В статье представлены технологические решения для повышения эффективности бурения и разработки трудноизвлекаемых запасов. Рассматривается применение двухколонной конструкции и гидравлических расширителей при спуске потайной колонны, а также технология Blood Vessels (BV), основанная на бурении разветвлённой сети боковых стволов в продуктивном пласте. Описаны преимущества метода, приведены результаты промышленного внедрения и стендовых испытаний оборудования, подтверждающие работоспособность и эффективность технологий.
Ключевые слова: гидравлический расширитель, боковые стволы, Blood Vessels, дренирование, интенсификация добычи.
Одним из эффективных способов решения проблем, связанных с несо Одним из действенных решений проблем, связанных с несовместимостью условий бурения в БГС, является двухколонная схема: техническая колонна опускается до кровли продуктивного пласта и закрепляется по всей длине, а фильтровой или цементируемый хвостовик размещается в интервале продуктивного пласта, включая горизонтальный участок.
При зарезке боковых стволов от колонны Ø146 мм возникает необходимость использования породорезов малого диаметра (до 126 мм) и обсадки участка между окном и продуктивным пластом потайной колонной. Обычно применяют безмуфтовую колонну Ø114 мм, что уменьшает кольцевой зазор, исключает установку центраторов и увеличивает риск перетоков и потери герметичности.
Для предотвращения этих проблем часто выполняют расширение ствола под потайную колонну с применением СПО, нередко в несколько этапов. Это может привести к дестабилизации стенок, поглощениям и разрушению фильтрационной корки. Альтернативный вариант — двухколонковые долота, однако они имеют низкую управляемость и могут вызвать отклонения траектории, требующие пересмотра КНБК и технологии бурения.
Наиболее технологичным решением является применение гидравлических расширителей. Для облегчения спуска колонны Ø114 мм возможно использовать бицентричные долота либо проводить расширение отдельной операцией с помощью гидравлических инструментов.
Лучшие результаты получены при использовании расширителя Rhino Model XS Reamer на скважине № 4143Л. Он обеспечивает концентрическое расширение до 25 %, улучшает контроль эквивалентной плотности и совместим с различными системами управляемого бурения. Практическая эффективность подтверждена снижением рисков и стабильностью работ (рисунок 1).
Рис. 1. Конструкция гидравлического расширителя Rhino XS
Режущие блоки Rhino XS (типы ISB и ICB) подбираются с учётом горно-геологических условий бурения. Конфигурация варьируется в зависимости от наличия солей, сланцев или песчаника в траектории скважины. При необходимости резцы можно заменить в условиях ремонтной мастерской.
Технология Blood Vessels (BV) представляет собой метод бурения сети разветвлённых боковых стволов внутри продуктивного пласта, имитирующей сосудистую систему. Цель — значительное увеличение зоны дренирования и эффективное воздействие на залежь для повышения извлечения углеводородов.
Бурение осуществляется струйным способом с применением колтюбинговых установок, геонавигации и высокоточной системы управления. Использование кабельного канала позволяет передавать команды и данные в реальном времени, включая управление траекторией при работе с многофазными жидкостями.
BV-стволы применимы не только для добычи, но и для закачки реагентов, теплоносителей, а также в качестве разгрузочных каналов при ГРП — направляя рост трещин в нужную часть пласта.
Эта технология отличается высокой точностью, масштабируемостью и адаптивностью, что делает её перспективным инструментом интенсификации добычи. По эффективности она сопоставима с горизонтальным бурением, зарезкой боковых стволов и гидроразрывом. BV внедряется как комплексное решение, способное увеличить коэффициент извлечения нефти на 30–40 %, повысить дебит в 2–3 раза и снизить удельные затраты на тонну добытой нефти.
На этапе подготовки выполняется фрезерование эксплуатационной колонны. Сначала спускается клин-отклонитель для ориентированного фрезерования, затем колонна прорезается ротором с гидроприводом (рисунок 2). После разворота компоновки на 90° выполняется фрезеровка четырёх окон размером 70×350 мм, проводится промывка и подъем инструмента.
Рис. 2. Подготовительные работы и фрезерование эксплуатационной колонны
Бурение боковых стволов осуществляется с применением гибкой трубы Ø38,1 мм, на конце которой устанавливается гидромониторная насадка с автономным модулем измерения зенитного угла. Разрушение породы происходит под действием струи высокого давления, а продвижение трубы формирует канал в продуктивном пласте. Стволы бурятся последовательно, с поворотами компоновки, что позволяет точно задавать направление каждого из них (рисунок 3).
Технология Blood Vessels (BV) увеличивает площадь дренирования: при бурении четырёх стволов по 100 м — на 100 м². Стволы направляются в наиболее проницаемые участки пласта, охватывая интервалы как по простиранию, так и по вертикали. Эффективность очистки подтверждается выносом шлама, а управление забойным давлением снижает фильтрацию раствора в пласт.
Рис. 3. Процесс бурения стволов по технологии Blood Vessels
Технология также позволяет снизить скин-фактор за счёт кислотной обработки и немедленного освоения вскрытого интервала. Даже при низком пластовом давлении BV обеспечивает интенсификацию за счёт работы на депрессии, направленного вскрытия высокоёмкостных зон и экологической щадящей разработки.
Эффект применения: рост дебита нефти в 2,5–3 раза, газа — в 3–5 раз, увеличение коэффициента извлечения на 20–40 %, снижение скин-фактора до −0,5.
Опыт внедрения на скважине № 10 Осланьюрского месторождения (Коми, 2020 г.) подтвердил эффективность BV в реальных условиях. Были сформированы окна на глубине 2165 м, применена система позиционирования отклонителя и испытан новый автономный инклинометр, обеспечивший точные замеры угла наклона при движении в стволе. Всё оборудование, включая элементы на НКТ и гибких трубах, отработало в штатном режиме, подтвердив надёжность и ресурс.
Также в августе 2020 года проведены стендовые испытания, направленные на отработку создания затравочных каналов с доработанными гидромониторными насадками. Испытания подтвердили готовность оборудования к реальным задачам.
Технология BV применяется в скважинах с отклонением до 40°, при необходимости — до 60°, в эксплуатационных колоннах Ø140–245 мм и при наличии открытых горизонтальных стволов от 120 мм. Эффективна при толщине продуктивного пласта от 3 м, с прохождением до 7 м прочной породы перед выходом в горизонт.
Целевые объекты могут находиться на глубине до 3500 м. Технология применяется при низком пластовом давлении, заколонных каналах, снижении продуктивности после РИР, потере перфорации, а также при разработке нетрадиционных резервуаров, включая баженовскую и доманиковскую свиты.
Литература:
- Басарыгин Ю. М., Будников В. Ф., Булатов А. И., Гераськин В. Г. Строительство наклонных и горизонтальных скважин. — М.: Издательство Недра, 2000. — 262 с.
- Булатов А. И. Бурение горизонтальных скважин [Текст] / А. И. Булатов: справочное пособие. — Краснодар: Издательство «Советская Кубань», 2008. — 419 с.
- Кудинов В. И. Основы нефтегазопромыслового дела. Москва–Ижевск, 2004 г. — 720 с.
