Технология проводки горизонтальных скважин

В последние годы в мире происходит посто­янное наращивание объемов бурения горизон­тальных скважин, что объясняется как эконо­мическими соображениями, так и снижением доступности объектов бурения для обычных скважин. В США в эксплуатации сегодня нахо­дится более 12 тыс. горизонтальных скважин, что составляет 8 % от общего количества дейст­вующих фондов. В России пробурено около 1100 горизонтальных скважин, их доля в общем фонде скважин намного меньше 1 %.

В начале 70-х годов на основании геологи­ческой информации было начато строительст­во первой наклонно-направленной скважины с большим отходом от вертикали для разведки запасов находящейся под акваторией Охотско­го моря части месторождения Одопту-море. Скважина была закончена бурением в 1973 го­ду при длине ствола 3406 м и горизонтальном отходе 2435,4 м. Такой отход от вертикали в те­чение более 10 лет был рекордом страны, одна­ко при тогдашних технологиях «дотянуться» до залежей углеводородов не удалось.

Разведка нефтегазовых запасов сахалинско­го шельфа с использованием плавучих буровых установок (ПБУ) началась после подписания в 1975 году соглашения между японской компа­нией «СОДЕКО» и Минвнешторгом СССР, а уже в 1977 году в 4—10 км от берега было от­крыто Одоптинское нефтегазоконденсатное ме­сторождение — Одопту-море. Первая поиско­вая скважина (2500 м) пробурена на западном крыле Северного купола Одопту-море, где глу­бина моря не превышает 18 м, и до 1982 года с плавучих буровых установок «Боргстен Дол- фин» и «Хакури-2», СПБУ «Хакури-4» и «Оха» на месторождении было пробурено 3 поиско­вых и 12 разведочных скважин. Однако сравни­тельно небольшие запасы нефти и растворенно­го газа на Северном куполе Одопту-море, кото­рые были утверждены ГКЗ СССР в апреле 1985 года, на тот момент делали его разработку тра­диционным способом с использованием ледо- стойкой стационарной морской платформы и подводных коммуникаций нерентабельной вви­ду больших капитальных затрат.

После анализа имеющихся мировых дости­жений и собственного производственного опы­та бурения, в ОАО «НК «Роснефть — Сахалин- морнефтегаз» было признано целесообразным использование для разработки Северного купо­ла месторождения Одопту-море, на который компания имеет лицензию, вариант бурения скважин с берега [1].

Рис. 5. Обзорная карта месторождения Одопту-море

Таким образом, ОАО первым в России начал приобретать опыт бурения скважин со сверхдаль­ними отклонениями забоев от вертикали. Со строительством в 1998 году наклонно-направлен­ной скважины № 202 на Северном куполе место­рождения Одопту-море (рис. 5) с отходом от вер­тикали на 4781 м начата промышленная добыча нефти на шельфе Сахалина. Сегодня из 12 сква­жин компания ежедневно добывает на шельфе более 1600 м³ безводной нефти. Причем себестои­мость разработки месторождений, удаленных от берега на 5—10 км, с помощью наклонно-направ­ленных скважин оказывается в 4—5 раз ниже, чем при добыче с ледостойких стационарных плат­форм. Оператор проекта «Сахалин-1», компания Exxon, уже решила использовать опыт «Сахалин- морнефтегаза» при разработке месторождений Чайво и Центрального купола Одопту.

Рис. 6. Северный купол месторождения Одопту-море

4.3. Решение проблем на стадии подготовки про­екта и в процессе его выполнения

Поскольку задачи подобной сложности при бурении горизонтальных скважин российскими нефтяными компаниями в тот период не реша­лись, вполне естественно, что российское буровое оборудование и технологии не удовлетворяли требованиям проекта.

Для строительства скважин на Северном куполе Одопту-море используется оборудова­ние — буровая установка, долота, бурильные и обсадные трубы зарубежных фирм (IRI, IDEKO, CANRIG, Grant, Sumitomo, Securiti). Установка, грузоподъёмностью 400 тонн, оснащена верх­ним приводом, имеет морское исполнение элект­рооборудования; обеспечивает возможность передвижения вышечного блока для кустового бурения. Установка имеет механизированную систему приготовления и очистки бурового раствора, адаптированную под использование бурового раствора на углеводородной основе (инвертной эмульсии), есть возможность сбора шлама для последующего вывоза и утилизации. По мере накопления опыта производится модер­низация и дооснащение оборудования. Так, был смонтирован третий буровой насос, произве­дена замена и пополнение оборудования для очистки раствора. Изменения в технологии про­водки скважины обусловили необходимость дальнейшей модернизации системы очистки.

Работы по исполнению траектории, а также по геофизическим исследованиям в процессе бурения горизонтального ствола, ввиду отсутствия прием­лемых российских аналогов, пришлось поручать специализированным зарубежным компаниям.

Спуск 244,5 мм технической колонны до от­метки не менее 4000 м в практически горизонталь­ный ствол является наиболее сложной операцией при строительстве скважин на месторождении Одопту-море (Северный купол). На первой сква­жине — № 202 колонна остановилась на отметке 3677 м, вместо проектной глубины — 4000 м.

Проведенные расчеты сил и моментов при спуске обсадных колонн в условно-горизон­тальный ствол показали, что заполненная буро­вым раствором колонна до отметки более 5000 м не дойдет. В качестве альтернативы в ра­бочий проект, после проведения расчетов на смятие, ввели дополнение: спуск 9" колонны — проводить без заполнения ее буровым раство­ром. Расчеты также показали, что условия спус­ка колонны значительно улучшатся, если ни­жнюю половину скважины заполнить раствором большей плотности, например, р=1250кг/м³, а верхнюю — меньшей, например, р = 1180 кг/м³. В этом случае нижняя часть колонны будет в большей степени облегчена, в то время как верхняя часть колонны в большей мере сохра­нит свой вес для создания движущей силы.

По вышеописанной технологии произведе­ны успешные спуски колонн 9 5 /8 " во все сква­жины, в т.ч. за 44 часа до отметки на 6446 м в скважину № 208.