Материал: Григорян, Н. А. Бурение наклонных скважин уменьшенных и малых диаметров

большого опыта и навыков в технике и технологии бурения сква­ жин долотами нормального диаметра.

На практике долотами диаметром 269 мм бурят и под проме­ жуточную колонну — 219-мм хвостовик и под эксплуатационные 168 и 146-мм колонны.

Экономическая целесообразность уменьшения диаметра наклонных скважин

Экономическая целесообразность уменьшения диаметров на­ клонных скважин вызывается тем обстоятельством, что примерно 75—80% затрат от общего объема на строительство скважины зависят от ее диаметра. Затраты изменяются с изменением глу­ бины, скважины, скорости и условий бурения.

К затратам, зависящим от диаметра скважин, относятся: а) об­ садные трубы; б) энергия; в) цемент; г) глинистый раствор, хи­ мические реагенты и утяжелители; д) долота; е) цементаж; ж) транспорт обсадных труб, цемента, глины, химических реаген­ тов и утяжелителей.

Переход к бурению наклонных скважин уменьшенных и малых диаметров дает следующие технико-экономические преимущества

[68].

1.Снижаются капитальные затраты на строительство скважин

врезультате уменьшения расходов металла, энергии, цемента, гли­

нистого раствора, химических реагентов, утяжелителя и транспорта этих материалов; возникает возможность получить, при одних

итех же капиталовложениях и в меньшие сроки, больше нефти и газа, так как за одни и те же средства можно пробурить больше скважин уменьшенного и малого диаметров и сократить сроки раз­ работки залежи.

2.Возникает возможность (в ряде случаев) в процессе проек­ тирования разработки залежи сократить расстояние между сква­ жинами на структуре, т. е. увеличить число скважин уменьшенных

ималых диаметров без увеличения капиталовложений, что и соз­ дает более благоприятные условия для повышения конечного коэф­ фициента нефтеизвлечения.

3.Увеличивается возможность применения передвижных буро­ вых установок, уменьшаются сроки и стоимость строительства скважин по сравнению со стационарными буровыми установками.

4.Ускоряются различные технологические процессы и облегча­ ется труд рабочих на скважине, вследствие применения облегчен­ ных оборудования и инструмента.

5.Возникает возможность освоения больших глубин, так как

при прочих равных условиях вес бурильных и обсадных колонн уменьшается, а устойчивость их (на смятие и на внутрен­ нее давление) — увеличивается.

6. Создаются условия для экономии металла и других материа­ лов при строительстве морских нефтяных промыслов.

8

Расчеты А. Б. Сулейманова для условий морского нефтяного месторождения Грязевая Сопка показывают, что при переходе от скважин обычного диаметра к скважинам уменьшенного диаметра, нагрузки и напряжения на морские основания снижаются на 5,1 По­ следовательно, соответственно можно уменьшить металлоемкость морских гидротехнических сооружений.

Отмеченные экономические преимущества от перехода к буре­ нию наклонных скважин уменьшенных и малых диаметров про­ явятся полностью, если при этом техника и технология бурения не приведут к существенному снижению скорости строительства сква­ жин. Влияние скорости бурения скажется на затратах, зависящих от времени.

Если совокупное влияние факторов, снижающих затраты на строительство скважин от уменьшения их диаметра, будет преоб­ ладать над совокупным влиянием другой группы факторов, увели­ чивающих эти затраты от возможного снижения скорости бурения, то переход к бурению наклонных скважин уменьшенных и малых диаметров будет экономически целесообразным.

Практика разработки ряда площадей (Артем-море, банка Дар­ вина, Нефтяные Камни, Грязевая сопка и др.) показывает, что постепенный переход от бурения наклонных 295-мм скважин к 269, 243, 214 и 190-мм скважинам (под эксплуатационные колонны диа­ метром 168 и 146 мм) способствовал значительному снижению об­ щих затрат и стоимости строительства скважин. Поскольку конеч­ ная цель бурения скважин добыча нефти и газа, то при выборе их диаметров и диаметров эксплуатационных колонн решающее зна­ чение должны иметь не технико-экономические показатели буре­ ния, а обеспечение необходимого отбора жидкости из пласта. Следовательно, уменьшение диаметра наклонных скважин, а в ряде случаев и диаметра эксплуатационной колонны, не дол­ жно существенно снижать производительность скважин.

Влияние диаметра скважин на их производительность

При разработке месторождений нефти, газа и газоконденсата с высокими дебитами скважин обычно стремятся использовать экс­ плуатационные колонны возможно большего диаметра. Глубина спуска этих колонн зависит от глубины скважин. В скважины, пробуренные долотами нормального диаметра (269 и 243 мм), на средние глубины обычно спускают эксплуатационные 168, 159 и 146-мм колонны, а в глубоких и сверхглубоких скважинах — ком­ бинированные эксплуатационные 168 и 146-мм колонны. Эксплуа­ тационные колонны указанных диаметров могут быть спущены н

вскважины, пробуренные долотами уменьшенных диаметров (214

и190 мм). Поэтому с точки зрения получения намечаемых деби­

тов нефти, газа и газоконденсата нет ограничивающего фактора для перехода от бурения наклонных скважин нормальных диаметров

9

к бурению таких скважии уменьшенных диаметров. Исключе­ ние составляют случаи строительства высокодебитных газовых скважин, когда намечается спуск эксплуатационных колони диа­ метром более 168 мм.

Бурение наклонных скважин малых диаметров может осущест­ вляться под эксплуатационные 127 и 114-мм колонны. Последняя является нижним пределом имеющегося сортамента эксплуатаци­ онных колонн.

Л. С. Юрен, Дж. Домерк и Дж. Меджия в результате экспери­

дебит скважины диаметром 6". Следовательно, уменьшение диа­ метра скважины в 10 раз снижает ее производительность только в 1,5 раза. Установить влияние диаметра скважины на ее дебит можно по формуле Дюпюи.

Расчеты А. Б. Сулейманова [68] показывают, что в случае ли­ нейной фильтрации жидкости (закон Дарси), гидродинамически совершенной скважины по степени и характеру вскрытия при пе­ реходе от эксплуатационной колонны диаметром 168 мм к эксплу­ атационной колонне диаметром 114 мм снижение дебита скважины при радиусе контура питания, равном 106 см, составляет: 3,4% при работе только одной скважины; 2,5% при работе двух взаимодей­ ствующих скважин и 0,8 — при работе 10 равнодебитных скважин, расположенных по симметричной кольцевой батарее с радиусом

в104 см.

Вслучае нелинейной фильтрации жидкости (закон Краснополь­ ского) зависимость дебита от диаметра скважины несколько больше. Нарушение линейного закона фильтрации может происходить вследствие чрезмерно больших дебитов скважии. Для этих усло­ вий при уменьшении диаметра эксплуатационной колонны от 168

до 114 мм дебит скважины может снижаться, в крайнем случае, на 18%. Аналогичные результаты будут и для режима растворен­ ного газа, а также для упругого режима [68].

Исследованиями установлено, что на большинстве нефтяных месторождений СССР наблюдается линейная фильтрация пласто­ вой жидкости. Учитывая это и имея в виду, что в реальных усло­ виях пласт разрабатывается большим числом взаимодействующих скважин следует отметить, что уменьшение диаметра эксплуатаци­ онной колонны незначительно влияет на производительность сква­ жины.

Для компенсации потерь дебита при переходе от обычных сква­ жин к скважинам малых диаметров в нефтепромысловой практике разработан ряд мероприятий [68]:

а) улучшение гидродинамического совершенства скважин ма­ лых диаметров;

б) применение методов воздействия на призабойную зону сква­ жин с целью искусственного увеличения проницаемости в этой ча­ сти пласта;

10

в) создание в скважинах малых диаметров, по сравнению с обычными, дополнительного перепада давления.

Расчетным путем оценивая производительности гидродинами­ чески несовершенных скважин он показывает, что степень совер­ шенства эксплуатационных колони диаметром 114 мм ниже экс­ плуатационной колонны диаметром 168 мм на 1,8% по степени вскрытия и на 3% по характеру вскрытия. Поэтому при проводке скважин малых диаметров необходимо, чтобы пласт был вскрыт па полную его мощность, а в эксплуатационной колонне простре­ ляно столько же отверстий, сколько намечается в обычной сква­ жине. Для поддержания дебита 114-мм скважины на уровне про­ изводительности скважин диаметром 168 мм требуется создание дополнительного (2—4%) перепада давления. Дополнительный расход труб для создания излишнего перепада давления незначи­ тельный.

Другим фактором, влияющим на выбор диаметра эксплуатаци­

Расчеты показывают, что предельно возможная производитель­ ность 114-мм эксплуатационной колонны при фонтанном и компрес­ сорном способах эксплуатации составляет 250—300 т/сут, а при глубинионасосной эксплуатации — 81 т/сут [71]. Поэтому для тех скважин, в которых ожидаемый дебит не превышает указанных значений, можно проектировать 114-мм эксплуатационные ко­ лонны.

Практика показывает, что в скважинах с эксплуатационной колонной диаметром 114 мм процесс гидравлического разрыва пласта протекает значительно эффективнее, чем в скважинах с эк­ сплуатационной колонной диаметром 168 мм. Ловильные и ремонт­ ные работы в 114-мм эксплуатационных колоннах, как свидетель­ ствует опыт нефтяников Азербайджана, не сложнее, чем в 168-мм эксплуатационных колоннах. Поскольку 114-мм эксплуатационная колонна является нижним пределом облегченной конструкции скважины, то эксплуатационные колонны больших диаметров (127, 141 и 146 мм) в большей степени, чем 114-мм колонна, удовлетво­ ряют всем требованиям, предъявляемым к эксплуатационным ко­ лоннам в высокодебитных скважинах.

Таким образом, с точки зрения получения высоких дебитов нет ограничивающего фактора для перехода к бурению наклонных скважин уменьшенных диаметров.

В процессе перехода к бурению наклонных скважин малых диаметров происходит незначительное снижение дебитов скважин, которое может быть компенсировано известными в нефтепромыс­ ловой практике мероприятиями.

Следовательно, в деле широкого внедрения бурения наклонных скважин уменьшенных и малых диаметров решающую роль играют вопросы техники и технологии проводки таких скважин.

11