Тема строительства горизонтальных и наклонно-направленных скважин (ГС и ННС) – многогранна и неисчерпаема, ей посвящены десятки статей, книг, конференций, что необходимо для успешного освоения этого подземного мира, в котором прокладывать маршруты долота не менее сложно, чем космические трассы. Тем не менее, горизонтальное бурение как практический и научный предмет исследований до сих пор ставит перед нами немало вопросов.
Редакция журнала «Бурение и нефть», учитывая важность обозначенной темы, постоянно держит ее в поле зрения.
Т ема строительства горизонтальных и наклонно-направленных скважин (ГС и ННС) – многогранна и неисчерпаема, ей посвящены десятки статей, книг, конференций, что необходимо для успешного освоения этого подземного мира, в котором прокладывать маршруты долота не менее сложно, чем космические трассы. Тем не менее, горизонтальное бурение как практический и научный предмет исследований до сих пор ставит перед нами немало вопросов.
Редакция журнала «Бурение и нефть», учитывая важность обозначенной темы, постоянно держит ее в поле зрения. Назовем лишь некоторые наши публикации:
Крепление скважин, цементирование скважин
Кульчицкий В.В., Закиров А.Я., Овчинников В.П., Щербаков А.В., Баннов Е.А., Никонов В.А. Состояние и перспективы горизонтального бурения в России // Бурение и нефть. 2020. № 10. С 11–18.
Горизонтальные скважины: от смелого эксперимента до традиционной технологии: Круглый стол // Бурение и нефть. 2017. № 10. С 14-22.
Кульчицкий В.В. Горизонтальные скважины – дорого! Но дебиты кратно больше. В России нет предпосылок к серьезному прорыву в кибернетизации подземного пространства // Бурение и нефть. 2013. № 10.
С 6–8.
Колбин С.В. Горизонтальное бурение экономически целесообразно: результаты за 12 лет – годовой объем добычи ОАО «Сургутнефтегаз» // Бурение и нефть. 2013. № 10. С 9–11.
Эти и многие другие материалы вызвали широкий интерес в научно-исследовательской и производственной среде.
Горизонтальное бурение – естественный, закономерный результат эволюции бурения в целом. Первые пробы горизонтального бурения были сделаны еще в 40-х годах прошлого столетия, в 70–80-е годы горизонтальное бурение применялось чаще, но в целом оставалось на уровне эпизодов. Но в XXI веке такой способ добычи углеводородов стал не просто обычной практикой, а превратился в весьма важный инструмент повышения нефтеотдачи пластов, особенно на старых месторождениях.
Научно-техническая мысль активно работает в этом направлении. Расширяется арсенал методов и приемов горизонтального бурения: зарезка боковых стволов, бурение многозабойных, разветвленных скважин типа «рыбья кость», при этом горизонтальные скважины часто завершаются проведением многостадийного гидроразрыва пласта.
Где и как применяются горизонтальные и наклонно-направленные скважины и бурение (ГБ и ННБ)? Прежде всего, на море. Там бурятся практически только горизонтальные скважины.
ГБ и ННБ применяются при освоении шельфовых месторождений, как, например, на Сахалине с берега пробурены горизонтальные скважины, девять из которых с мировым рекордом отхода от вертикали (длина скважины, пробуренной в октябре 2017 года, составила 15000метров). ГБ и ННБ применяются в болотистых и сильно пересеченных местностях, для вскрытия низкопроницаемых коллекторов, восстановления бездействующего фонда скважин, для добычи в недосягаемых зонах, когда бурением вертикальных скважин невозможно попасть в геологические цели. В этом случае горизонтальное бурение– единственно возможный способ добраться до продуктивных пластов.
ГБ и ННБ позволяют увеличивать объем добычи, повышать коэффициент извлечения нефти и увеличить дебиты, т.к. многократно возрастают площади дренирования (фильтрации), полнее использовать потенциал месторождений, наконец, повысить прибыль компаний. Поэтому как в стране, так и в мире наблюдается устойчивая закономерность наращивания применения горизонтального и наклонно-направленного бурения, зарезки боковых стволов.
Хотя непосредственные затраты при строительстве горизонтальных скважин и ЗБС, по мнению ряда специалистов, выше на 15–20 % вследствие использования дорогостоящего (инновационного) оборудования, если проследить всю цепочку затрат, а главное, отдачу от кратно выросших объемов добычи, то горизонтальное бурение– экономически целесообразно.
Поскольку ГБ и ННБ дают большие дебиты, а значит большие прибыли, то они бурно развиваются в последние годы. Так, если в 2010 г. в целом по стране их доля в эксплуатационном бурении составляла 11 %, то в 2020 г. она выросла до 45 %, а к 2030 г. может превысить 50 %. Если брать отдельные компании, то ПАО «Лукойл» за период с 2007 по 2019 гг. увеличило долю горизонтального бурения более чем в 4 раза, ПАО «НК «Роснефть» – в 11 раз; ПАО «НК «РуссНефть» – более чем в 20 раз. Обращает на себя внимание то, что в ПАО «Газпром нефть» доля горизонтального бурения составляет 86,7 % от общего объема эксплуатационного бурения. По оценкам специалистов, рынок ГБ и НН будет и далее показывать высокие темпы роста, а в 2030 г. может превысить объем 600 млрд руб.
Горизонтальное бурение, как высокотехнологичный вид бурения требует внимания не только к сервису забойных двигателей, роторно-управляемых систем, но и, прежде всего, к оборудованию для телеметрии (MWD) и каротажа в процессе бурения (LWD). На текущий момент около 50% отечественного рынка оборудования MWD/LWD занимают зарубежные производители – Schlumberger, Halliburton, Baker Hughes. Они еще продолжительное время будут сохранять доминирующие позиции на российском рынке за счет значительного разрыва в технологических возможностях, в особенности это касается точности приборов и программного обеспечения. Некоторые российские компании, сохраняя приверженность политике импортозамещения в целом, при бурении на море, в других сложных местах, чтобы быть застрахованными от опасности больших потерь, все же отдают предпочтение западным приборам навигации и каротажа MWD/LWD.
Что касается отечественных разработок, в последние годы активно развиваются роторно-управляемые системы (РУС) – оборудование для наклонно-направленного бурения многоствольных и горизонтальных скважин сложной пространственной архитектуры. Их использование делает освоение нетрадиционной нефти рентабельным и экологически безопасным процессом. РУСы способны оперативно менять траекторию бурения и проводить скважины в нефтеносном пласте с минимальной толщиной.
Опытно-промышленные испытания первой российской роторно-управляемой системы РУС-ГМ-195 компании «Буринтех» проводились с 2017 по 2020 год на Южно-Приобском месторождении «Газпромнефть-Хантос». Сейчас готовятся к испытанию РУСы других компаний. Успешные результаты позволят производителям запустить серийное производство, а заказчикам– внедрить отечественное оборудование в эксплуатацию. Тем более, что Минэнерго оценило потребность в новых роторно-управляемых системах в 150 единиц в год.
При всей интенсивности развитии технологий строительства ГС и ННС, существует ряд проблем. Прежде всего, это сокращение финансирования научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, что стало следствием ухода более чем половины российского нефтегазового сервиса к западным подрядчикам. На сопоставимые суммы соответственно сокращены инвестиции в разработки отечественного инновационного оборудования, инструментов и технологий. И выход из положения здесь один: государственная поддержка российских производителей в нефтегазосервисном секторе, иначе выдержать конкуренцию будет трудно.
Отдельно следует сказать о тендерах, когда главным критерием выбора является предельно или запредельно низкая цена. Какие уж тут прорывы в науко- и капиталоемких направлениях: геонавигации, интеллектуализации скважин и кибернетизации подземного пространства, когда компании ставятся на грань выживания.
Не решена проблема кадрового обеспечения. На фоне всеобщей цифровизации требуется все больше компетентных сотрудников, в том числе, занятых на буровых и внутрискважинных работах. Должны быть пересмотрены принципы управления строительством скважин, особенно в части высокотехнологичного инжиниринга– геонавигации. В этой связи жизненно важным является цифровое обучение, переподготовка инженеров и рабочего персонала бригад бурения и капитального ремонта скважин.
В октябрьском номере журнал «Бурение и нефть» продолжает серию материалов на тему строительства скважин с горизонтальным окончанием. Помимо публикации статей научно-технической направленности, ввиду остроты и важности темы ГБ и ННБ мы провели опрос экспертов, которым было предложено ответить на ряд вопросов с целью выяснить преимущества скважин сложной пространственной архитектуры в повышении нефтеотдачи пластов, перспектив его развития, прояснить возможности отечественных производителей, оборудования по телеметрии и каротажу, другим сегментам сопровождения НН и ГБ.
Экспертам были заданы следующие вопросы:
- 1. Каковы перспективы строительства наклонно-направленных, горизонтальных, разветвленных, многозабойных скважин в России?
- 2. Каковы возможности государства по созданию благоприятной среды для производства инновационного оборудования и технологий в виде увеличения инвестиций, предоставления налоговых льгот, дешевых кредитов, цифровизации этой сферы, подготовки квалифицированных кадров, создания испытательных полигонов, стартапов и т.д.?
- 3. Как качество оборудования сказывается на результатах горизонтального бурения?
- 4. Насколько импортозамещение обеспечивает потребности российского рынка в геонавигационном оборудовании, станциях каротажа, роторно-
управляемых системах, системах верхнего привода и т.д.? - 5. Какие сложности могут возникать при проводке наклонно-направленных, горизонтальных, разветвленных, многозабойных скважин, при зарезке боковых стволов?
- 6. В свете кадрового обеспечения, насколько важна на сегодняшний день роль вузов в деле подготовки квалифицированных буровиков, соответствующих требованиям времени? Также не могли бы вы перечислить основные, на ваш взгляд, проблемы российской высшей школы в части подготовки профильных специалистов?
1. В Российской Федерации практически все эксплуатационное бурение осуществляется кустовым методом. Количество скважин в кусте – от единиц до нескольких десятков. Чем больше скважин в кусте, тем больше величина отходов, увеличивается вероятность встречи и пересечения стволов. Профили таких скважин сложные и пространственные. При освоении морских месторождений, особенно в северных морях со сложной ледовой обстановкой, возникает необходимость бурения с берега с большими и сверхдальними отходами.
Для рентабельного извлечения углеводородов из запасов, относящихся к категории трудноизвлекаемых, необходимо дальнейшее совершенствование строительства многозабойных и сверхглубоких скважин, скважин с большой горизонтальной протяженностью. При этом необходимо улучшение технико-экономических показателей бурения за счет минимизации затрат на логистику, сокращения времени строительства верхних интервалов бурения, оптимизации конструкций скважин, в том числе, возможно в недалеком будущем, за счет применения в архитектуре скважин обсадных колонн монодиаметра.
2. Приведу некоторые данные, взятые из презентации к программе Минобрнауки «Приоритет– 2030»: по объему научных исследований и разработок в высшем образовании в расчете на одного сотрудника профессорско-преподавательского состава, Россия в 2018 году занимала 18 место. Необходимо отметить, что программа «Приоритет – 2030» – самый масштабный проект развития высшего образования в России в последние годы и направлен, в том числе, на ликвидацию отставания в финансировании исследований и развитие инфраструктуры университетов. Конечно, эта ситуация наложила отпечаток и на техническое развитие и кадровое сопровождение в отечественном нефтесервисе.
Увеличение выделения бюджетных средств на улучшение подготовки кадров – знаковое событие, но система инерционна, и моментального улучшения не произойдет.
Развитие поддержки стартапов российских молодых ученых и специалистов в рамках грантовой поддержки инновационных разработок до конца проблему не решит, поскольку есть еще один фактор – сложность вывода новой техники и технологий на стадию опытно-промышленных испытаний (ОПИ) для наших малых предприятий, а испытательные полигоны для этого находятся в зачаточном состоянии.
Финансовая и налоговая поддержка государством российских независимых нефтесервисных компаний и производителей нового оборудования ТЭК также недостаточна. Это заметно на фоне деятельности в этом стратегически важном сегменте рынка, в особенности в области поиска и разведки месторождений углеводородов, иностранных подрядчиков.
3. Чем технологичней и современней применяемое оборудование в процессе строительства скважин, в частности, роторных управляемых систем, телеметрии, тем точнее проводка и качество ствола, достовернее передача данных по системам LWD/MWD, каротажа в режиме реального времени для оптимизации траектории, в аспекте продуктивности и нефтегазонасыщенности пласта-коллектора.
4. Стопроцентного импортозамещения, конечно, не наблюдается, хотя имеются успешные российские научно-технические и конструкторские разработки предприятий с собственным уникальным производством в области роторных управляемых систем и телеметрии (например, уфимские ООО НПП «БУРИНТЕХ», НПФ «БАШНЕФТЕГЕОФИЗИКА»), прошедшие или проходящие опытно-промышленные испытания (ОПИ). Широко внедряются системы верхнего силового привода (ОАО «ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА», Санкт-Петербург), оборудование для качественного приготовления и очистки буровой промывочной жидкостей (НПП «НОВАТОР», Уфа). Как видим, положительные примеры есть, но список не такой уж обширный.
5. При проводке наклонно-направленных и горизонтальных скважин необходимо выдерживать состав и параметры бурового раствора для исключения осыпей и обвалов стенок скважины, корректной работы скважинного оборудования, инструмента и телеметрии, профилактики дифференциальных прихватов, соблюдать проектную интенсивность набора кривизны ствола для исключения рисков недоспуска колонн.
Сложности могут возникать и при зарезке боковых стволов в процессе строительства разветвленных, многозабойных скважин. В частности, при вырезке технологического «окна» возможны поглощения, прихваты инструмента, при извлечении клина-отклонителя – возможны повреждения крепи материнского ствола скважины, ведущие в последующем к некачественному сочленению обсадных колонн, отсутствию герметичности. При спуске подвесного хвостовика при значительной интенсивности искривления ствола также есть риск возникновения негерметичности сочленения.
6. Высшие учебные заведения продолжают играть ключевую роль в подготовке профессиональных кадров для ТЭК, обеспечении их качества, в том числе по направлению «Нефтегазовое дело».
К примеру, в УГНТУ на кафедре «Бурение нефтяных и газовых скважин» активно разрабатываются виртуальные тренажеры, совершенствуется подготовка студентов на них, развиваются совместные программы с ведущими учебными заведениями и компаниями, в том числе зарубежными (Schlumberger, Halliburton) по подготовке и переподготовке кадров. Курсовые и практические работы выполняются не только в рамках стандартных аналитических расчетов, но и с применением лучших программных комплексов (OLGA, PIPESIM, БУРСТРОЙПРОЕКТ и др.). Интерактивные задания, тренажеры позволяют в значительной мере интенсифицировать процесс понимания, усвоения и применения знаний выпускниками университета в решении практических и производственных задач строительства, реконструкции и капитального ремонта скважин.
Основная проблема – сохранение качества инженерной подготовки выпускников российской высшей школы, находится в средней школе. Натаскивание на тестирование, почти полное отсутствие подготовки школьников в области черчения и вовлечения в техническое творчество – все это отражается позже в слабой вовлеченности и мотивации к внедрению инноваций персоналом компаний реального сектора экономики.
 |
1. Перспективы очень высокие. Примером может служить АО «Самаранефтегаз». Количество горизонтальных скважин существенно увеличилось за последние годы. Это связано с повышением организационно-технического уровня службы бурения, геологического сопровождения добывающего общества, подрядных организаций, предоставляющих сервисные услуги.
Немного сложнее с многозабойными (МЗС) и особенно многоствольными (МСС) скважинами. Технико-технологический уровень отечественного сервиса развит недостаточно высоко по сравнению с зарубежными компаниями. Это существенно увеличивает затраты добывающих компаний на сложные скважины уровня ТАМL, снижает сроки их окупаемости.
2. Государство контролирует нефтегазодобывающий сектор экономики как стратегическую отрасль РФ. Несомненно, задача благоприятного инвестиционного климата для развития машиностроительного комплекса, привлечения средств в новые технологии добычи находится в компетенции государственных структур. Если Европа и Северная Америка отказываются от углеводородных ресурсов, ориентируясь на политику декарбонизации, то может возникнуть уникальная ситуация, когда лучшие иностранные технологии и сервисные услуги будут доступны для российских компаний. В первую очередь – это технологии по извлечению трудоизвлекаемых запасов, бурения и добычи на шельфовых месторождениях в Карском и Баренцевом морях, на Сахалине.
3. Зависимость результатов работ от качества оборудования – бесспорно, есть. Бурение горизонтальных скважин с небольшими отходами выполняется отечественными забойными двигателями и телесистемами. Бурение более сложных скважин со значительными отходами (более 1000 м) требует сложного и дорогостоящего импортного оборудования – роторных управляемых систем с геонавигацией. Российских аналогов, к сожалению, пока нет.
4. Импортозамещение – достаточно длительный и сложный процесс. Нужен доступ к готовым технологиям или ускоренная разработка собственных технических решений. В условиях колебания цен на углеводороды, нестабильности мировых рынков, есть проблема с финансированием новых проектов, включая инновационные.
5. Основная сложность – обеспечить качественную геонавигацию в процессе бурения. Это необходимо для эффективного расположения ствола скважины в продуктивном горизонте. Также важно своевременно получать геолого-геофизическую информацию о разрезе скважины. Еще можно сказать о качестве и надежности работы внутрискважинного оборудования в крайне сложных условиях стрессов и нагрузок при разрушении горной породы.
6. Вузы страны – это главная кузница кадров для нефтегазовой отрасли. Лидирующее место в подготовке буровиков занимает Самарский государственный технический университет. Сейчас действуют программы подготовки бакалавров, магистров и аспирантов на основе производственных стандартов ведущих нефтегазодобывающих компаний России. Студенты, магистранты и аспиранты имеют возможность проходить производственные практики на научных и производственных предприятиях, работать в современных лабораториях, участвовать в конкурсах, семинарах и научных советах.
Потенциал студентов, магистрантов и аспирантов не всегда реализовывается в научно-практические разработки, которые находят свое применение на производстве и в науке. Также стремительное развитие техники и технологии требует постоянного профессионального роста профессорско-преподавательского состава вузов. Это необходимо, чтобы своевременно отвечать на растущие запросы работодателей к уровню компетенций молодых выпускников.
 |
1. Основное преимущество ГС и ННС состоит в многократном увеличении дебита по сравнению с вертикальными скважинами за счет существенно большей площади фильтрационной зоны в области контакта с продуктивным пластом. Кроме того, особенностью современного этапа разработки углеводородных месторождений в России является все возрастающий объем запасов, находящихся на поздней стадии, поэтому, например, бурение на депрессии – прогрессивная, новая, наукоемкая технология не может быть реализована на истощенных месторождениях (с высокой степенью выработки) без горизонтального бурения.
Сегодня и в достаточно обозримом будущем доля строительства ГС и ННС, разветвленных многозабойных скважин в общем объеме эксплуатируемых скважин в России будет увеличиваться, так как это эффективный метод вторжения в недра, тем более, что уже созданы и активно применяются системы разработки месторождений с использованием ГС.
2. В последнее десятилетие разработаны эффективные технические средства (ориентационные, измерительные и т.д) для строительства скважин сложной пространственной траектории, а достижения российской экономики вселяют уверенность в то, что у государства есть возможности для производства инновационного оборудования.
3. Как известно, при рыночных отношениях критерием оценки продукции является качество и стоимость. К сожалению, пока в России положение с обеспечением качества строительства ГС и результатов горизонтального бурения в лучшую сторону меняется медленно.
4. К сожалению, импортозамещение, о котором в РФ говорят уже не первый год, пока так и не обеспечивает в достаточном объеме потребности российского рынка в геонавигационном оборудовании, станциях каротажа, роторно-управляемых системах, СВП и т.д.
Сегодня и в достаточно обозримом будущем доля строительства ГС и ННС, разветвленных многозабойных скважин в общем объеме эксплуатируемых скважин в России будет увеличиваться, так как это эффективный метод вторжения в недра, тем более, что уже созданы и активно применяются системы разработки месторождений с использованием ГС.
5. При проведении ННС, ГС, разветвленных многозабойных скважинах, при ЗБС, особенно
в условиях с тяжелой геологической нагрузкой, могут возникать такие сложности:
– разупрочнение и нарушение устойчивости верхней «висящей» стенки;
– нарушение шламового режима в нижней «лежащей» стенке;
– ускорение оседания шлама в направленных участках ствола (эффект Бойкотта);
– высокая вероятность возникновения прихватов (в т.ч. дифференциальных) и сальникообразований при прекращении циркуляции;
– нарушение работы системы оптимального управления и сопровождения траектории ГС и ННС.
6. На сегодняшний день роль технических вузов в деле подготовки буровиков весьма существенна. Проблемы российской высшей школы, в частности, подготовки профильных, компетентных специалистов, безусловно, есть. Для их решения, в первую очередь, необходимо увеличить количество практической подготовки, усилить связь с компаниями работодателями, в том числе, по подготовке студентов-целевиков.
 |
1. Прежде всего, позволю сделать уточнение: горизонтальных скважин в области нефтегазодобычи и геологоразведки не существует, поскольку у всех имеются вертикальный участок, участок набора кривизны, участок стабилизации, горизонтальный участок. Более верно в этой связи использовать термин скважины с горизонтальным окончанием. (Уточним также, что, горизонтальные скважины используют при прокладке трубопроводов под дорогами, реками, зданиями и т.д. Это своя область, свои проблемы, свое технологическое оборудование).
Что касается перспектив строительства скважин с горизонтальным окончанием в нефтегазовом секторе, то они весьма высокие. Более того, только при активной поддержке этого направления отрасль сможет претендовать на новый уровень конкурентоспособности.
Для примера, коэффициент нефтеотдачи в России составляет примерно 0,37+0,40, за рубежом (США, страны Южной Америки, Африка и др.) – 0,65+0,7. Наличие горизонтального участка – это повышенные площади фильтрации, а отсюда и интенсификации притока, увеличения нефтегазоотдачи. При этом следует разумно относиться к протяженности горизонтального участка, так как возможно возникновение «запорных» явлений, когда потоки из разных участков увеличивают фильтрационные сопротивления друг для друга, даже в случае осуществления большеобъемного гидроразрыва.
2. Роль и влияние государства по всем перечисленным направлениям однозначно должны возрасти.
3. Естественно, результаты горизонтального бурения – проходка, положение ствола, вероятность возникновения осложнений и т.д. напрямую обуславливаются качеством применяемых материалов и оборудования – технологических жидкостей, забойного и устьевого оборудования, породоразрушающего инструмента, используемой контрольно-измерительной аппаратуры и применяемых технологических решений.
4. Я не сторонник курса на безусловное предпочтение зарубежных технологий, средств, материалов и т.д. отечественным; российские – не уступают, во многом превосходят импортные. Например, в Уфимском государственном нефтяном техническом университете для сооружения горизонтального участка давно разработано устройство с выдвигающимися лапами (профессор Л.М.
Левинсон), в Тюменском индустриальном университете предложено осуществлять проводку ствола в интервале набора и стабилизации зенитного угла, используя систему «гибкая труба» (профессор Е.Г.Гречин). В Пермском национальном исследовательском политехническом университете разработано устройство, совмещающее горизонтальное оборудование с забойным двигателем (доцент С.Е.
Чернышов). Имеются свои разработки и в других вузах, НИПИ. Нужно лишь, чтобы производственники с пониманием отнеслись к этим работам. И хотелось бы поблагодарить редакцию журнала «Бурение и нефть» за то, что вы затронули этот важный вопрос.
Что касается перспектив строительства скважин с горизонтальным окончанием в нефтегазовом секторе, то они весьма высокие.
5. Основная проблема – несовпадение фактического интервала зарезки с планируемым; вторая – недопущение взаимодействия «потоков» фильтрующихся пластовых флюидов из разных стволов друг на друга; третья – снижение фильтрационных свойств пласта в процессе эксплуатации и вместе с этим необходимости осуществления работ по их восстановлению.
Коэффициент нефтеотдачи в России составляет примерно 0,37+0,40, за рубежом (США, страны Южной Америки, Африка и др.) – 0,65+0,7. Наличие горизонтального участка – это повышенные площади фильтрации, а отсюда и интенсификации притока, увеличения нефтегазоотдачи.
6. Высшая школа в результате реформ столкнулась с серьезными трудностями при переходе с подготовки специалистов на бакалавриат. Сегодня частично наблюдается возвращение к прежней системе: открыта магистерская подготовка, в рамках которой обучающиеся уже способны решать производственные проблемы с «хорошим» научным обоснованием. В качестве доказательства могут послужить материалы нашей статьи «Эффективность проектного обучения для нефтегазового дела», опубликованной в журнале «Бурение и нефть» в № 9 от 2021 года. Другой немаловажной проблемой в подготовке кадров является оснащение оборудованием и программными комплексами, имитирующими пластовые условия, методы бурения. Большинство из имеющихся комплексов настроено на роторное бурение, в то время как в России в основном бурение осуществляется с использованием забойных двигателей – турбобуров, винтовых двигателей.
 |
1. Действительно, в настоящее время широкими темпами растет строительство наклоннонаправленных, горизонтальных и многозабойных скважин. Обусловлено это, прежде всего, возможностью многократного увеличения объемов извлечения углеводородов, расширением зоны дренирования продуктивных пластов, активным использованием при разработке трудноизвлекаемых запасов инновационных технико-технологических решений. Технические средства и технологии, например, при строительстве скважин с большим отходом от вертикали являются одними из перспективных способов значительного повышения коэффициента извлечения нефти и газа при разработке месторождений со сложными геологическими условиями при шельфовой добыче.
2. В настоящее время государство стимулирует развитие НИОКР, в частности, при проектировании и внедрении нефтегазового оборудования различной направленности. Но при этом следует признать, что усилия работы правительства в данном направлении недостаточны. Отечественные производители сталкиваются с проблемой засилья зарубежной техники и технологий на отечественном рынке. Поэтому на самом высоком уровне требуется приложить дополнительные усилия для того, чтобы увеличить инвестиции, как крупным предприятиям, так и малым, в том числе создаваемых стартапов в области разработки инновационного нефтегазового оборудования и технологий в виде освобождения от налогов на несколько лет, долгосрочных беспроцентных кредитов, стимулирования подготовки высококвалифицированных кадров.
3. Ввиду того, что оборудование для проводки горизонтальных и многозабойных скважин является высокотехнологичным, а, следовательно, дорогим, к нему предъявляются очень высокие требования. Особое внимание – к оборудованию при использовании роторно-управляемых систем. Практически любые отказы приводят к значительным затратам ввиду увеличения сроков строительства, отражаются на качестве строительства скважин. Таким образом, и это очевидно, качество оборудования напрямую влияет на результаты строительства любых скважин.
Технические средства и технологии, например, при строительстве скважин с большим отходом от вертикали (БОВ) являются одними из перспективных способов значительного повышения коэффициента извлечения нефти и газа при разработке месторождений со сложными геологическими условиями при шельфовой добыче.
4. В настоящее время отечественное оборудование практически не покрывает потребности нефтегазового рынка. К примеру, такое геонавигационное оборудование, как роторно-управляемые системы, поставляется только одним предприятием, при этом пока оно находится в процессе наработки и доведения до стадии полной готовности системы. Системы верхнего привода в России также выпускаются только одним предприятием (ООО «Уралмаш НГО Холдинг»). В этой связи следует констатировать слабость проводимой политики на импортозамещение – она практически не покрывает потребности российского рынка.
Особое внимание – к оборудованию при использовании роторно–управляемых систем. Практически любые отказы приводят к значительным затратам ввиду увеличения сроков строительства, отражаются на качестве строительства скважин.
5. Сложности при проводке таких скважин связаны, как правило, с своевременным удалением разбуренной породы, особенно если продуктивный пласт представлен слабоустойчивыми, рыхлыми породами.
К наиболее тяжелым осложнениям относятся прихваты бурильной или обсадной колонны в процессе углубления и креплении скважины. Отвороты и излом бурильной колонны, а также потеря циркуляции в процессе спуска обсадных колонн может привести к частичной потере ствола или полной ликвидации скважины.
6. Несмотря на то, что в последнее время процесс подготовки буровиков смещается и возлагается на сами сервисные буровые предприятия, вузы по-прежнему играют серьезную роль в процессе обучения.
Для решения этой задачи помимо основных программ обучения (бакалавриат, специалитет, магистратура) служат и программы дополнительного образования: курсы повышения квалификации, профессиональная переподготовка, в последнее время особенно актуально использование VR-технологий. Основная проблема российской высшей школы – до сих пор так еще не ликвидированная оторванность предприятий от вузов, отсутствие синергии отраслевой и академической науки, несмотря на то, что серьезные шаги в этом направлении предпринимаются.
 |
1. Бурение скважин с многозабойными окончаниями (МЗС) на текущем уровне развития техники и технологии является доступным технологическим решением. Оно может быть реализовано с использованием стандартного бурильного инструмента и компоновок низа бурильной колонны (КНБК), позволяет повысить степень охвата пласта дренированием, обеспечить меньшую депрессию в системе «скважина-пласт» и обводненность при дебитах, сопоставимых с дебитами скважин с горизонтальным окончанием (ГС).
Технология бурения МЗС позволяет вовлекать в разработку пласты с нефтенасыщенными толщинами от 2–3 м, многократно пересекая пропластки, и наиболее соответствует условиям разработки нефтяных месторождений Западной Сибири. Основным преимуществом применения данной конструкции скважин является более эффективный охват пласта дренированием, что позволяет при сопоставимых с ГС дебитами по жидкости получать продукцию с кратно меньшей обводненностью. Это преимущество предопределило тиражирование технологии на тех участках, где технология многостадийного гидроразрыва пород (МГРП) не применима. Также риск получения обводненной продукции в обычных ГС не позволяет эффективно разрабатывать участок залежи.
На месторождениях ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» с 2018 года внедрены облегченные конструкции МЗС, в которых исключается одна колонна (секция хвостовика) и из-под кондуктора одним долблением выполняется бурение транспортной и горизонтальной секций профиля с последующим обсаживанием всего ствола полноразмерной колонной диаметром 146 мм. К настоящему времени по облегченной конструкции пробурено около 100 МЗС. Также с 2014 года внедряется бурения боковых стволов с разветвленно-горизонтальным окончанием, к настоящему времени пробурено свыше 20 скважин.
Источник: burneft.ru
Как проводят горизонтальное бурение нефтяных скважин?
Наклонно-горизонтальное бурение – технология бурения скважин, пространственное положение которых отклоняется от вертикальной линии по любому направлению, вплоть до полного горизонтального расположения. Наклонными принято считать скважины, которые отклоняются от вертикали больше, чем на 2 градуса.
Процесс горизонтально-наклонного бурения
Наклонно-направленное бурение выполняется с помощью специальной конструкции буровой штанги и головки с гибким соединением, что позволяет изменять направление движения бура внутри грунта, в процессе работы.
Способы бурения скважин
Наклонные скважины в целом и горизонтальные в частности можно пробурить несколькими способами.
Основными методами считаются следующие технологии бурения:
- Направленная работа.
- Сервисное инсталляционное бурение.
- Направленный процесс внутриразломного типа.
Стоит заметить, что второй метод обычно проводится вместе с прокладкой коммуникаций под землей, а третий способ чаще применяется в угольном пласте, поскольку в этом случае может потребоваться отведение газа.
Блок: 2/7 | Кол-во символов: 512
Источник: http://snkoil.com/press-tsentr/polezno-pochitat/burenie-gorizontalnykh-neftyanykh-skvazhin/
В РОССИИ НЕТ ПРЕДПОСЫЛОК К СЕРЬЕЗНОМУ ПРОРЫВУ В КИБЕРНЕТИЗАЦИИ ПОДЗЕМНОГО ПРОСТРАНСТВА
– Есть ли дополнительные требования к технологии строительства наклонных и горизонтальных скважин: уровень квалификации персонала, наличие современного оборудования, качественных растворов?
– 50 – 70% нефтяного сервиса находится под контролем ведущих мировых сервисных компаний, владеющих современными технологиями строительства горизонтальных скважин, поэтому вопросы об уровне квалификации персонала, наличии современного оборудования и качественных растворов не являются критичными. Проблемы появляются в основном от плохой организации работ и политики заказчика в проведении тендерного «селекционного» отбора худших из лучших подрядчиков, когда определяющим критерием выбора является предельно или запредельно низкая цена…
– Каков опыт применения отечественного и импортного бурового оборудования при проводке наклонных и горизонтальных скважин?
– В целях снижения затрат на строительство горизонтальных скважин с середины 90-х годов установилась практика использования до кровли проектного пласта отечественных технологий проводки пологого ствола с забойной телеметрической системой (ЗТС) с электромагнитным каналом связи (ЭМКС). Этот подход применяется, как правило, при капитальном ремонте или реконструкции скважин способом забуривания бокового ствола (ЗБС) с горизонтальным окончанием или горизонтальной скважины с установкой башмака эксплуатационной колонны в кровлю проектного пласта с последующим бурением горизонтального ствола малого диаметра под хвостовик.
– Каковы возможности отечественных и зарубежных телеметрических приборов для обеспечения качественной геонавигации?
– Изменилась парадигма разработки нефтегазовых месторождений: траектория горизонтального ствола и интеллектуальное заканчивание стали решающими элементами, обеспечивающими эффективность нефтегазодобычи. Наступил период высокотехнологичного инновационного освоения недр подземного пространства стволами скважин значительной протяженности и площади охвата, в т.ч. с интеллектуальным заканчиванием. Все активнее стали применять прорывные методы увеличения нефтеотдачи (МУН) (газовое, физико-химические и микробиологические воздействия на пласт, тепловые методы и пр.), а вместе с ними и технологии бурения скважин, инструментально обеспечивающие реализацию конкретных МУН.
С уходом более 50% нефтегазового сервиса под влияние и контроль иностранного капитала настолько же уменьшились инвестиции на создание отечественных инновационных техники и технологий. При отсутствии внятной государственной политики российским производителям и нефтегазовым сервисам выдержать конкуренцию стало трудно и даже невозможно.
Первая научно-практическая конференция по интеллектуальному месторождению, проведенная 10 мая 2012 г. под эгидой РГУ нефти и газа имени и НТО нефтяников и газовиков, показала, что в России сложно сосредоточить силы, достаточные для серьезного прорыва в науко- и капиталоемких направлениях: геонавигации, интеллектуализации скважин и кибернетизации подземного пространства. Вместе с тем в технологических приоритетах и инновационных технологиях ведущих нефтегазовых компаний, в т.ч. и Газпрома, появилась тематика, включающая термины: интеллектуальные нефтяные и газовые месторождения, геонавигационные системы, интеллектуальные природные хранилища газа. Однако отмечается прозападная ориентация нефтегазовых компаний и в этих набирающих обороты прорывных технологиях. Российская нефтегазовая наука остается не у дел по причине полного демонтажа инфраструктуры (управляемой ранее Государственным комитетом по науке и технике СССР), когда-то пронизывавшей все научные, финансовые, производственные, культурные и общественные сферы деятельности людей созидательного труда.
– Какие долота, на Ваш взгляд, обеспечивают лучшую управляемость при бурении разветвленных, наклонно-направленных горизонтальных скважин?
–Долота PDC: отечественные БИТ или зарубежные.
– Какие осложнения наиболее часто встречаются при строительстве горизонтальных скважин и зарезке боковых стволов?
– Неустойчивость стенок ствола скважины, шламовые подушки, прихваты и заклинки КНБК и хвостовиков.
– Как осуществляются геофизические исследования скважин (ГИС) в скважинах такого типа?
– ГИС в процессе бурения осуществляется забойной телеметрической системой, оснащенной геофизическим модулем. Промежуточные и окончательные каротажи производятся автономными геофизическими комплексами отечественного производства (типа АМК «Горизонт»), спускаемыми на бурильных трубах.
– В каких горно-геологических условиях наиболее выгодно использовать горизонтальные скважины?
– Горизонтальный ствол скважины существенно снижает гидродинамическое сопротивление движению флюида (нефти, воды и газа) в околоскважинное пространство, поэтому одним из критериев эффективной эксплуатации является максимальное удаление горизонтального ствола от водонефтяного, газонефтяного или газоводяного контактов. Так как подавляющее большинство нефтегазовых залежей – водоплавающие, мощность нефтеносной части пласта является определяющей при выборе объекта для бурения горизонтального ствола.
– Как отличаются затраты времени и средств при строительстве наклонных, горизонтальных по сравнению с вертикальными скважинами?
– Нефтяная компания ОАО «Сургутнефтегаз», двадцать лет назад принявшая одним из приоритетов прогрессивной разработки месторождений горизонтальное вскрытие нефтяных пластов, довела временные и затратные показатели при строительстве горизонтальных скважин практически до стандартных наклонно-направленных скважин. Обычно стоимость горизонтальной скважины, при правильной организации работ, превышает стоимость наклонно-направленной на 10 – 20% при существенно большей длине ствола за счет горизонтальной части.
– Насколько эффективна зарезка боковых стволов для восстановления бездействующих и малодебитных скважин?
– В прошлом столетии до десяти тысяч простаивающих нефтяных скважин с износом менее 50% наносили экономике страны ощутимый и непоправимый ущерб. Промышленное освоение в начале века инновационных технологий бурения методом ЗБС позволили продлить срок службы скважин, но с существенно низкими показателями, чем в начальный период эксплуатации: большей обводненностью и меньшим дебитом нефти. В этом десятилетии, в условиях нарастающей добычи нефти из месторождений, перешедших в завершающую стадию разработки, способ восстановления бездействующего фонда скважин и вовлечения в разработку не затронутых обводненностью частей залежи методом ЗБС получил широчайшее применение.
– Какие прорывные технологии ожидают нефтяников и буровиков в ближайшей и дальней перспективе?
– Современная наука приблизилась к созданию промышленных образцов информационных комплексов, контролирующих состояние выработки залежей нефти и газа в реальном масштабе времени на основе забойной технологической, геофизической и технической информации, получаемой как по кабельному, так и бескабельному каналам связи. В основе интеллектуальных скважинных систем управления – измерительный и передающий комплексы, выполненные как конструктивные элементы скважин и дополненные вычислительной системой, связанной с базами данных и знаний. Согласно прогнозам, потребность в этих системах будет возрастать по мере роста объемов разработки на малых и трудноизвлекаемых месторождениях и перехода большинства крупных месторождений в завершающую стадию разработки. Интеллектуализация и кибернетизация (роботизация) процессов строительства скважин и разработки месторождений формирует условия для создания прорывных технологий в освоении ресурсов подземного пространства.
В начале XXI века обоснованы и введены в систему научных знаний термины:
Геонавигация – научное направление, в рамках которого ставятся и решаются технологические, аппаратные и программные задачи управления траекторией ствола скважины во взаимосвязи с исследованием околоскважинного пространства и воздействием на него в процессе бурения.
Интеллектуальная скважина – горная выработка сложной пространственной архитектуры, сооружаемая с опосредованным доступом в нее человека при помощи киберустройств, обеспечивающих виртуальное присутствие человека в подземном пространстве. В конструкцию интеллектуальной скважины (ИС) заложены элементы, обеспечивающие связь с внешним миром при использовании информационных каналов связи для организации целесообразного поведения; открытость ИС за счет наличия самонастройки, самоорганизации и самообучения; возможность прогноза изменений внешней среды и собственного поведения; интеллектуальные системы управления для компенсации неточности знаний о модели объекта управления (скважине, околоскважинном пространстве, продуктивном пласте) или его поведении; системы жизнеобеспечения для автономного функционирования при разрыве связей или потере управляющих воздействий от вышестоящих уровней иерархии ИС.
Киберскважина – самонастраивающаяся интеллектуальная скважинная система, обладающая способностью к устойчивому сохранению или достижению некоторых состояний в условиях взаимодействия внешних факторов, нарушающих эти состояния или мешающих их достижению.
Геонавигация киберскважин – сооружение скважин с десятками боковых стволов с возможностью идентификации каждого ствола, ориентированного входа или выхода бурильного инструмента и интеллектуального заканчивания.
Интеллектуальное месторождение – месторождение, оснащенное системой датчиков и устройств, позволяющих изучать, контролировать и управлять геодинамическими процессами, в том числе и при добыче нефти и газа. Взаимодействие и взаимосвязь элементов этой системы определяет интеллектуальность месторождения. Взаимосвязь подразумевает обмен информацией между элементами системы с помощью физических полей: электромагнитного, акустического, сейсмического, гидродинамического и т.п., формирующих информационное поле. Взаимодействие подразумевает управляемость всей системы через управление отдельными элементами системы – внедренными в геологическую среду устройствами и механизмами.
Технология горизонтального бурения
Перед строительством скважины разрабатывается проектная документация, в которую входит геологическая, техническая и экономическая части проекта. Основным документом на бурение скважины является ГТН (геолого-технический наряд).
Бурение горизонтальной скважины выполняют в несколько этапов:
- бурение вертикального ствола с креплением обсадной колонной (кондуктор)
- бурение с набором кривизны (зенитный угол) и направления (азимут), крепление ствола технической колонной
- бурение с набором кривизны, стабилизация угла, вход в продуктивный пласт под малым углом, проходка горизонтального участка, спуск эксплуатационной колонны или хвостовика.
Наиболее сложный этап – бурение с набором кривизны. Приходится работать с применением телеметрии и специальных отклонителей. Информация о положении бурильной колонны выводится на экран, где оператор видит реальное положение колонны в скважине, сравнивает с проектным, передает бурильщику команды, корректируя направление.
При бурении технической колонны важно набрать необходимый зенитный угол и азимут. После крепления технической обсадной колонны начинается ответственный участок продолжения набора кривизны и стабилизации угла, чтобы ствол скважины перед заходом в продуктивный пласт имел угол близкий к 80 градусам, а в пласте двигался горизонтально.
Современные методы бурения используют забойные двигатели и долота, которые могут изменять направление бурения с использованием промывочной жидкости. В таком случае инженер может ориентировать буровое долото компьютерной программой с использованием сигналов позиционирования для определения местоположения долота относительно нефтяного или газового пласта.
Протяженность горизонтальных участков постоянно растет и отклонение от вертикального ствола на 1000 м уже давно перекрыто, рекорд составляет более 11 000 м.
Преимущество горизонтального бурения очевидно: повышение нефтеотдачи пласта. Даже на давно разведанных и эксплуатируемых площадях применяют метод боковой перфорации вертикальных колонн с последующим бурением горизонтальных ответвлений в продуктивном пласте.
Горизонтальное бурение выполняют специальным, иногда импортным дорогостоящим оборудованием. Здесь нужна повышенная технологическая дисциплина, требующая высокого исполнительского мастерства. Это, скорее, сложность, чем недостаток. Именно поэтому многие нефтяные компании имеют свои образовательные центры, где их специалисты обучаются новым технологиям.
При наличии высококлассных специалистов, конечно, такой проблемы нет. Например, в компании «Нафтагаз» порядка 70% скважин бурятся именно горизонтальным способом.
Время больших открытий месторождений углеводородов заканчивается, впереди перспектива разработки месторождений с применением горизонтального бурения и последующим ГРП (гидроразрывом пласта).
ТОП-5 инноваций в бурении нефтяных скважин
Скважины в нефтяной промышленности
Многоствольные скважины: развитие технологии
Бурение кислотой и древовидные скважины
Блок: 2/2 | Кол-во символов: 3105
Источник: https://vseonefti.ru/upstream/field/ex/gorizontalnoe-burenie.html
Применение способа горизонтального бурения
Подобный способ не только способствует увеличению количества добываемой нефти с уже эксплуатируемых месторождений. Он также позволяет с успехом разрабатывать участки, работа на которых при бурении обычной скважины считается непродуктивной и нерентабельной.
Подобный способ приносит успех в использовании в ряде случаев:
- Неисправности бурового оборудования.
- Месторождение нефти, расположенное в труднодоступной части для обычной технологии работы.
- Добыча нефти, залегающей на дне крупного водоема (океан или море).
Поломки бура могут происходить из-за залегания особо твердых пластов на пути к месторождению. Также бур может заклинить на месте разработки, и извлечь из горной породы его уже невозможно. Чтобы продолжить разработку и одновременно обойти слишком прочный слой, можно применить бурение горизонтальной скважины под углом или параллельно.
В ряде случаев стандартное бурение скважины заменяется технологией горизонтальной прокладки из-за сложного рельефа, близкого расположения к водоему. Кроме того, такой метод дает возможность быстрее и легче достичь нужного слоя породы и выбрать наиболее комфортное место для извлечения нефти.
В случае, если нефть находится на океаническом или морском дне, горизонтальное бурение потребует минимальных затрат, в то время как стандартная технология требует установки морской платформы, что обойдется весьма недешево. Таким же образом можно устраивать подземные хранилища нефти.
Блок: 4/7 | Кол-во символов: 1508
Источник: http://snkoil.com/press-tsentr/polezno-pochitat/burenie-gorizontalnykh-neftyanykh-skvazhin/
посетителей сайта
Ключевые слова: трудноизвлекаемые запасы, горизонтальная скважина, многоствольная скважина, геонавигация, буровой сервис, кибернетизация подземного пространства
Keywords: hardly extractable reserves, horizontal well, multi-hole well, geo-navigation, drilling service, cybernetics of underground
статьи: 23133
Применяемое оборудование
Оборудование для горизонтального бурения можно условно разделить на несколько видов: машина для ГНБ, локационная система для ГНБ, вспомогательные устройства – буровые вертлюги, скобы, фиксаторы.
Применение локационной системы при ГНБ
Локационная система для ГНБ. Без наличия такой системы невозможно в полной мере контролировать наклонно направленное бурение, так как в процессе работы бур находится вне зоны видимости.
Чтобы бурение не привело к непредсказуемым последствиям (разрушение существующей прокладки коммуникаций, поломка оборудования из-за подземных преград), и для того, чтобы в полной мере контролировать точность бурения скважины, используется специальная геолокационная система.
Такое устройство состоит из двух основных частей: мини зонд, который устанавливается на буровую головку, и аппарат для отслеживания его показателей. Когда осуществляется наклонно направленное бурение, этой системой управляет оператор, который считывает всю информацию, поступающую с мини зонда, и на её основе корректирует процесс бурения.
Применение мини зонда является незаменимой частью процесса ГНБ.
Буровая машина. Наклонно направленное бурение выполняется дорогостоящим профессиональным оборудованием. Промышленные машины для ГНБ имеют рамные конструкции: они состоят из кузова, двигателя, работающего на дизельном топливе, и ходовой части. В свою очередь функциональная часть имеет следующие элементы: буровой лафет, гидростанция с шлангом для подачи воды, и панель для управления процессом.
Классификация буровых установок выполняется в зависимости от граничного усилия протяжки, которое измеряется в тоннах. Помимо этого, ключевыми характеристиками любой установки являются максимально возможные диаметр и длина бурения.
Вторичными факторами, на которые необходимо обращать внимание при выборе устройства для бурения скважины и прокладки труб, являются показатели расхода бетонита (лмин), и радиус изгиба буровых штанг – он влияет на возможность изменять направление бурения по ходу работы.
как правильно осуществляется бурение скважин под сваи?
Также можно выделить технологию горизонтально шнекового бурения, которое выполняется с помощью достаточно простых буровых установок, состоящих из буровой головы, штанги, двигателя, и каркаса, который соединяет их в один механизм.
В сравнении с промышленными буровыми машинами, такая конструкция обладает мини размерами. К тому же она достаточно проста в управлении – после краткого вводного курса, бурение может быть выполнено своими руками кем угодно.
Буровая установка для горизонтально-наклонного бурения
Вспомогательные устройства. К этой категории относятся все элементы фиксации для прокладки ПВХ обсадных труб, переходники, расширители, насосы для откачивания излишков бетонита, электрогенераторы, системы освещения и инструмент устранения аварийных ситуаций.
к меню
Характерные факторы в процессе бурения
Горизонтальное направленное бурение для нефтедобычи сопровождается использованием инновационных технологий, которые дают возможность устроить скважину с большим углом отклонения от вертикального направления. Как правило, слои, которые содержат нефть, имеют горизонтальную структуру, и подобная технологическая особенность делает добычу такой нефти возможной. Горизонтальные скважины, в отличие от стандартных, отличаются большими показателями по производительности, если сравнивать результаты бурения в одной и той же области.
Проход делается в заранее определенном режиме в нужных слоях. Работа должна выполняться с соблюдением условий по функционированию установки, которая разрушает забой скважины.
Эффективность такого разрушения оценивается по следующим показателям:
- Степень нагрузки на долото, которое имеет прямую связь с давлением по оси.
- Количество оборотов при работе устройства.
- Качество глинистого материала в каждом слое и его процент.
- Метод применения устройства.
При учете всех особенностей, которые сопровождают бурение горизонтальной скважины, можно определить, какой метод будет оптимальным. Условия работы, как правило, соотносятся с методами бурения, и если придерживаться идеальных показателей в применении технологии, можно добиться наибольшего роста продуктивности прохода в процессе горизонтальной прокладки скважины.
Место бурения может располагаться на некотором расстоянии от слоя, в котором залегает нефть, и добыча будет иметь положительный результат. В то же время стандартный способ может сильно повредить окружающей среде с точки зрения экологии, и потому горизонтальные скважины не только имеют высокую производительность, но и не наносят урона природе и человеку.
Ключевое преимущество горизонтального направленного бурения заключается в сохранении баланса экосистем и отсутствии вреда ландшафтам, на которые не производится непосредственного влияния. Отрицательное влияние на условия жизни человека также стремится к минимуму, поэтому добычу нефти можно производить и около поселений и городов.
Блок: 5/7 | Кол-во символов: 2117
Источник: http://snkoil.com/press-tsentr/polezno-pochitat/burenie-gorizontalnykh-neftyanykh-skvazhin/
Подготовка к процессу
Процесс создания горизонтальной скважины для добычи нефтяного или газового продукта может проходить с использованием глубокого способа бурения и применением соответствующего оборудования. При этом сначала проводится оформление геолого-технического наряда и создание технической карты. Техрегламент контролирует этапы выполнения.
Ключевые этапы бурения горизонтальных скважин идут в следующем порядке:
- Сборка оборудования для работы.
- Операции по спуску или подъему автоматического оснащения.
- Ориентировочные бурильные работы.
- Создание раствора, регулировка его плотности и тяжести, а также обработка специальными веществами.
- Герметизация скважинного устья.
- Работы по глушению.
- Подготовка исследований готовых стволов по геофизическим параметрам.
- Подготовка ствола к спуску испытателя горной породы.
- Взрывание снарядов для отбора крена.
- Освоение готовой к приему скважины.
- Доставка буровых комплексов.
Каждое действие подготовительного этапа требует регулярной проверки раствора для скважины и поддержания его свойств на нужном уровне, при этом его анализы периодически обновляются. Устья стволов должны быть оснащены оборудованием, предотвращающим выброс нефтяного продукта, поскольку это позволит максимально уменьшить риск появления аварийных ситуаций в работе.
Техническое состояние устройств, которые применяются в работе, должно проверяться своевременно; для проверки исправности оборудования необходимо применять контрольно-измерительные устройства, рабочее состояние которых также должно быть проконтролировано, автоматика и предохранительные элементы.
Любые осложнения, которые появляются при бурении горизонтальной скважины, требуется устранить. После того, как подготовительный этап заканчивается, необходимо провести испытание горных пластов. Каждый процесс по бурению требует регулярного профилактического осмотра используемой техники, который проводится до и после работы.
Блок: 6/7 | Кол-во символов: 1967
Источник: http://snkoil.com/press-tsentr/polezno-pochitat/burenie-gorizontalnykh-neftyanykh-skvazhin/
Буровые растворы при горизонтально направленном бурении
Порошок для изготовления бурового раствора для ГНБ и расширитель.
Специалисты по ГНБ уделяют много времени вопросам улучшения качества промывочных жидкостей при бурении горизонтально направленных скважин. Известно, что буровой раствор оказывает большое влияние на продуктивность и эффективность всего процесса: скорость бурения, экологическую обстановку, безопасность работ. В ГНБ качество бурового раствора гарантирует 70−80 % успешного выполнения работ по прокладке коммуникаций.
Осуществляя работы в песчаных грунтах, специалисты ГНБ часто сталкиваются с проблемой фильтрации и водопоглощения, это обусловлено свойствами самого грунта, так как песок по своей природе порист и высоко проницаем. Что касается сланцевых глин и суглинков, часто встречающихся в местах проведения буровых работ, то под воздействием воды такие виды пород становятся липкими и набухают. Результатом подобных процессов может стать потеря циркуляции жидкости, застревание и заклинивание бурового инструмента, что приводит к невозможности дальнейшего выполнения работ при так называемом «прихвате инструмента».
Для избежания данных проблем используют бентонитовые буровые растворы и различные компоненты для ликвидации осложнений, ингибиторы или стабилизаторы глин, смазочные добавки для смазки инструмента и стенок скважины для облегчения проходки, полимеры, загущающие буровой раствор для поддержания его необходимой вязкости.
На крупных объектах раствор готовится индивидуально, согласно геолого-технологическому наряду (ГТН), диаметру протягиваемой трубы, составу грунтов, мощности насоса и тяговому усилию установки.
Блок: 6/9 | Кол-во символов: 1867
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%BE%D1%80%D0%B8%D0%B7%D0%BE%D0%BD%D1%82%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%B1%D1%83%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5
Кол-во блоков: 17 | Общее кол-во символов: 33302
Количество использованных доноров: 6
Информация по каждому донору:
Источник: oilyug.ru
Технология строительства скважин на нефть и газ
Бурением называется воздействие спецтехники на почвенные слои, в результате чего в земле образуется скважина, через которую будут добывать ценные ресурсы. Процесс бурения нефтяных скважин осуществляется по разным направлениям работы, которые зависят от расположения почвенного или горного пласта: оно может быть горизонтальным, вертикальным либо наклонным.
В результате работы в земле образуется цилиндрическая пустота в виде прямого ствола, или скважина. Ее диаметр может быть различным в зависимости от назначения, но он всегда меньше параметра длины. Начало скважины расположено на поверхности почвы. Стены называются стволом, а дно скважины – забоем.
Ключевые этапы
Если для водных скважин может использоваться среднее и легкое оборудование, то спецтехника для бурения нефтяной скважины может использоваться только тяжелая. Процесс бурения может осуществляться только при помощи специального оборудования.
Сам процесс делится на следующие этапы:
Подготовка площадки
Для организации процесса бурения нефтяной скважины потребуется провести также подготовительный этап. В случае, если разработка ведется в области лесного массива, требуется, помимо оформления основной документации, заручиться согласием на работы в лесхозе. Подготовка самого участка включает следующие действия:
После этого необходимо заняться подготовкой оборудования непосредственно для бурения нефтяных скважин. В этот этап входят следующие процессы:
Когда оборудование для бурения нефтяных скважин будет готово к эксплуатации, необходимо получить заключение от специальной комиссии, что техника находится в исправном состоянии и готова к работе, а персонал обладает достаточными знаниями в области правил безопасности на производстве подобного рода. При проверке уточняется, правильную ли конструкцию имеют осветительные приборы (они должны иметь устойчивый к взрывам кожух), установлено ли по глубине шахты освещение с напряжением 12В. Замечания, касающиеся качества работы и безопасности, необходимо принять во внимание заранее.
До начала работ по бурению скважины необходимо установить шурф, завезти трубы для укрепления бурового ствола, долото, малую спецтехнику для вспомогательных работ, обсадные трубы, приборы для измерений в ходе бурения, обеспечить водоснабжение и решить другие вопросы.
Буровая площадка содержит объекты для проживания рабочих, технические помещения, лабораторное строение для анализа проб почвы и получаемых результатов, склады для инвентаря и малого рабочего инструмента, а также средства для медицинской помощи и средства безопасности.
Особенности бурения нефтяной скважины
После установки начинаются процессы по переоснащению талевой системы: в ходе этих работ монтируется оборудование, а также апробируются малые механические средства. Установка мачты открывает процесс забуривания в почву; направление не должно разойтись с осевым центром вышки.
После того, как завершается центровка, проводится создание скважины под направление: под этим процессом понимается установка трубы для усиления ствола и заливка начальной части цементом. После установки направления центровка между самой вышкой и роторными осями регулируется повторно.
Бурение под шурф осуществляется в центре ствола, и в процессе работы делается обсадка при помощи труб. При бурении шурфа используется турбобур, для регулировки скорости вращения необходимо удерживать его посредством каната, который фиксируется на самой вышке, а другой частью удерживается физически.
За пару суток до запуска буровой установки, когда прошел подготовительный этап, собирается конференция с участием членов администрации: технологов, геологов, инженеров, бурильщиков. К вопросам, обсуждаемым на конференции, относятся следующие:
Документы и оборудование: основные требования
Процесс бурения скважины под нефть может начаться только после оформления ряда документов. К ним относятся следующие:
К основному механическому оборудованию и расходным материалам, которые используются в процессе бурения скважины, относятся следующие виды:
Типы скважин
При начале процесса диаметр ствола составляет до 90 см, а к концу редко доходит до 16,5 см. В ходе работы строительство скважины делается в несколько этапов:
Скважины могут отличаться по заглубленности и делятся на следующие разновидности:
Бурение скважины подразумевает измельчение цельного пласта породы долотом. Полученные части удаляют посредством вымывания специальным раствором; глубина шахты делается больше при разрушении всей забойной площади.
Проблемы в ходе бурения нефтяных скважин
В ходе бурения скважин можно столкнуться с рядом технических проблем, которые замедлят или сделают работу практически невозможной. К ним относятся следующие явления:
Чаще всего обвалы стенок происходят из-за того, что горная порода обладает нестабильной структурой. Признаком обвала является увеличенное давление, большая вязкость жидкости, которая используется для промывки, а также повышенное число кусков породы, которые выходят на поверхность.
Поглощение жидкости чаще всего случается в случае, если залегающий ниже пласт целиком забирает раствор в себя. Его пористая система или высокая степень впитываемости способствует такому явлению.
Проектирование бурения скважины
Перед началом процесса по созданию нефтяной скважины составляется проект в виде чертежа, в котором обозначаются следующие аспекты:
Проектирование нефтяной скважины необходимо начинать с определения глубины, конечного диаметра самой шахты, а также уровня бурения и конструктивных особенностей. Геологический анализ позволяет разрешить эти вопросы вне зависимости от типа скважины.
Методы бурения
Процесс создания скважины для добычи нефти может осуществляться несколькими способами:
Первый способ относится к наиболее известным и проверенным методам, и в этом случае шахту пробивают ударами долота, которые производятся с определенной периодичностью. Удары делаются посредством влияния веса долота и утяжеленной штанги. Поднятие оборудования происходит из-за балансира оборудования для бурения.
Работа с роторным оборудованием основана на вращении механизма при помощи ротора, который ставится на устье скважины через трубы для бурения, которые осуществляют функцию вала. Бурение скважин малого размера производится посредством участия в процессе шпиндельного мотора. Роторный привод соединен с карданом и лебедкой: такое устройство позволяет контролировать скорость, с которой вращаются валы.
Бурение при помощи турбины производится посредством передачи вращающегося момента колонне от мотора. Такой же способ позволяет передавать и энергию гидравлики. При этом методе функционирует только один канал подачи энергии на уровне до забоя.
Турбобур – это особый механизм, который преобразует энергию гидравлики в давлении раствора в механическую энергию, которая и обеспечивает вращение.
Процесс бурения нефтяной скважины состоит из опускания и подъема колонны в шахту, а также удерживание на весу. Колонной называется сборная конструкция из труб, которые соединяются друг с другом посредством специальных замков. Главной задачей является передача различных типов энергии к долоту. Таким образом осуществляется движение, приводящее к углублению и разработке скважины.
Строительство нефтяных и газовых скважин
На сегодняшний день нефтегазовый комплекс играет главную роль в экономике Российской Федерации. Поэтому довольно актуальным является строительство нефтяных скважин. С каждым годом объем добычи черного золота увеличивается. В прошлом году Россия заняла третью позицию в мировом рейтинге по производству нефти, уступив место лишь США и Саудовской Аравии.
Ведущие месторождения черного золота в РФ: Самотлорское, Ромашкинское, Приобское, Лянторское, Федоровское, Салымская группа, Уренгойское, Мамонтовское, Красноленинская группа и многие другие. В основном все они приватизированы. Более 50% полученной продукции идет на экспорт. Главными импортерами российской нефти являются Нидерланды, Китай, Германия, Польша и Япония.
Нефть и газ добывают, используя скважины, которые сооружают посредством операций бурения и крепления.
Виды скважин
Скважины бывают следующих видов:
Перед тем как начать разработку и строительство проемов, нужно провести тщательные поисково-разведочные работы.
Этапы строительства нефтяных и газовых скважин
Строительство нефтяных и газовых скважин проводится в несколько этапов:
Во время организационных работ выбирается территория, прокладывается дорога, проводится электричество, налаживаются водоснабжение и связь.
На втором этапе происходит монтаж специального оборудования. Главными критериями этого процесса являются безопасность, удобство, невысокая себестоимость и компактность.
Организация бурения предполагает определение направления и пробный запуск установки. На данной стадии идет проверка работоспособности всех составляющих бурового механизма.
Саму процедуру бурения необходимо начинать, когда все элементы установки работают исправно. Данный процесс строительства нефтяных скважин достаточно длинный и трудоемкий.
Оборудование проема трубами и его укрепление происходят по определенной схеме. Затем скважину нужно осваивать, то есть вызвать приток в нее газа или нефти. Для этого требуется снизить давление буровой жидкости на забой.
Следовательно, создание производств по добыче горючих полезных ископаемых может занять от двух дней до нескольких месяцев.
Обычно проводится строительство нефтяных и газовых скважин на суше. Однако на сегодняшний день из морских месторождений добывается около 30% черного золота, а газа – еще больше. Для таких производств используют самоподъемные, полупогружные платформы и платформы гравитационного типа. Последние являются наиболее устойчивыми и прочными.
Этапы проектирования нефтяных и газовых скважин
Проектирование нефтяных и газовых скважин состоит из следующих этапов:
Грамотно составленный проект строительства поможет избежать вероятных проблем, таких как незапланированные расходы, длительный срок сооружения скважины, малые объемы добычи, перебои подачи электроэнергии и многое другое.
Ремонт нефтяных скважин
Как правило, строительство и ремонт нефтяных скважин проводятся специальным подразделением. Оно располагаетвсей необходимой техникой, материалами, транспортными средствами и оборудованием, а также квалифицированным персоналом.
Когда требуется капитальный ремонт скважины, рабочая бригада данного подразделения выезжает на место и проводит исследование неисправности.
Только после ее тщательного анализа и выявления причины могут приниматься определенные меры. Эффективность выполненной работы выражается в сравнении результатов изучения скважины до и после капитального ремонта.
Чем старше предприятие, чем больший объем продукции на нем добывается, тем чаще нужна модернизация. На сегодняшний день разрабатываются новые технологические приемы, которые помогут упростить процесс ремонта нефтяных скважин.
Компании по строительству нефтяных и газовых скважин на выставке
Столица Российской Федерации в который раз открывает двери для новых идей и удачных достижений в сфере науки и техники. Так, на территории ЦВК «Экспоцентр» пройдет крупная выставка под названием «Нефтегаз». На ней будут представлены разнообразное оборудование и современные технологии в области нефтегазовой индустрии.
У посетителей данного мероприятия будет уникальная возможность получить детальную информацию про строительство газовых скважин, их проектирование и ремонт. Кроме того, во время выставки будут организованы познавательные программы, планируется проведение конференций, семинаров и других мероприятий.
Также на выставке «Нефтегаз» у компаний – новичков отечественной и зарубежной нефтегазовой промышленности будет возможность продемонстрировать свою продукцию и услуги.
Больше об этапах и особенностях строительства нефтяных и газовых скважин можно узнать на ежегодной выставке «Нефтегаз».
Способы бурения скважин для добычи углеводородов (нефти и газа)
В процесс бурения нефтяных и газовых скважин привлекают высокотехнологическое оборудование, обладающее высокой мощностью. Перечень проводимых работ зависит от характеристик месторождений углеводородов. Пласты с природным сырьем могут располагаться вертикального, горизонтально или наклонно, что напрямую влияет на способ его добычи.
Что такое скважина?
Скважины предназначены для добычи нефти и газа, воды и других полезных ресурсов. Она представляет собой выработку в горной породе, имеющую цилиндрическую форму. Ее длина намного превышает диаметр. Скважина состоит из нескольких частей.
Начало цилиндрического углубления в горной породе называют устьем, стенки – стволом, дно – забоем. Диаметр скважин на нефть в верхней точке редко превышает 900 мм, а в нижней – больше 165 мм. По глубине их разделяют на мелкие (до 1500 м), средние (до 4500 м), глубокие (до 6000 м), сверхглубокие (от 6000 м).
В зависимости от назначения скважин для добычи углеводородов их разделяют на следующие разновидности:
Как происходит бурение?
Технология бурения нефтегазовой скважины подразумевает проведение следующих работ:
Способы проведения бурильных работ
Во время бурения нефтяных скважин может использоваться различное оборудование, что определяет способ проведения основных работ.
Ударный способ
Подразумевает последовательное разрушение горных пород при помощи долота, подвешенного на канате. Рабочий инструмент буровой установки также состоит из ударной штанги, канатного замка. Они соединяются через переходной блок и канат с опорной мачтой. Основной рабочий инструмент совершает движения при помощи бурового станка.
Чтобы углубление в грунте очистить от остатков горной породы, долото время от времени вынимают. Внутрь нагнетают специальную жидкость, которая при помощи желонки извлекается наружу вместе с мелкими частицами почвы.
Вращательный способ
Данная технология бурения приобрела большую популярность. Разрушение горных пород происходит при помощи вращения долота. На него действует осевая нагрузка, что подразумевает прямую передачу крутящего момента от приводного механизма на рабочий инструмент. При роторном бурении используется ротор. Он передает вращение через колонну труб.
При обычном бурении в качестве приводного механизма применяют электробур, винтовой двигатель, которые устанавливаются непосредственно над долотом.
Особенности проделки горизонтальных скважин
Бурение горизонтальных скважин (ГНБ) производится для добычи углеводородов в труднодоступных местах, где сделать это другими способами невозможно. Данный способ отличается большой производительностью. Его активно используют для добычи энергетических ресурсов со дна крупных водоемов.
Способы бурения скважин на море
Технология бурения скважин на водоемах отличается от применяемых методик на суше. Самый простой способ осуществления необходимых операций – установка на свайном фундаменте платформ, на которых размещают все оборудование. Устройство данной конструкции происходит на мелководье. Также установка бурильного оборудования может происходить на искусственно насыпанной суше.
При бурении скважин нефть обычно получают из разных участков океана или моря. Поэтому целесообразно устанавливать передвижные платформы. После завершения рабочего цикла они перемещаются в выбранную точку и продолжают процесс добычи углеводородов. Выделяют три типа буровых платформ.
Самоподъемная
Является понтоном. На платформе присутствует вырез, над которым размещается буровая вышка. Также на понтоне находится все необходимое оборудование, электростанция, складские и вспомогательные помещения, многоэтажная рубка. При бурении колоны опускаются, опираются на дно, что приводит к поднятию платформы над поверхностью воды.
Полупогружная
Применяются, где глубина добычи нефти достигает 300-600 м. Полупогружная платформа плавает по поверхности воды на огромных понтонах. Фиксация всего сооружения осуществляется массивными якорями весом около 15 т.
Гравитационная
Устанавливается на массивном бетонном основании, которое опирается на морское дно.
Перечисленные методы бурения скважин для добычи полезных углеводородов активно применяются во всем мире. Они все время усовершенствуются, что позволяет повысить их продуктивность.
Источник: dom-srub-banya.ru