1.7.7 Штучне викривлення свердловин

Найхарактерніші приклади умов, за яких доцільне буріння похилих свердловин:

- під дно моря, озера, річки, каналу;

- з намивних площадок, естакад, плавучих суден;

- на болотистих і лісистих площах;

- під яри, гори;

- на площах, зайнятих заповідниками;

- під промислові об’єкти і житлові селища;

- при бурінні нового стовбура внаслідок неліквідованої аварії в свердловині;

- при гасінні палаючих фонтанів і ліквідації відкритих викидів нафти і газу.

Технологія буріння похилих свердловин заснована на використанні геологічних умов, які сприяють викривленню свердловин, і на застосуванні відхилювача, який встановлюють між турбобуром і бурильною колоною (рис. 1.92), або двосекційного турбобура, секції якого з’єднані один з одним під кутом 1°30'... 2°.

а б в

Рисунок 1.92 – Типи відхилювачів для буріння похилих свердловин вибійними двигунами:

а – кривий перехідник; б – відхилювач з косими нарізями на муфті і ніпелі; в – відхилювач, який складається з турбобура з накладкою і кривого перехідника

Незалежно від типу відхиляючого пристосування в місці його перегину виникає момент пружних сил, який створює на долоті відхиляючу силу. Темп викривлення свердловини визначається значенням цієї сили, залежної від конструкції відхиляючого пристосування; механічними властивостями породи і умовами їх залягання; типом долота і турбобура, а також режимом буріння.

Темп викривлення свердловини залежить і від зенітного кута свердловини, оскільки за інших рівних умов момент пружних сил тим менший, чим більший кут нахилу свердловини.

Похилі свердловини бурять за заздалегідь вибраним профілем (рис. 1.93), кожен з яких призначений для відповідних умов їх проводки. Профіль типу а) складається з трьох ділянок: вертикальної 1, ділянки збільшення зенітного кута 2 і ділянки стабілізації зенітного кута. Рекомендовано цей профіль при великих відхиленнях від вертикалі за незначного кута нахилу свердловини. Профіль типу б) відрізняється від попереднього ділянкою 3, яка характеризується стабілізацією зенітного кута, а потім його зменшенням. Такий профіль рекомендовано застосовувати, при великих глибинах свердловин.

а б в г д е

Рисунок 1.93 – Профілі похилих свердловин:

1 – вертикальна ділянка; 2 – ділянка збільшення зенітного кута;

3 – ділянка стабілізації зенітного кута або його зменшення;

4 – вертикальна ділянка в продуктивній товщі; 5 – горизонтальна або горизонтально-розгалужена ділянка в продуктивному пласті

При профілі типу в) можна перетнути вертикальною ділянкою 4 декілька продуктивних горизонтів.

Профіль типу г) складається з вертикальної ділянки 1 і ділянки набору кута нахилу стовбура 2. Для нього характерна велика довжина другої дільниці. Профіль рекомендовано за необхідності витримати заданий кут входу в пласт і розкривати його на найбільшу потужність.

Профіль д) характеризується збільшенням зенітного кута на ділянці 2, аж до переходу в горизонтальну ділянку 5, збільшуючи площу контакту з продуктивним пластом.

Профіль е) характеризується збільшенням зенітного кута на ділянці 2 і переходом у горизонтально-розгалужені ділянки 5, забезпечуючи ще більшу площу контакту з продуктивним пластом і підвищення нафтогазовіддачі. У всіх профілях обов’язково є ділянка 2, на якій здійснюється набір зенітного кута свердловини.

Буріння похилої свердловини за заданим профілем можливо у тому випадку, коли, з початку буріння від вертикальної ділянки 1, відхилювач точно орієнтується в проектному азимуті. Орієнтувати відхилювач можна в процесі спуску бурильної колони, після згвинчування кожної свічі, шляхом контролю положення його з використанням спеціальних приладів.

Багаторічний досвід буріння похилих свердловин привів до створення багатьох видів похилого буріння. Проте тепер найбільше застосування має послідовне буріння декількох похилих свердловин з обмеженого за розмірами майданчика. Суть цього виду буріння похилих свердловин зводиться до таких операцій.

Вежу і один комплект бурового обладнання монтують так, щоб насосний блок був на відстані 20...50 м від устя свердловини.

Після закінчення буріння першої похилої свердловини пересувають тільки вежу з обладнанням на відстань 8 м. Потім приєднують викидні лінії від насосів до нового стояка, сполучають нове устя свердловини з системою жолобів і бурять другу похилу свердловину. Після закінчення буріння другої похилої свердловини пересувають вежу з обладнанням ще на 8 м, а насосний блок залишають на колишньому місці.

Обв’язавши викидні лінії від насосів із стояком, і з’єднавши систему жолобів з новим устям свердловини, бурять третю похилу свердловину і так далі. Так групуються устя свердловин на майданчику обмежених розмірів.

Буріння похилих свердловин здійснюється за профілями, які забезпечують розташування вибоїв свердловин, передбачене сіткою розробки покладу. Кількість згрупованих усть свердловин вибирається залежно від прийнятої на покладі відстані між вибоями свердловин і їх глибин (довжин) і в окремих випадках досягає 8...12.

Такий спосіб будівництва свердловин дозволяє розробляти з великим економічним ефектом родовища зі складним рельєфом місцевості (гори, яри), розташованими під заболоченими ділянками, дном озер, морів, під великими промисловими об’єктами тощо.

Групують устя похилих свердловин на спеціально споруджуваних у прибережній смузі моря естакадах наприклад, (при розробці родовищ, розташованих під дном Каспійського моря). Групування усть похилих свердловин досить ефективно і в тих випадках, коли необхідно забезпечити мінімальну шкоду лісовим масивам і коли потрібно проявляти особливу турботу про найменші втрати родючих орних земель.

Відомий і такий спосіб буріння похилих свердловин, при якому досягається горизонтальне розташування свердловин на кінцевих їх інтервалах. Буріння цих свердловин доцільне у тому випадку, коли заплановано введення в експлуатацію пласта з малим дебітом. У результаті забезпечується розтин продуктивного пласта не перпендикулярно, а уздовж його нашарування, що створює умови для отримання більшого притоку нафти з пласта в свердловину.

З цією ж метою застосовують так зване буріння горизонтально-розгалужених свердловин, за якого від основного стовбура по черзі починають бурити декілька свердловин так, щоб кожна з них розкривала пласт уздовж нашарування.