Особенности КНБК при бурении скважин с горизонтальным окончанием на Ашальчинском месторождении сверхвязких нефтей

В последние годы отмечается резкое ухудшение ресурсной базы РФ, что связано с поздней стадией разработки нефтегазовых месторождений, в структуре остаточных запасов которых трудноизвлекаемые составляют около 80%. Одним из резервов стабильной добычи нефти является разработка месторождений природных битумов, ресурсы которых в России исчисляются миллиардами тонн.

Известен удачный опыт парогравитационного дренирования битумных залежей с применением горизонтальных скважин в Канаде, который также реализуется с 2006 года на Ашальчинском месторождении природных битумов республики Татарстан. Данная технология показала высокую эффективность, так, при среднем дебите обычной скважины по нефти 4 т/сут, из горизонтальных скважин получают до 20 тонн нефти в сутки [4].

Однако бурение пары горизонтальных скважин затруднено рядом причин, связанных с проблемой доведения нагрузки до долота, высокой интенсивностью изменения зенитного угла при ограниченной вертикальной составляющей, сложностью прохождения зон полного поглощения бурового раствора.

Известно, что для доведения нагрузки на долото используются различные наддолотные устройства: виброусилители, вибродемпферы, вибраторы и т.д. [1].

Из зарубежных конструкций хотелось бы остановиться на осцилляторе фирмы Andergauge Ltd, применявшемся при бурении пары горизонтальных скважин на Ашальчинском месторождении природных битумов Республики Татарстан. Для доведения нагрузки до долота была применена следующая компоновка низа бурильной колонны: долото 215,9 мм СЗ-ГАУ, забойный двигатель ВЗД-172, ЛБТ, телесистема Геолинк, ЛБТ, осциллятор AGT-066 Andergauge. При включении в компоновку низа бурильной колонны осциллятора марки AGT-066 удалось увеличить протяженность горизонтального участка ствола скважины в 2 раза, а также довести нагрузку на долото, снизить силы трения и сопротивления перемещению бурильной колонны в горизонтально-восходящем стволе, однако осциллятор данной фирмы отличался высокой стоимостью.

На кафедре «Бурение нефтяных и газовых скважин» разработана новая компоновка низа бурильной колонны (КНБК) [2] (рис. 1), состоящая из долота PDC (Polycrystalline Diamond Compact), скважинного осциллятора [3], винтового забойного двигателя, телесисте- мы и бурильных труб. Включенное в компоновку долото PDC образует ровную цилиндрическую горную выработку, а осциллятор способен создавать низкочастотные колебания промывочной жидкости, достигающие забоя скважины. Применение скважинного осциллятора позволяет эффективно использовать КНБК совместно с долотами PDC в достаточно сложных условиях, увеличивая механическую скорость направленного бурения и динамическую нагрузку на долото, сокращая количество поломок забойного инструмента, исключая подвисание инструмента, улучшая управляемость КНБК.

Рис. 1. Предлагаемая компоновка низа бурильной колонны при бурении горизонтальных участков

Таким образом, предлагаемая компоновка низа бурильной колонны создаёт дополнительную динамическую нагрузку на долото, путём осцилляции низкочастотных продольных колебаний, снижающих коэффициент трения бурильной колонны о стенки скважины и доводит нагрузку до долота, что, несомненно, актуально при бурении скважин с горизонтальным окончанием.