Правильно подобранные растворы для горизонтальных скважин (ГС) – это один из важных компонентов эффективного бурения. Они позволяют значительно снизить риски геолого-технологических аварий и уменьшить количество осложнений при разработке нефтяного месторождения. Качественно подобранные буровые растворы для бурения горизонтальных скважин улучшают их экономические показатели, повышают производительность и рентабельность. Нефтесервисная компания «АКРОС» разработала ряд современных решений, которые на практике доказали свою эффективность при строительстве нефтяных скважин и обеспечивают максимальную продуктивность нефтедобычи.
Особенности горизонтального бурения
Горизонтально направленное бурение (ГНБ) представляет собой один из вариантов заканчивания скважин с их проводкой по продуктивному пласту. В ходе разработки ГС следует решить большое количество задач технико-технологического и организационно-экономического характера. Особое место среди них занимают следующие:
- подбор оптимальных вариантов для профиля ствола скважины и геометрии горизонтального участка;
- анализ требований к оборудованию и инструментам, которые обеспечат эффективное управление траекторией ствола;
- подбор контрольно-измерительных приборов, обеспечивающих оперативную и надежную информацию о ходе бурения;
- выбор режима эксплуатации горизонтальной скважины и определение наиболее эффективных методов интенсификации нефтедобычи.
Что дает горизонтальное бурение
Технология позволяет значительно сократить затраты на поиск, разбуривание и эксплуатацию скважины, которые приходятся на 1 м³ нефти и газа. Поэтому она часто выбирается для разработки малорентабельных и истощенных месторождений, где ГС будет единственным экономически оправданным решением. Она особенно эффективна в нефтяных пластах сравнительно малой мощности, так как обеспечивает существенно бóльшую площадь притока. Если в вертикальной скважине последняя определяется тем, насколько мощным является весь пласт, то в горизонтальной – границами залежи.
Когда рекомендуется выбирать ГНБ
Выбор технологии горизонтального бурения считается целесообразным при наличии:
- трещиноватости и/или низкой проницаемости коллектора;
- высокой вязкости пластового флюида;
- вытеснения нефти водой.
Технология будет целесообразной на многих песчаных и песчанистых грунтах из-за высокого пескопроявления в процессе эксплуатации, при обводнении скважин подошвенной водой, а также при невозможности разработки вертикальной скважины из-за сложных геологических условий местности.
Преимущества горизонтального бурения
Технология ГНБ дает возможность работать с нефтяными пластами, которые расположены на некотором расстоянии от основной разработки. Она доказала свою эффективность для различных геологических и климатических условий. Очевидные преимущества такой технологии:
отсутствие траншей. Это дает возможность разрабатывать скважины недалеко от поселков, городов, автотрасс, шоссе, транспортных развязок, высоковольных линий электропередачи;
- меньшие сроки работы. При ГНБ применяется комплекс современного оборудования, ускоряющего разработку. Если уровень грунтовых вод слишком высок, не требуется проводить работы по его снижению;
- экономичность. Применение высокотехнологичных устройств в ходе прокладки ГС позволяет значительно снизить трудоемкость работ, сократить сроки их выполнения. Это ведет к сокращению общих затрат;
- экологическая безопасность. Разработка скважин по технологии ГНБ меньше загрязняет окружающую среду, предполагает намного меньшую площадь отчуждаемых земель, чем при вертикальном бурении.
Требования к растворам для ГС
Большинство эксплуатационных характеристик растворов ГНБ те же, что и у жидкостей, использующихся для вертикальной разработки скважин. Однако к определенным свойствам предъявляются более жесткие требования. Они обусловлены некоторыми особенностями горизонтальных скважин по сравнению с вертикальными. Это:
- большее время, которое уходит на вскрытие нефтяного пласта;
- увеличенная площадь поступления фильтрата и твердой фазы;
- большее значение состава бурового раствора для корректной разработки.
Эксплуатация многих скважин показывает, что одной из главных трудностей бурения по горизонтальной технологии является промывка забоя и вывод бурового шлама на поверхность. Это связано с тем, что силы, поддерживающие выбуренную частицу во взвешенном состоянии при ГНБ, существенно больше, чем при разработке вертикальных скважин. Данный фактор обязательно учитывается при расчете оптимального расхода бурового раствора и минимальной скорости движения в скважине, а также при определении его состава. Последний должен быть таким, чтобы обеспечить максимальную транспортную эффективность, выполнять функции смазывания и ингибитора.
Особенности подбора состава
Проблемы и аварии при технологии ГНБ не всегда связаны с неопытностью мастеров-бурильщиков или использованием оборудования с выработанным ресурсом. Они могут возникать из-за того, что буровой раствор был подобран без учета специфики ГС.
Дополнительные риски при ГНБ
Состав бурового раствора для горизонтальной скважины должен быть таким, чтобы минимизировать следующие проблемы:
- обвал стенок. При технологии ГНБ риск нарушения целостности стенки достаточно высок;
- поглощение буровой жидкости. Оно происходит под воздействием повышенного давления внутри пласта.
Все это учитывается при разработке раствора для ГС, а состав подбирается так, чтобы его характеристики нейтрализовали или минимизировали перечисленные факторы.
Как подбирается состав
Большинство трудностей, возникающих во время эксплуатации ГС и боковых стволов, прямо или косвенно вызваны неподходящим качеством бурового раствора и неправильно подобранной скоростью его течения. Поэтому состав разрабатывается и проверяется очень тщательно, так как буровой раствор должен:
- защитить стенки от осыпания, упрочнить их поверхность, сделав ее максимально устойчивой к внешним воздействиям;
- уменьшить трение при проведении буровых работ (для бура и обсадных колонн);
- обеспечить заданную скорость разработки скважины;
- предотвращать прихваты, минимизировать риск их возникновения;
- постоянно обеспечивать эффективный вынос шлама на поверхность;
- сохранять необходимую проницаемость призабойной (коллекторной) зоны;
- обеспечивать возможность каротажа в течение разработки и эксплуатации ГС.
Растворы для ГС от нефтесервисной компании «АКРОС»
Для работы по технологии ГНБ существенное значение имеет первичное вскрытие продуктивного пласта. Его профессиональное осуществление с применением оптимальных растворов для бурения позволяет добиться максимальной продуктивности месторождения. Нефтесервисная компания «АКРОС» разработала линейку продукции, предназначенную для определенных условий эксплуатации, особенностей конкретных скважин, с учетом российских климатических условий. В перечень растворов для горизонтальных скважин входит следующая продукция:
- MAX-FLOW. Фирменная разработка компании, разработанная специально для вскрытия пластов. Состав раствора не содержит соединений и компонентов, загрязняющих окружающую среду. Основное вещество – полисахариды, безвредные для природы и человека. Они быстро разлагаются, что может происходить как в результате естественных процессов, так и при обработке коллекторной зоны. Состав может варьироваться и подбирается под особенности пласта и условия эксплуатации скважины;
- MAX-FLOW SL. Буровой раствор был разработан компанией «АКРОС» для продуктивных пластов с аномально низким давлением (АНПД), которое ниже нормального (гидростатического). Основой состава является эмульсия «масло в воде». Модификация SL отличается от предыдущего состава тем, что ее эксплуатационные показатели намного выше;
- MAX-FLOW SF. Основное назначение – первичное вскрытие продуктивных пластов. От стандартного MAX-FLOW модификация SF отличается наличием ПАВ. Они позволяют направленно изменить фазовую проницаемость коллекторной зоны и придать ей свойства, необходимые для оптимальной разработки скважины;
- H-FLOW. Это буферный раствор, который применяется для первичного вскрытия пластов с аномально высоким пластовым давлением (АПВД), выше стандартного гидростатического. Основой H-FLOW является модифицированный крахмал. При добавлении к нему в небольших объемах концентрированных щелочей или кислот водородный показатель (рН) меняется лишь незначительно. Система включает в себя полимерные соединения, позволяющие создавать растворы плотностью 1,3–1,9 г/см³, не содержащие солей бария. Применение H-FLOW позволяет снизить или повысить скорость бурения. Такой состав будет хорошей заменой тяжелых смесей на основе соединений бария;
- Раствор создан на основе углеводородов. Его главные отличия – низкая фильтрация и малый коэффициент трения. UNIDRIL является хорошим ингибитором: существенно замедляет сужение скважины и другие процессы деформации в околоствольной зоне. Раствор показал свою эффективность в работе с глинистыми и склонными к осыпанию породами, при эксплуатации скважин сложной формы. К его основным плюсам относится также сохранение стабильных характеристик в различных условиях и нетребовательность к виду загрязнений. При использовании UNIDRIL для повторного применения дополнительная очистка не нужна.
Сотрудничество с нефтесервисной компанией «АКРОС»
Компания входит в число ведущих российских предприятий, осуществляющих разработку и сопровождение буровых растворов для всех видов скважин, в том числе расположенных в сложной местности. «АКРОС» предлагает оптимальные решения для технологии ГНБ, в том числе при глубоководном бурении. Московский Центр горизонтального бурения разрабатывает специальные системы, обеспечивающие высокую продуктивность скважин, независимо от климатического региона и геологических особенностей местности. Собственный лабораторный комплекс позволяет проводить исследования для каждой конкретной горизонтальной скважины и подбирать для нее оптимальный состав бурового раствора. Все работы выполняются в сжатые сроки.