При разработке нефтегазовых месторождений предъявляются высокие требования к строительству скважин и вскрытию продуктивных горизонтов.
Традиционное бурение на репрессии с превышением забойного давления промывочной жидкости над пластовым давлением приводит к кольматации призабойной зоны пласта. Поэтому для качественной подготовки скважин к эксплуатации применяют современные технологии бурения.
Одна из таких прогрессивных технологий - бурение на депрессии. Разбуривание пластов при депрессии создает предпосылки для сохранения естественных коллекторских свойств вскрываемых пород. Эффективной реализацией данной технологии является колтюбинговое бурение.
О колтюбинге и использовании его для ремонта скважин читаем статью: «Колтюбинг».
Сегодня колтюбинг широко применяется при бурении новых скважин и новых стволов из старых скважин. Высокая техническая и экономическая результативность достигается при проходке наклонных и горизонтальных боковых стволов из существующих скважин. Особенно продуктивным колтюбинг оказался на месторождениях, находящихся в поздней стадии разработки, при реанимировании старого фонда скважин зарезкой боковых стволов.
Каковы возможности колтюбингового бурения?
Если извлечение подвески насосно-компрессорных труб (НКТ) из скважины нежелательно, то колтюбинговое бурение может производиться через нее. При таком способе диаметр НКТ должен быть не менее 89 мм (3,5 дюйма). Бурение через НКТ больших диаметров (4,5 и 5 дюймов) оказывается выгоднее из-за лучших условий работы гибкой трубы и скорости очистки ствола.
Глубина бурения непрерывной трубой определяется параметрами колтюбинговой установки. Известен опыт бурения двух скважин глубиной 4700 и 4800 м.
С учетом ограничений, обусловленных компоновкой низа бурильной трубы, возможна проходка скважин с коротким радиусом набора кривизны (90° на 30 метров).
При бурении через колонну НКТ противовыбросовое оборудование (ПВО) монтируют на буферном фланце фонтанной арматуры.
Если буровые работы производят через обсадную колонну, фонтанную арматуру демонтируют и ПВО устанавливают на крестовину скважины.
Конструкция фонтанной арматуры подробно описана в статье: «Подготовка скважины к эксплуатации».
Превенторы, используемые вместе с колтюбинговой установкой, принципиально не отличаются от обычных. В зависимости от скважинных условий ПВО может быть одно, двух, трех или четырехплашечным.
Подробнее о превенторах можно почитать в статье: «Превентор».
Для герметизации вращающейся составной бурильной колонны при использовании закрытой циркуляционной системы служит роторный устьевой герметизатор (РУГ).
А для уплотнения гибкой трубы применяется герметизатор.
Герметизатор или лубрикатор обеспечивает изоляцию затрубного пространства скважины и устанавливается сверху блока превенторов.
Такая компоновка ПВО исключает излишнюю нагрузку на лубрикатор.
Уплотняющими элементами лубрикатора являются стрипперы или обтираторы из двух видов полиуретана, сохраняющие работоспособность при температуре до - 40 °С.
В состав спускаемого в скважину бурильного инструмента монтируется обратный клапан, предотвращающий вынос скважинных флюидов при поломках и разгерметизации гибкой трубы. Обратный клапан устанавливается в верхней части колонны.
Для вставки клапанов и других необходимых элементов компоновки непрерывная гибкая труба может разделятся на секции. Для сочленения секций используют муфтовые резьбовые соединения. При вырезке дефектного участка отрезки трубы соединяют сваркой.
Над блоком ПВО с помощью подъемного устройства колтюбинговой установки подвешивают инжектор. Инжектор служит для проталкивания гибкой трубы в скважину. Конструкция его описана в статье: «Колтюбинг».
Рассмотрим технологию колтюбинга на примере одного из реализованных проектов по бурению боковых горизонтальных стволов малого диаметра. Бурение бокового горизонтального ствола выполнялось в уже имеющейся вертикальной скважине.
После прорезки бокового окна в эксплуатационной колонне фрезером-райбером бурение производилось забойным двигателем. Направление ствола выдерживалось с помощью управляемого отклонителя.
Гибкая безмуфтовая труба колтюбинговой установки диаметром 73 мм имеет встроенный семижильный каротажный кабель для передачи показаний с забойной телеметрической системы. Телеметрия контролирует зенитный и азимутальный углы отклонителя, давление в трубе и в затрубье, нагрузку на долото. Выполняется гамма–каротаж.
Бурение осуществляется с применением закрытой, герметизированной системы циркуляции (ГСЦ). Используется несколько типов промывочных жидкостей, в том числе раствор на нефтяной основе, газированный азотом.
Забойное давление регулируется изменением избыточного давления на устье и плотностью раствора, которая меняется концентрацией в нем азота.
Бурением управляют два специалиста: оператор колтюбинговой установки и оператор режима бурения.
Оператор колтюбинговой установки в кабине управления получает на монитор информацию о положении долота относительно продуктивного горизонта и управляя отклонителем, корректирует траекторию ствола скважины.
Оператор по режиму бурения контролирует параметры циркулирующего бурового раствора и обеспечивает заданный уровень депрессии. Он размещается в отдельной кабине, где принимает на компьютер данные со всех датчиков ГСЦ и координирует режим проходки.
Устройство закрытой циркуляционной системы описано в статье: «ГСЦ».
Таким образом, контроль работ осуществляется дистанционно и отпадает необходимость в присутствии буровиков на устье скважины, за исключением времени сборки забойной компоновки.
ГСЦ обеспечивает безопасное обращение с рабочими и пластовыми жидкостями. Это особенно важно при разбуривании месторождений, содержащих сероводород
Колтюбинговые установки используют также для бурения новых вертикальных скважин. Для увеличения нагрузки на долото и обеспечения устойчивости инструмента нижнюю секцию гибкой трубы утяжеляют.