Необходимость решения проблемы снижения темпов добычи нефти обусловливает необходимость активизации мероприятий по повышению эффективности разработки месторождений путем внедрения инновационных технологий. Одной из наиболее перспективных мер становится применение горизонтальных и многоствольных скважин [1]. Эта методика, разработанная ещё в советский период, показала свою высокую рентабельность благодаря увеличению количества боковых стволов внутри единой скважины. Несмотря на первоначальные повышенные расходы, продуктивность многоствольной системы оказалась значительно выше традиционной схемы, достигнув двадцатикратного прироста производительности.

Универсальная классификация многоствольных конструкций, предложенная ведущими мировыми компаниями в 1998 году под названием TAML (Technology Advancement for Multi-Laterals), выделяет шесть категорий таких скважин, каждая из которых отличается своей функциональностью и конструктивной сложностью. Первые две категории представляют собой одноуровневые конфигурации с единичными или множественными ответвлениями, размещёнными в одном горизонте. Последующие классы охватывают сложные конструкции с несколькими стволами, обеспечивающими доступ к различным уровням нефтеносных зон или участков сетчатой структуры (рисунок 1). Применение многоствольного бурения представляется экономически оправданным решением для увеличения объёмов добываемого сырья и оптимизации расходов на освоение новых площадей [2].

Реализация подобной методики включает комплексный анализ геологической обстановки, выбор оптимального профиля скважины и определение места заложения дополнительного ствола.

Рис. 1. Классификация TAML

Выбор метода бурения зависит от конкретных условий месторождения и технической ситуации. Среди возможных вариантов выделяются установка клин-отклонителя в предварительно вырезанном участке обсадной трубы, использование забойных двигателей-отклонителей или бурение через специально созданное узкое окно с последующей фиксацией клиновой направляющей. Подходящий метод определяется исходя из целевого назначения скважины, текущего состояния основного ствола, наличия необходимого оборудования и прогнозируемых показателей результата.

Накопленный опыт позволил сделать многоствольное бурение распространенным инструментом в отрасли. Разработаны оптимизированные режимы бурения, усовершенствованы конструкции нижнего сегмента бурильных колонн и состав буровых растворов. Средний срок строительства таких скважин составляет около 50 суток. Использование этих методов способствует значительному улучшению показателей эксплуатации месторождений и поддержанию стабильно высоких уровней добычи [3].

Технология Fishbones зарекомендовала себя эффективным методом в условиях карбонатных коллекторов, позволяя формировать короткие каналы без повреждения прилегающих зон загрязнения. Для её реализации необходим специальный хвостовик, оборудованный тонким набором титановосплавных трубок диаметром менее 0,7 см, расположенных вдоль всего открытого ствола и закручиваемых внутрь насосно-компрессорной трубы (НКТ) для экономии пространства (рисунок 2).

При подаче циркулирующего солевого раствора с содержанием соли порядка 14 % и задании определенных перепадов давления трубки раскрываются наружу через специальные отверстия в НКТ. Если же используется высококонцентрированный раствор кислоты, создаются условия для гидроразрыва пород посредством гидромониторных устройств диаметром 0,13 см, что обеспечивает проникновение трубок в глубину пласта на длину до 12 м, способствуя эффективному вскрытию запасов углеводородов.

Рис. 2. Секция Fishbones

Успешные стендовые испытания технологии «Fishbones» в карбонатных породах при различных значениях проницаемости, пористости и прочности на сжатие подтвердили ее эффективность и обеспечили внедрение в практику. Однако метод имеет ряд ограничений, которые необходимо учитывать при его применении.

Одним из ключевых требований является соблюдение минимального радиального зазора между стенкой скважины и инструментом не менее 7 мм. Это необходимо для беспрепятственного выхода титановых трубок из корпуса перфоратора и их последующего внедрения в породу. Однако в карбонатных скважинах этот параметр не всегда удается выдержать из-за недостаточного качества калибровки открытых стволов.

Несоблюдение требуемого радиального зазора увеличивает вероятность того, что трубки не смогут проникнуть в породу. В таких случаях они обвивают корпус и насосно-компрессорные трубы, что приводит к их нежелательному опусканию вглубь скважины.

Оценочная стоимость работ с применением технологии «Fishbones» составляет около 5 миллионов рублей за 1 метр при условии единовременной интенсификации.

Литература:

1. Калинин А. Г. Профили направленных скважин и компоновки низа бурильных колонн. — М.: Недра, 1995. — 305 с.
2. Калинин А. Г. Бурение наклонных и горизонтальных скважин. — М.: Недра, 1997. — 648 с.
3. СТП 09100.17015.034–2012. Технология бурения боковых стволов. — Гомель, 2012. — 41 с.
4. СТП 09100.17015.026–2011. Технология и техника управления искривлением при бурении скважин и боковых стволов. — Гомель, 2011. — 60 с.