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

Из табл. 20 видно, что угол закручивания существенно зависит от диаметра и толщины труб, а также от характера их компо­ новки. Так, например, если угол закручивания для бурильных труб 140X9 мм длиной 1600 м составляет 40,8°, то при замене верхних 800 м трубами 140X11 мм этот угол уменьшается на 11,5%, а если заменить нижние 800 м трубами 140x11 мм, то на 27,5%. Уста­ новка на конце 9-мм бурильных труб 178-мм УБТ длиной 50 м уменьшает угол закручивания на 43,5%.

Таким образом, угол закручивания бурильной колонны от дей­ ствия реактивного момента турбобура, помимо характеристик тур­ бобура и ствола скважины, зависит также от диаметра, толщины стенок и материала труб, а также от характера их компо­ новки.

Выбор максимального угла искривления ствола наклонных скважин

При бурении наклонных скважин количество рейсов с отклони­ телями зависит от: глубины и отклонения ствола, интервала и ин­ тенсивности искривления, проходки на долото и его боковых фрезерующих способностей, точности проведения работ по ориен­ тированию отклонителей, механических свойств проходимых пород и т. д. В процессе проходки наклонных скважин объем работ с от­ клонителем по изменению азимута искривления ствола преобла­ дает над объемом работ по набору кривизны.

В табл. 21 представлены фактические данные по проходке 21 наклонной скважины на месторождении Нефтяные Камни. Буре­ ние всех скважин осуществляли трехшарошечными долотами диа­ метром 214 мм под 146-мм эксплуатационную колонну. В качестве отклонителя при бурении с турбобуром Т12МЗ-7’/2" использовался эксцентричный резиновый ниппель.

180

Таблица 21

В табл. 22 представлены аналогичные данные по 20 наклонным скважинам, пробуренным 190-мм трехшарошечными долотами на площадях Артем-море и банка Дарвина. При работе с отклоните­ лями (кривой переводник с углом перекоса осей резьб 2 -г-2,50) ис­ пользовались укороченные турбобуры Т12М1-65/8" длиной 4-н -f-4,7 м. Бурение на прямой трубе осуществляли двухсекционным

турбобуром ТС4-65/в".

Из табл. 21 и 22 следует, что количество рейсов с отклонителем для исправления азимута искривления ствола больше, чем коли­ чество рейсов для увеличения зенитного угла. Это означает, что на практике проходки наклонных скважин в большинстве случаев отклоняющие компоновки устанавливают не в направлении ази­ мута искривления ствола, а под некоторым углом к нему. Вследст­ вие этого, с одной стороны, возрастает возможность расхождения фактического профиля ствола от проектного, а с другой стороны, затрудняются условия запуска турбобура.

181

Таблица 22

ствола, по достижении которого дальнейшее бурение продолжается с установкой прямой трубы. В процессе бурения с использованием прямой трубы без стабилизирующих приспособлений уменьшается угол искривления ствола и изменяется азимут скважины. Вслед­ ствие этого часто для исправления параметров искривления ствола производят несколько рейсов с отклонителем, что в конечном итоге снижает скорость проходки наклонных скважин.

Для сокращения объема работ с использованием отклонителей по исправлению азимута при бурении наклонных скважин, осо­ бенно с большим отклонением, необходимо, чтобы максимальный угол искривления ствола в конце участка набора кривизны на оп­ ределенную величину превышал бы так называемый критический угол искривления скважины. Под критическим углом искривления ствола имеется в виду тот угол искривления, после достижения

182

которого, в процессе дальнейшего бурения с установкой прямой трубы азимут скважины остается без изменения, а происходит лишь уменьшение зенитного угла ствола. Например, для место­ рождения Нефтяные Камни по исследованиям С. А. Оганова и Д. М. Махмудова величина критического угла искривления ствола

а ее азимут остается без изменения. Следовательно, максималь­ ный угол искривления ствола нужно определять из выражения

при бурении на прямой трубе азимут ствола остается без измене­ ний; Дао — интенсивность снижения угла искривления ствола в ин­ тервале бурения на прямой трубе.

Интервал бурения на прямой трубе выбирают исходя из интен­ сивности падения зенитного угла ствола при данных условиях. Причем к концу этого интервала должно быть соблюдено условие-

аогаах^аок (за исключением случаев, когда изменение азимута не повлечет к существенному отклонению скважины от проектных

данных).

Практика использования стабилизаторов кривизны и азимута показывает, что их эффективность возрастает в случае, когда угол искривления ствола выше критического значения. Поэтому про­ ектирование интервалов набора кривизны и бурение на прямой трубе необходимо производить с учетом изменений, происходящих, при их осуществлении на практике.

Сущность способа определения максимального угла искривле­ ния ствола поясним на примере. Из анализа фактического матери­ ала, полученного на месторождении Нефтяные Камни, известно, что критический угол для кирмакинской свиты аОк = 20°, а интен­ сивность падения зенитного угла на 100 м проходки при бурении 214-мм долотом Дао = 3°.

Тогда для бурения на прямой трубе в интервале 300 м макси­

трубе с использованием стабилизатора кривизны, при котором ин­ тенсивность падения зенитного угла составляет 0° 30', то для ин­ тервалов 300 м максимальный зенитный угол должен быть 21° ЗОЕ При этом имеется в виду, что увеличение угла искривления ствола после направления ствола в проектном азимуте будет достигнуто компоновками для безориентированного бурения. Затем бурят на прямой трубе до тех пор, пока зенитный угол скважины не сни­ зится до критической величины. Как только угол искривления

183

искривления скважины использовать компоновки для дезориенти­ рованного бурения. Это нисколько не отразится на скорости буре­ ния наклонных скважин, поскольку применение компоновок для дезориентированного бурения не требует каких-либо дополнитель­ ных затрат времени и при этом не появляются ограничивающие факторы для полной отработки долот. После некоторого интервала бурения указанными компоновками можно дальше работать на прямой трубе и опять чередовать их. Если профиль скважины

п о I ПО-210-/Я5°

90

Л 230-/210-/39‘

\

4 о05 - г г ' - т "

100м

11373-23-170°

200м - 680-25-/72 °

800-21-/70°

900-13-/69°

300м - \ 975-19^-/60

900м L if/295-/3-/00

H9/5-/8is-/'/0°

Рис. 63. Горизонтальная проекция ствола:

а — скв. 858; б — скв. 894; / — бурение с отклонителем; 2 — буре­ ние без отклонителя; 3 — работа с компоновкой для безориентнрованного бурения

включает в себя также участок снижения зенитного угла, то про­ водка его осуществляется с учетом изменения угла и азимута ис­ кривления ствола.

Можно привести ряд примеров из практики, подтверждающих эффективность проектирования и проходки наклонных скважин с максимальным углом искривления выше критического его значе­ ния. Например, на северо-восточном крыле складки Нефтяные Камни примерно в одинаковых условиях пробурили скв. 858 и 894, горизонтальные проекции которых представлены на рис. 63. На бу­ рение этих скважин глубиной соответственно 1497 и 1420 м были

184