Содержание:
Бурением называется совокупность технологических процессов, которые выполняются при строительстве скважины – цилиндрической горной выработки, диаметр которой намного меньше ее глубины. С помощью специальной буровой техники горные породы разрушаются, образовавшийся шлам выносится на поверхность. Стенки полученной выработки укрепляют, чтобы не допустить их разрушения. Использующаяся технология подбирается под особенности конкретного месторождения. Это позволяет сократить сроки строительства скважины и обеспечивает ее высокую производительность в течение всего срока эксплуатации.
Технология ННБ
Расшифровка ННБ – это «наклонно-направленное бурение». Так называется бурение скважин с отклонением от вертикали по заранее рассчитанному направлению. Профиль ствола имеет вертикальный верхний участок, после которого он отклоняется от него на 2° и более, а при глубинном бурении – больше чем на 6°. Как и бурение горизонтальных скважин (ГНБ), такой метод относится к бестраншейным технологиям.
Преимущества
Главное преимущество ННБ, как и бестраншейной технологии в целом, – это отсутствие того ущерба, который наносится при открытой разработке скважины. Бурение наклонно-направленных скважин имеет и другие плюсы:
- возможность проложить скважину в труднодоступном месте и достичь удаленных месторождений;
- повышение эффективности добычи, снижение затрат на разведку и строительство новых объектов;
- прокладка наклонной скважины точно по разработанному маршруту с соблюдением высокой безопасности работ;
- возможность применения метода ННБ на участках с разными геологическими условиями в различных климатических условиях;
- оптимизация расходов на бурение и эксплуатацию благодаря использованию современного бурового оборудования.
Необходимо отметить, что для проведения наклонного бурения потребуется специальное оборудование и высокая квалификация персонала, что может несколько повысить общую стоимость работ.
Этапы работ
Метод наклонного бурения предусматривает использование мобильных буровых установок. При расчете пилотной траектории учитываются геологические особенности участка, его рельеф и тип грунта. Работа осуществляется поэтапно:
- пробуривается пилотная скважина, для чего используется вращающаяся буровая головка;
- в пробуренный ствол подается буровой раствор (бетонит или иной), который укрепляет и стабилизирует стенки, защищая их от осыпания;
- пилотная скважина расширяется (калибруется) вращающимся расширителем до заданного диаметра;
- в процессе прокладки и расширения ствола выбуренный грунт собирают в приемный котлован и утилизируют оптимальным способом.
Первичное бурение наклонных скважин мониторится встроенным зондом и локационными системами.
Применение
Метод наклонного бурения активно применяют при строительстве нефтяных и газовых скважин, а также при геологической разведке. Наибольшее распространение ННБ имеет:
- при разработке месторождений в болотистых регионах, в акваториях морей, на участках, расположенных в сильно пересеченной местности;
- при проведении работ в заповедных и охраняемых зонах, на территории сельскохозяйственных угодий, парков и скверов;
- при строительстве вспомогательных скважин, например для увеличения дренажных свойств или при многоствольном бурении;
- при работах, требующих пересечения железной дороги, автомагистрали или магистральных инженерных коммуникаций.
Технология ГНБ
ГНБ расшифровывается как «горизонтально направленное бурение». Так называется многоэтапная бестраншейная прокладка скважин, которая осуществляется с помощью мобильных буровых установок. Горизонтальная технология (ГНБ) во многом схожа с предыдущей, использующей метод наклонного бурения.
Особенности и применение
Длина трассы варьируется в диапазоне от десятка метров до нескольких километров. Диаметр горизонтального канала подбирается под размеры труб, которые будут протягиваться через скважину (63–1200 мм). Сфера применения практически та же, что и для ННБ. Горизонтальное бурение применяется также:
- в прокладке подземных коммуникаций. Это кабельные линии и трубопроводы различного назначения – для систем водоснабжения, отопления, канализации, транспортировки газа, нефти, продуктов нефтепереработки и т. п.;
- в строительстве скважин различного назначения, например геотермальных или артезианских;
- при ремонте и обслуживании подземных коммуникаций. Например, для очистки засоров в трубах канализации, замены старых трубопроводов и укладки новых и т. п.;
- для вскрытия труднодоступных нефтяных и газовых пластов, в том числе морских и океанических;
- при прокладке дополнительных скважин, идущих от основного ствола к горизонтальным пластам, либо для разведки новых нефтяных горизонтов.
- ГНБ позволяет обойти скальные породы, увеличить производительность нефтедобычи, повысить площадь дренажа.
Этапы работ
Перед началом бурильных работ, как и при наклонном бурении, обязательно проводится анализ геологических данных и проверка экономической целесообразности использования данной технологии.
Этап 1. Пилотное бурение. Скважина направляется в грунт под расчетным углом, с учетом геологических особенностей участка и мест залегания пластов. Прохождение осуществляется по трассе, траектория которой рассчитана заранее, на этапе проектирования.
При прокладке первичного канала:
- насадку подбирают под тип и плотность грунта;
- направление бура постоянно контролируется;
- постоянно передаются координаты бурильной головки;
- при необходимости осуществляется корректировка горизонтальной траектории.
Во время прохождения скважины через полые буровые штанги подается специальный раствор. Он выполняет несколько функций: охлаждает бурильное оборудование, укрепляет стенки канала, выносит измельченную породу на поверхность. Когда бур выходит на поверхность в заданной точке, пилотное бурение считается завершенным.
Этап 2. Расширение скважины. Работы проводят сразу же после завершения первого этапа. Бур заменяют расширителем обратного действия (риммером) с установленными режущими насадками. Тип и твердость последних подбираются под структуру и плотность грунта. При расширительном прохождении скважины штанги со стороны выхода постоянно наращиваются, чтобы в канале находилась целая конструкция, а не ее часть. Как и при пилотном бурении, внутрь подается буровой раствор, который выносит шлам и укрепляет стенки.
Этап 3. Затягивание трубопровода. Это завершающий этап ГНБ. Трубопровод размещается на металлических рамах с роликами. На его передний конец монтируется оголовок в виде сферы с вертлюгом. Последний необходим, чтобы не допустить вращения труб при протягивании их через канал. Трубопровод затягивается внутрь с помощью буровой установки. Оператор следит, чтобы тяговое усилие не превышало проектного, которое рассчитывалось с учетом прочностных характеристик используемых труб и способа их соединения.
Технология МЗБ
МЗБ (многозабойное бурение), как и ГНБ, является одним из видов наклонной технологии прокладки скважин. От однозабойной отличается тем, что на определенной глубине от главного забоя прокладываются несколько дополнительных. По направлению последних бурение многозабойных скважин делится на горизонтальное и наклонное. Применение такой технологии позволяет повысить эффективность разработки нефтяных и газовых месторождений, снизить финансовые и временные затраты. Например, многозабойное бурение позволяет с одной вышки достичь месторождений на нескольких не связанных друг с другом участках.
Преимущества
К другим достоинствам использования многозабойного бурения относятся:
- сокращение затрат на строительство вышек и организацию инфраструктуры;
- снижение объема буровых работ;
- нивелировка последствий аварий за счет частичного перебуривания основной скважины;
- расширение поверхности фильтрации и увеличение дебита;
- высокая вероятность обнаружения новых нефтеносных пластов.
Применение
Многозабойное бурение применяется в нефтедобывающей промышленности, практически в тех же сферах, что и наклонное и горизонтальное, и требует такого же тщательного проектирования и расчетов. Наиболее важный аспект в МЗБ – определение трассы основного и вспомогательных стволов. Для первого учитываются особенности участка, наличие твердых скальных пород, естественное искривление при прохождении. Для вспомогательных стволов выбирают оптимальное направление, обеспечивающее наиболее простое и быстрое прохождение. Многозабойное бурение чаще всего выбирают:
- при размещении пласта на наклонном участке или под иными неровностями рельефа;
- наличии на пути бура твердых скальных пород или иного сложно преодолимого препятствия;
- вскрытии тонкого продуктивного пласта, чтобы увеличить зону дренирования;
- размещении пласта под наземным препятствием – водоемом, жилым домом и т. п.;
- необходимости через морскую платформу вскрыть пласт под материковой частью.
МЗБ используется также, если необходимо добывать нефть высокой вязкости со значительной глубины, преодолеть область с высоким поглощением бурового раствора, разработать нефтяные пласты с низкими коллекторскими свойствами.
Заключение
Во всех трех способах используется бурение с отклонением от вертикали: горизонтальная (ГНБ) или наклонная (ННБ) трасса либо отхождение от основного ствола нескольких дополнительных (МЗБ). Первый способ чаще применяется для преодоления небольших естественных и искусственных преград, использует сравнительно недорогое оборудование. ННБ получило распространение в геологических изысканиях и добыче полезных ископаемых, прокладке под руслами рек. Многозабойный способ дает возможность использовать одну скважину (вышку) для разработки нескольких участков и существенно сокращает финансовые затраты.
