ВЫБОР КОНФИГУРАЦИИ (ТРАССЫ) НАПРАВЛЕННОЙ СКВАЖИНЫ

Конфигурация ствола скважины обусловливается многими причинами, главные из которых следующие:

одиночная скважина или куст скважин сооружается в данном месте;

наличие препятствий для заложения устья над забоем скважины;

расположение фильтра (вертикально, наклонно или горизонтально).

Конфигурация ствола скважины должна обеспечить:

высокое качество скважины как эксплуатационного объекта;

минимальные нагрузки на буровое оборудование при спускоподъем-ных операциях;

свободное прохождение по стволу скважины приборов и устройств;

надежную работу внутрискважинного оборудования;

возможность применения методов одновременной эксплуатации не­скольких горизонтов в многопластовых залежах;

минимальные затраты на сооружение скважины.

При кустовом бурении профиль направленных скважин должен обес­печить заданную сетку разработки месторождения и экономически рацио­нальное число скважин в кусте.

Проектирование конфигурации направленной скважины заключается в выборе типа и вида профиля, в определении необходимых параметров:

глубины и отклонения ствола скважины от вертикали;

длины вертикального участка;

значений предельных радиусов кривизны и зенитных углов ствола скважины в интервале установки и работы внутрискважинного оборудова­ния, и на проектной глубине.

Конфигурация направленной скважины выбирается с учетом:

назначения скважины;

геологических и технологических особенностей проводки ствола;

установленных ограничений на зенитный угол ствола скважины в ин­тервале установки и работы внутрискважинного оборудования, связанных с его конструктивными особенностями и условиями работы;

установленных ограничений на угол наклона ствола скважины на про­ектной глубине.

Профили направленных скважин, как правило, подразделяют на три основных типа (рис. 10.1): 1 — тангенциальные скважины; 2 — S-образные скважины; 3 — J-образные скважины.

Тип 1 скважин отклоняют вблизи поверхности до величины утла, соот­ветствующего техническим условиям, затем продолжают проходку до про­ектной глубины, сохраняя неизменным угол наклона. Такой тип применяют часто для скважин умеренной глубины в простых геологических условиях, когда не используются промежуточные колонны. В более глубокой сква­жине, когда требуется большое смещение, промежуточная обсадная колон­на может быть установлена внутри интервала искривления или за ним, а необсаженный ствол бурят под неизменным утлом наклона до проектной глубины. Тангенциальный профиль обеспечивает максимальное отклонение ствола скважины от вертикали при минимальном зенитном угле, поэтому его предпочитают применять в случае кустового бурения.

Тип 2 скважин предусматривает после бурения вертикального участка ствола отклонение забоя до некоторого зенитного утла, по достижении ко­торого скважину бурят при постоянном угле наклона, а затем отклонение уменьшают до полного восстановления вертикального положения ствола. Промежуточная колонна может быть установлена в интервале второго от­клонения, после чего скважину добуривают вертикальным стволом; S-образный профиль используют там, где наличие газовых зон, соленой воды и другие геологические факторы требуют использования промежуточных обсадных колонн. Этот тип иногда используют для бурения направленной скважины с целью глушения другой, фонтанирующей, скважины. Он так­же рационален, когда необходимо развести забои скважин при бурении их с одной платформы (например, при бурении в открытом море).

Рис. 10.1. Основные типы (1-3) вертикальных проекций наклонно направленных скважин

Тип 3 скважин предполагает отклонение забоя от вертикали на

тельно больших глубинах, чем типы 1 и 2. Угол наклона ствола постоянно растет, пока не достигнута проектная глубина или продуктивный пласт. Как правило, этот тип скважин используют для бурения на пласты, распо­ложенные под солевыми куполами, для кустового бурения, а также вскры­тия глубоко залегающих объектов. К типу 3 скважин можно отнести также горизонтальные скважины.

Приведем несколько примеров применения различных типов направ­ленных скважин.

Направленное бурение делает возможным добычу нефти из пластов, расположенных под морским дном на большом удалении от берега. Для эффективной разработки большинства морских нефтяных и газовых ме­сторождений необходимо пробурить много скважин. Однако стоимость эксплуатационных платформ в открытом море намного больше стоимости добытой нефти или газа из одиночной скважины. Метод направленного бурения позволяет бурить много скважин с одной платформы в разные точки коллектора, располагая забои скважин по оптимальной сетке. Для этого случая наиболее предпочтителен 2-й тип скважин.

Многие месторождения под дном открытого моря достаточно близки к берегу и могут быть достигнуты с суши направленными скважинами. В этом случае применим не только второй, но и первый тип скважин.

Начиная с 1934 г. использование направленных скважин для глушения открытого выброса стало обычным. Специальная разгрузочная скважина выполняет свою функцию даже тогда, когда ее забой находится на некото­ром расстоянии от ствола фонтанирующей скважины; эта технология до­пускает расстояние между забоями до 3,5 м.

Большое количество направленных скважин пробурено на пласты, не­досягаемые вертикальными скважинами с поверхности из-за таких препят­ствий, как холмы, озера, крупные строения.

Бурение стволов скважин через соль осложнено их размывом, ухуд­шением свойств бурового раствора, потерей циркуляции. Эти осложнения настолько тяжелые, что часто приходится бурить в обход соляного купола, чтобы избежать осложнений как внутри солевых отложений, так и над ними.

Бурение через разлом лучше осуществлять под прямым утлом к плос­кости сдвига, однако возникает опасность осложнений при прохождении разлома, которые можно исключить проходкой скважины под ним.

Другие случаи включают эксплуатацию многопластовой залежи оди­ночной скважиной, выпрямление самопроизвольно отклонившейся сква­жины, обход прихваченного в скважине инструмента. Скважина, пробу­ренная в газовую шапку нефтяной залежи, может быть частично затампо-нирована и отклонена в нефтеносную зону для того, чтобы сохранить вы­талкивающую энергию газа. Суммарную продуктивность можно максими­зировать посредством бурения горизонтального дренажного ствола, чтобы эксплуатировать залежь равномерно. Также можно вовлечь большую пло­щадь в эксплуатацию одиночной скважиной.