Горизонтальное бурение является разновидностью наклонно-направленного. Его применяют для сооружения скважин c отклонениями от вертикали, что может быть обусловлено геологическими, техническими, технологическими причинами.
Использование в сфере нефтедобычи бурения горизонтальных скважин позволяет не только более быстрыми темпами осваивать новые месторождения, но и активизировать уже разработанные залежи. Данный метод создания скважин способствует освоению сложных участков, снижает капиталовложения и сокращает количество используемых дорогостоящих материалов.
Технологические особенности бурения
Добыча нефти и газа методами горизонтального направленного бурения скважин позволяет увеличить нефтегазоотдачу пластов, что важно при интенсификации уже имеющихся нефтяных и газовых месторождений, работа которых стала менее эффективной. Поскольку их ресурс не исчерпан, возникает потребность повысить отдачу старых скважин за счет внедрения продуктивного способа бурения.
В результате применения этой инновационной технологии создается горизонтальная скважина с заданным углом отклонения ствола от вертикальной оси (иногда эта величина достигает 90°), вследствие чего добыча нефти производится более быстро и продуктивно.
Применяемая технология бурения горизонтальных скважин предполагает ведение работ несколькими способами, выбор зависит от условий, в которых ведется промысел. В одном случае наиболее результативным будет способ направленного бурения, при других обстоятельствах достичь максимально эффективного результата получится с помощью сервисного инсталляционного бурения, а в третьем случае выгоднее использовать направленное бурение внутриразломного типа.
Создаваемые отрезки скважин могут быть продолжены при наклонном бурении. Метод горизонтального направленного бурения относится к продуктивному способу прироста сырьевой добычи.
Так как нефтеносные слои преимущественно расположены горизонтально, то наиболее продуктивными для их разработки являются горизонтально пробуренные скважины: у них в сравнении с вертикально идущими скважинами большая площадь забоя.
При такой проходке максимально рационально используются установки ГНБ и другие ресурсы, поскольку скважины этого типа прокладываются сразу в нужном слое без прохождения промежуточных и заранее выбираются нужные режимы. Весь цикл работ выполняется в соответствии с требованиями, предъявляемыми к условиям эксплуатации буровой установки.
Выбирая метод бурения, учитывают все особенности промысла. Это зависит от рельефа местности, геологического состава разбуриваемых пород и других условий работы. Максимальной продуктивности от скважины можно добиться только при условии, что при выборе технологии были учтены все необходимые параметры.
Предпочтение горизонтальным буровым технологиям отдается еще и потому, что их использование позволяет сохранить экологическое равновесие и минимизировать ущерб, который наносится ландшафту в месте ведения нефтеразработок. Кроме этого, такие способы не имеют негативных последствий для жизни населения того региона, где проводятся данные работы.
Применение способа горизонтального бурения
Применяя способ бурения горизонтально направленных скважин, можно вернуть рентабельность тем участкам, которые были отнесены к непродуктивным. Он увеличивает и количество нефти, которая добывается на уже разработанных месторождениях.
Эффективность применения этого способа показывает себя в случаях, если неисправно буровое оборудование, месторождение находится в труднодоступном месте, где вести работы с применением традиционных технологий невозможно, или залегание нефтеносных слоев находится на большой глубине.
Так, при поломке бура, столкнувшегося с особо твердыми породами, или при его заклинивании, когда извлечь инструмент для замены не представляется возможным, применяют горизонтальное бурение.
Технология ГНБ оправдывает себя при сложном рельефе или близком расположении к водоему. В случае, если нефтеносные слои залегают на дне моря или океана, использование горизонтального бурения позволит достичь максимальной экономии ресурсов: не потребуется устанавливать дорогостоящую платформу, с которой ведутся работы по добыче нефти в море.
Используя данную технологию, можно устраивать подземные нефтехранилища.
Этапы горизонтального бурения скважин
Выделяются 3 основных этапа бурения:
- На первом этапе создается вертикальный ствол и выполняется его крепление (обсадная колонна, или кондуктор).
- На втором этапе задается кривизна, или зенитный угол и направление, то есть азимут.
- На третьем этапе происходит набор кривизны, выполняется стабилизация угла, под малым углом производится вход в продуктивный слой. Здесь же осуществляется проход горизонтального участка, после чего - спуск эксплуатационной колонны, или хвостовика.
Наиболее сложным является второй этап. Благодаря применению новейшего телеметрического оборудования и специальных приборов (отклонителей) этот процесс полностью автоматизирован. Оператор видит на экране полную картину местоположения колонны в скважине и, сравнивая ее с проектной, своевременно подает команды бурильщику. Так корректируется направление скажины.
Не менее значимым является и этап захода ствола скважины в продуктивный слой. Это должно быть выполнено под углом, близким к 80°, а в самом пласте движение ствола должно быть горизонтальное.
Преимущества горизонтального бурения скважин
Какой бы экономически передовой и выгодной ни была та или иная технология, о ней судят в первую очередь по ее воздействию на экологическую обстановку. В этом плане у горизонтального метода добычи нефти или газа есть большие преимущества перед другими видами.
Технология не нарушает целостности ландшафта и экологического равновесия. Она не оказывает техногенного воздействия на окружающую среду, а значит, не вредит ни человеку, ни флоре, ни фауне. Отрицательное воздействие минимизировано.
Экономическая эффективность бурения горизонтальных скважин обеспечивается благодаря тому, что за счет наклонно-направленного движения повышается объем нефти, добываемой на участках, которые эксплуатируются уже несколько лет. Кроме этого, происходит возобновление работы тех месторождений, которые по разным причинам были причислены к нерентабельным, малоэффективным. Ведется их промышленная разработка с применением рассматриваемого способа - он позволяет увеличить приток добычи сырья. Это происходит за счет большей площади поступления в ствол нефти или газа.
Экономическая эффективность определяется также использованием высокотехнологичным буровых комплексов, благодаря которым сокращаются сроки выполнения работ. Это позволяет использовать меньшее количество техники и рабочей силы. Важным фактором экономии является и то, что не возникает потребности организовывать водопонижение в том случае, если грунтовые воды проходят выше уровня нефтеносного пласта.
С финансово-экономической точки зрения преимущества рассматриваемого метода заключаются в сокращении сроков выполнения работ и уменьшении сметной стоимости строительства трубопровода. Экономичное использование агрегатов позволяет минимизировать все энергозатраты.
Управление горизонтальным бурением скважин
Главное в процессе бурения горизонтального участка - это управление технологическим процессом. Сложность состоит в том, что в ходе работ бур находится вне зоны досягаемости, поэтому так важно тщательно контролировать все этапы работы. С этой целью используют систему локации - особый зонд, который расположен в буровой головке.
Для синхронизации работы зонда применяется специальный прибор, с помощью которого оператор, или локаторщик, регулирует его работу с поверхности земли. Сопровождение бурения скважин осуществляется следующим образом: зонд регистрирует изменения направления угла бурения, информация поступает на прибор, который находится у оператора. С помощью системы локации отслеживается не только направление движения бура, но и число его оборотов, а также температура в буровой головке. Все данные поступают на пункт управления.
Используя полученную информацию, оператор корректирует процесс. Оперативность поступления информации позволяет своевременно предупредить возникновение нештатной ситуации.
