает недопустимо больших значений. Так если принять глубину спуска кондуктора 4 = 49,5 м, как в профиле с 3-мя интервалами набора кривизны, то оск равно:

При /к — 57,49 м, как в профиле с 2-мя интервалами набора кривизны оск равно 36,6.

Кроме отмеченного в профиле с одним интервалом набора кривизны общая длина интервала набора кривизны составляет 153,3 м, против 139,52 (139,30) м в профиле с 2-мя, 3-мя интервалами (см. табл. 3.9), что нежелательно.

Таким образом, рекомендуемыми типами профилей горизонтальных скважин на битумные отложения следует считать профили с 2-мя, 3-мя интервалами набора кривизны, как в наибольшей степени удовлетворяющие требования предупреждения осложнений горно-геологического и технико-технологического характера. Однако, из-за небольшой глубины скважины по вертикали, разница между типами профилей небольшая, поэтому применение профиля с одним интервалом набора кривизны не исключается.

Расчет нагрузки на крюке при спуске эксплуатационной колонны в горизонтальную скважину

1. При строительстве скважин на битумные отложения более важной задачей является обеспечение условий для спуска бурильного инструмента на забой, передачи осевой нагрузки на долото в процессе бурения, при подготовке ствола скважины под спуск колонны, проработки ствола при посадках. Из данных табл. 4.4, 4.5 и рис. 4.3, 4.4 видно, что если принять величину остаточного веса на крюке, с учетом потерь части веса колонны при спуске на трение, равную 5000 кг, то бурильная колонна состоящая из ЛБТ 0129 мм установленная в открытом стволе и УБТ 0165,1 мм 0177,8 мм обеспечивает нормальное строительство скважины с длиной горизонтального ствола до 1000 м. При этом использование УБТ 0177,8 мм в скважине с буровым раствором, липкость которого равна ц. = 0,2 обеспечивает нагрузку на крюке Гкр равную от 12000 кг при /гор = 250 м и Ткр = 10500 кг при /гор = 1000 м. Это вполне достаточный вес на крюке, обеспечивающий надежное выполнение технологических операций в скважине. Применение стальных бурильных 0127x9,19 мм, установленных в открытом стволе в сочетании с УБТ 0165,1 мм и УБТ 0177,8 мм (см. табл. 4.4, 4.5 и рис. 4.5, 4.6) также позволяет осуществить спуск инструмента и бурение горизонтальной скважины до /гор = 400 м, но при этом остаточный вес на крюке Гкр равен 7500 кг при // = 0,2 и Ткр = 2500 кг при /л = 0,4 (это меньше величины допустимого остаточного веса на крюке, равного 5000 кг).

2. В табл. 4.5 и на рис. 4.4, 4.6 приводятся результаты расчета Кр при подъеме бурильного инструмента из горизонтальной скважины в зависимости от /гор. Следует отметить, что при подъеме инструмента, ввиду небольшой глубины скважины и применении буровой установки БУ-75, проблемы с оценкой нагрузки на крюке как фактовой не существует. В соответствии с требованиями "Правил безопасности в нефтяной и газовой промышленности" ПБ 08-624-03 допустимая на грузка на БУ-75 составляет 45000 кг. Из табл. видно, что превышение допустимой нагрузки на БУ-75 имеет место только в случае использования СБТ 0127x9,19 мм в сочетании с УБТ 0177,8 мм в скважине с ц. = 0,4. Во всех остальных случаях фактическая нагрузка на крюке при подъеме инструмента меньше допустимой величины.

4.5. Анализ результатов расчета нагрузки на крюке при спуске эксплуатационной колонны в горизонтальную скважину на битумные отложения. Оценка возможности спуска колонны в скважину с максимальной длиной горизонтального ствола в продуктивном пласте.

1. При строительстве горизонтальных скважин на битумные отложения с обеспечением максимально-возможной длины горизонтального ствола наиболее важной технической проблемой является спуск эксплуатационной колонны. Следует особо подчеркнуть, что в отличии от "сквозных" скважин на битумные отложения, где эксплуатационная колонна затаскивается в скважину с помощью бурильной колонны со стороны забоя скважины, на противоположной от устья стороны, в горизонтальной скважине без выхода забоя на дневную поверхность условия спуска колонны значительно сложнее. Это объясняется тем, что здесь практически нет возможности обеспечить создание дополнительной нагрузки на колонну, как это например делается при спуске бурильной колонны за счет установки УБТ внутри технической колонны, над бурильной колонной.

Среди возможных, не очень эффективных, методов создания дополнительной нагрузки на эксплуатационную колонну 0168,3 мм при ее спуске в горизонтальную скважину, в данной работе рекомендовано использовать трубы, с наименьшей толщиной стенки и вес погонного метра в открытом стволе, а трубы с максимально большой толщиной стенки и веса погонного метра внутри технической колонны. Предложено также использовать комбинированную по диаметру эксплуатационную колонну с установкой труб 0146,1 мм в открытом стволе, на трубы 0168,3 мм внутри технической колонны. В табл. 3.10, 4.1 и на

рис. 4.2, 4.3 приводятся результаты Тк? для приведенных выше условий в зависимости от /гор и коэффициента трения р..

Из таблицы видно, что эксплуатационная колонна, составленная только из труб 0168,3 мм при ограничении величины остаточного веса на крюке в пределах Ткр = 1500-г 2000 кг 5 может быть спущена в скважину с /гор = 250 м до

/гор = 500 м если используется буровой раствор с ц. = 0,2, в то время как при комбинированной обсадной колонне 0168,3x146,1 мм нормальный спуск колонны возможен до с /гор = 250 м до /гор = 600 м при // = 0,2 иц = 0,4.

Основные ТЭП по строительству опытной добывающей скважины №232

Строительство скважины №232 велось с учетом опыта проводки скважины №233, что позволило значительно улучшить все технико-экономические показатели по скважине. Однако затраты времени на вспомогательные работы остаются все еще очень высокими —40,8 %.

Четкое выполнение положений Временного регламента при строительстве сквозных параллельных скважин, как на уровне проектирования, так и исполнителями работ позволит значительно улучшить технико-экономические показатели их строительства и повысить их надежность и качество.

Экономическая целесообразность разработки месторождений ПБ зависит в некоторой степени от того, будет ли выгодно бурить скважины по вновь созданной технологии, учитывая все осложнении, которые возникают при их проверке [42].

Принципиальное отличие ПБ от обычной нефти состоит в их высокой вязкости в естественных условиях. Поэтому для их использования нужны другие технологии строительства скважин отличные от тех, которые применяются в этом же районе при бурении на нефть.

Пилотное применение технологии бурения горизонтальных скважин на ПБ в новом нефтяном битумном районе имеет, прежде всего цель определить общую схему их проводки на основе имеющегося оборудования, используемых буровых растворов и бурильного инструмента, с учетом известного отечественного и зарубежного опыта.

На первых пилотных скважинах должны были определиться возможности сохранения траектории запланированной проектом, учитывая, что ствол скважины проходит через битумные карбонатные породы, а также через битумные пески, где устойчивость низа искривленного бурильного инструмента может оказаться не контролируемой. Эти задачи практически были выполнены.

Экономическую эффективность бурения горизонтальных скважин на ПБ планируется поднять, прежде всего по следующим направлениям:

- сокращение сроков изоляции зон поглощения буровых растворов за счет применения более эффективных материалов: наполнители, стеклосферы, а так же составы ГЛИНОПЛАСТ, вязкоупругий буфер из глинистого раствора с на полнителями.

- сокращение сроков механического бурения. Особенно это может быть важно, когда ГС будут проводиться на длину 700 м и более. Для этого планируется (во времени) изготовить ВЗД с устройством, обеспечивающим пульсацию потока бурового раствора.

- сокращение времени на контроль за ориентировкой проводки ствола ГС.

Из всех регионов России наиболее подготовленным к промышленному освоению месторождений ПБ является Татарстан. Здесь разработана «Концепция освоения ресурсов природных битумов до 2020 года». Эта программа позволит поддерживать достигнутый уровень добычи нефти на прежнем уровне — 30 млн. т в год. Запасы нефти почти на 80% разведаны, поэтому компенсировать восполнение запасов возможно в основном за счет добычи битумов и тяжелых нефтей. В 2007 г. ОАО «Татнефть» планирует приступить к промышленной добыче битумов в объеме 2 млн. т в год. Для реализации данного проекта компания намерена внедрить бурение горизонтальных стволов длиной до 700 м (в некоторых случаях параллельных друг другу с расстоянием между коллекторами — 5 м) и закупить канадские парогенераторы большой мощности. В то же время, по предварительным оценкам специалистов, рентабельная добыча битумов в Татарстане будет возможна только в случае обещанного снижения налоговой нагрузки, в частности, отмены платы НДПИ. Несмотря на высокие текущие издержки на добычу ПБ, этот пилотный проект в целом положительно сказывается на деятельности добывающей компании. Одной из причин повышения капитализации ОАО «Татнефть» и курсовой стоимости акций специалисты называют именно осуществление долгосрочного проекта по добыче ПБ.

Рост цен на углеводороды, положительный отечественный и зарубежный опыт, комплексный подход к обустройству и оснащению промыслов с использованием новых технологий добычи являются условиями для экономически оправданной эксплуатации месторождений ПБ.

Но главная цель на данном этапе добычи ПБ и цель данной работы показать и доказать возможность бурения скважинных стволов, что и было выполнено.

Основные выводы и рекомендации

1. Разработана технология строительства скважин на битумные отложения, включающая специальные компоновки низа бурильной колонны для интенсивного набора кривизны до 90, ее стабилизации в продуктивном пласте и малоинтенсивного набора кривизны до 130-150 на интервале обратной ветви траектории ствола сквозной скважины с выходом забоя на дневную поверхность.

2. Разработаны научно и технологически обоснованные решения в области проектирования рациональной конструкции и профиля скважины, обеспечивающие спуск обсадных колонн до проектных глубин.

3. Разработаны методы оценки величин, возникающих в скважине сил сопротивления, при выполнении спуско-подъемных операций бурильной колонны и спуске обсадных колонн и метод эффективного управления основными факторами, влияющими на эти силы.

4. Определены величины максимально возможной длины горизонтального ствола в продуктивном стволе с целью увеличения дебитов скважин.

5. На основе разработанной технологии строительства скважин, впервые в отечественной практике буровых работ, в республике Татарстан осуществлено строительство "сквозных" скважин (паронагнетательных и добывающих) с параллельными стволами в продуктивном пласте на расстоянии пяти метров друг от друга по вертикали, с выходом забоев на дневную поверхность.

Похожие диссертации на Разработка и внедрение технологии строительства горизонтальных скважин на битумные отложения с выводом забоя на дневную поверхность