Анализ результатов бурения многозабойных скважин с облегченной конструкцией



В работе проведен анализ результатов бурения многозабойных скважин с облегченной (трехколонной) конструкцией на месторождениях нефтяной компании, предложены рекомендации и составлены перспективы для дальнейшей разработки темы.

Ключевые слова: трехколонная конструкция скважины, многозабойные скважины.

Строительство горизонтальных скважин

Начало бурения горизонтальных скважин положено в СССР в 1930-х годах. Достаточно много горизонтальных многозабойных скважин (110–120 шт.) пробурено в 50-е годы, из них около половины в Башкортостане.

В мире же первая зарегистрированная горизонтальная нефтяная скважина пробурена в 1929г. недалеко от Тексона штат Техас. Вторая пробурена в 1944 г. на месторождении тяжелой нефти Франклин, штат Пенсильвания, на глубине 152,4 м.

На месторождениях компании первые скважины с горизонтальным окончанием пробурены в 1992 г. с протяженностью горизонта не более 250 м. Эти скважины, по сути, и являлись первыми скважинами с облегченной (трехколонной) конструкцией, так как состояли из направления (324 мм), кондуктора (245 мм) и эксплуатационной колонны (146 мм), спускаемой в горизонтальную часть скважины.

В период 2002–2016 гг. строительство скважин с горизонтальным окончанием осуществлялось по традиционной конструкции: направление (324 мм), кондуктор (245 мм), эксплуатационная колонна (168–178 мм) спускалась в кровлю продуктивного пласта, а в интервале горизонтального участка устанавливался хвостовик (102–114 мм).

В 2009 г. на Д. и К. месторождениях построены первые горизонтальные двухзабойные скважины по традиционной конструкции, а в 2014 г. на П месторождении пробурена скважина с пятью горизонтальными окончаниями.

С целью поиска решений по снижению стоимости строительства скважин в 2014 году филиалом «КогалымНИПИнефть» выполнен анализ опыта строительства горизонтальных скважин трехколонной конструкции, пробуренных с начала 90-х гг., обоснована технология и разработана Программа опытно-промышленных работ.

В 2015 г. на Т-Р месторождении была построена первая трехколонная горизонтальная скважина № 4Г, увеличение коммерческой скорости по сравнению со скважиной традиционной (четырехколонной) конструкции составило 26 %.

Массовое внедрение трехколонных горизонтальных скважин на месторождениях компании начато в конце 2017 г.

Первая трехколонная МЗС была пробурена на Н месторождении — скважина № 6Г (рисунок 1).

Рис. 1. Профиль ствола скважины № 6Г

При выполнении работ осложнения отсутствовали. V _комм =7754 м/ст.мес. Общее НПВ по скважине составило 1 час, и не связано с особенностями условий строительства трехколонных ГС. Строительство скважины выполнено с использованием ранее выработанных технико-технологических решений, подтвердившим высокую эффективность. Благодаря этому на этой скважине впервые на месторождениях компании реализовано сложное многозабойное заканчивание в условиях трехколонной ГС. В результате полученных результатов подтверждена возможность безаварийного строительства трехколонных РГС. Технико-технологические решения, используемые при планировании и строительстве данной скважины, рекомендуется использовать и для последующих скважин в аналогичных условиях.

Проведен анализ сравнения коммерческой скорости в обычной четырехколонноой конструкции многозабойных скважин и МЗС с трехколонной конструкцией, результаты представлены на рисунке 2.

Рис. 2. Сравнение коммерческой скорости бурения

Коммерческая скорость в 2020г в трехколонных МЗС составила Vком = 7024 м/ст.мес, в скважинах четырехколонной конструкции Vком = 4502 м/ст.мес. В 2021г в скважинах трехколонной конструкции коммерческая скорость была Vком = 7599 м/ст.мес, в четырехколонной конструкции Vком = 4781 м/ст.мес.

Продолжительность строительства трехколонных МЗС значительно ниже, относительно четырехколонных МЗС, результаты анализа представлены на рисунке 3.

Рис. 3. Анализ продолжительности строительства

В работе проведен пофакторный анализ непроизводительного времени, результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1

Анализ НПВ

Период	2020				2021
Факторы	МЗС		Трехколонная МЗС		МЗС		Трехколонная МЗС
	Итого НПВ, ч	НПВ на 1 скв., ч	Итого НПВ, ч	НПВ на 1 скв., ч	Итого НПВ, ч	НПВ на 1 скв., ч	Итого НПВ, ч	НПВ на 1 скв., ч
Аварии, ч	83,42	2,08	147	5,27	259,33	7	237,76	6,8
Ожидания, ч	147	3,67	110,16	3,9	652,83	18	93,59	2,67
Ремонт, ч	920,55	23,01	645,15	80,6	947,78	25,6	717,39	20,5
Метеоусловия, ч	75,03	1,87	-	-	308,08	8,32	177	5,05
Незапланированные СПО, ч	498,18	12,45	352	12,6	806,83	21,8	389,33	11,1
Превышение норм времени, ч	513,92	12,8	14,91	0,53	569	15,45	273,26	7,8
Всего:	2242,1		1269,22		3543,85		1888,33

В 2020 году время НПВ в скважинах трехколонной конструкции на 43 % меньше, чем в скважинах с четырехколонной конструкцией, в 2021 году разница составила 46 %.

В работе также проведен анализ рейсов, из 21 проанализированных скважин, у 12 скважин эксплуатационная колонна была пробурена более чем одним рейсом. В таких скважинах коммерческая скорость бурения значительно ниже и составляет Vком = 5302 м/ст.мет, в скважинах, которые пробурены одним рейсам коммерческая скорость составляет Vком = 7345 м/ст.мес. В рисунке 4 представлены причины проведения дополнительных рейсов.

Рис. 4. Анализ проведенных рейсов

Исходя из проведенного анализа можно сделать вывод, что более 40 % подъемов компоновки проводятся из-за отказов работы телесистемы, поэтому своевременное обслуживание телеметрии и РУС сократят количество рейсов, что существенно увеличит коммерческую скорость бурения.

На исследуемых участках проведен анализ времен зарезки ответвлений, данный анализ показан в таблице 2. Исходя из исследования можно сделать вывод, что показатели времени срезки и наработки желоба лучше у долот с диаметром основных резцов 16 мм.

Таблица 2

Анализ времени зарезки ответвлений

Сква-жина	Месторождение	Долото	Тип РУС	Время срезки, ч	Мех. скорость, м/ч
9Г	П	220,7 РЕ 513 SD2	6–3/4" Steering Unit.AutoTrak	21,25 / 10,00	37,10
8Г	Н	220,7 PE513SD2–202		10,25 / 11,25	67,50
3Г	Л-Ё	220,7 SKFE516S-A3C		13,15 / 11,08	42,12
6Г	Н	220,7 PE513SD2–202		15,88 / 18,17	35,58
5Г	Н	220,7 SKFX516S-A3C		10,17 / 11,66	34,93
36Г	Л-Ё	220,7 SKFX516S-A3C		7,92 / 8,25	35,70
37Г	Л-Ё	220,7 SKFE516S-A3C		4,42 / 9,00	50,74
4Г	Н	220.7 SKFE516S -A3C		4,92 / 4,00	18,95
1Г	Н	220.7 SKFX516S-A3C		8,17 / 7,67	28,30
64Г	Н	220,7 SKFE516S -A3С		8,42 / 3,92	45,28
Примечание — Через дробь указана продолжительность работ по срезке на первое/второе ответвления

Анализ режимов бурения показал отсутствие зависимости между механической скоростью и режимами бурения, т. к. с похожими режимами разная мех.скорость, данные представлены в таблице 3.

Таблица 3

Анализ режимов бурения

Скважи-на	Месторождение	Механическая скорость, м/ч	Обороты долота	Давление на стояке	Q насоса, л/сек	Момент, кНм
9Г	П	37,1	60	145–195	40	17
8Г	Н	67,50	80–100	165–190	38	24–30
3Г	Л-Ё	42,12	100–120	135–145	38	25–32
6Г	Н	35,58	80–100	75–170	38–40	4–21
5Г	Н	35,70	100	170–175	40	15–23
36Г	Л-Ё	34,93	100	200–220	38	20–23
37Г	Л-Ё	50,74	100–110	150–165	40	24–28
4Г	Н	18,95	135	230	38	28
1Г	Н	28,30	110	175–185	38	32–35

Выводы:

– Проанализированы трехзабойные скважины (21 шт.), пробуренные на пласт АВ;

– На всех скважинах применена технология манжетного цементирования, в интервале ГУ расположены фильтры;

– Более 40 % подъемов компоновки происходят из-за отказов работы телесистемы;

– Режим бурения не влияет на время срезки и наработки желоба.

Рекомендации:

– Применение в КНБК долот с зубьями диаметром 16 мм;

– Бурение горизонтальных участков за 1СПО;

– Выполнение планово-предупредительного ремонта оборудования.

Задачи на перспективу:

– Изучение фактических режимов бурения по данным ГТИ;

– Анализ проектирования интервала («полки») срезки с ГУ на цель бокового ответвления;

– Расчет индекса сложности профиля (DDI).