А. А. Молчанов Санкт-Петербург


ГОРИЗОНТАЛЬНОЕ БУРЕНИЕ НЕФТЕГАЗОВЫХ СКВАЖИН И ЕГО ГЕОФИЗИЧЕСКОЕ СОПРОВОЖДЕНИЕ (обзор зарубежных источников)



страница25/33
Дата26.10.2016
Размер3.24 Mb.
ТипОтчет
1   ...   21   22   23   24   25   26   27   28   ...   33

6. ГОРИЗОНТАЛЬНОЕ БУРЕНИЕ НЕФТЕГАЗОВЫХ СКВАЖИН И ЕГО ГЕОФИЗИЧЕСКОЕ СОПРОВОЖДЕНИЕ (обзор зарубежных источников)


Все ведущие зарубежные компании, проводящие бурение и ГИС в ГС, были широко представлены своей информационной продукцией на последней выставке НЕФТЬ И ГАЗ - 96: SCHLUMBER­GER» (с дочерними фирмами ANADRILL, DWELL), HALLIBUR­TON, SPERRY-SUN (в связке с DRESSER), Baker-Hughes INTEQ и некоторые менее известные компании.

Принципиально новым источником информации, у которого бесспорно огромное будущее (особенно в России), становится Интернет.

Ведущие нефтяные, буровые и геофизические компании имеют свои рекламные страницы Home Page, доступные посредством различных программ чтения. Копии этих рекламных материалов на компакт-дисках уже распространяются для тех, кому недоступны высокоскоростные каналы.

Некоторые из рекламных материалов, полученные на компакт-диске CD-Halliburton, проанализированы и включены в обзор (раздел по гибким трубам ГТ).

В обзоре использована информация других ведущих фирм (Schlumberger, Sperry-sun, Dresser ets), полученная через Интернет. Она часто эквивалентна по скорости появления рекламе в журналах.

6.1. Экономические аспекты проводки горизонтальных скважин


По данным Американского Нефтяного Института, который подвел итоги 1995 года в нефтегазовой промышленности только недавно (OGJ, 1996, nov 25, p30), затраты на бурение и обустройство скважин всех типов составили 10,5 млрд. долл США (рост на 8,9%). Пробурено 20 528 скважин (рост на 2,5% против 1994 г.). Средняя стоимость скважины 513 415 долл или 286 долл/пог.м.

Из общего числа: 7 745 скважин нефтяные, 7 863 - газовые, 4 920 - сухие. (Успешность бурения - 76%).

Горизонтальное бурение возросло на 32%, было закончено 1175 ГС при суммарных затратах 1,4 млрд. долл. (средняя стоимость скважины, по нашим оценкам, 1,19 млн. долл.), однако это не значит, что средняя ГС больше, чем вдвое дороже обычной скважины. Основные объекты горизонтального бурения расположены в регионах, где стоимость вертикальной скважины может достигать 1 млн. долл. (Аляска, Северное море, шельф Техаса).

Обозреватель по бурению Oil&Gas Journal (OGJ, 1995 dec 18) оценивает общий объем каротажных услуг (на кабеле) в 2,2 млрд.долл./год, объем каротажа в процессе бурения 600-700 млн., из них объем литологических методов каротажа - 350 млн. Общее количество завершенных ГС в мире на 1995 год более 3000, из них более 1200 в Канаде.

Среди рекордов 1995 года отметим следующие (OGJ, 1995, sept 25): компания Maersk Oil Qatar на площади Al Shaheen-5 пробурила скважину, горизонтальный участок которой составляет 3987 м. Прежний рекорд на этой же площади был равен 3896 м. Оба ствола проходят под дном моря, глубина которого 1070 м.

Компания Anadrill сообщила, что ее рекорд бурения ГС с сильным отклонением забоя от устья составляет 8 км в плане (длина горизонтального участка около 3 км). Проект предусматривает эксплуатацию морского месторождения бурением куста скважин с берега.

Детальный технико-экономический анализ ГС выполнен по заказу Министерства Энергетики США в прошлом году (JGJ, 1995, jun 19). Главные факторы таковы:

В США на 01.01.94 г. пробурено 4620 ГС, 90% которых пройдены в карбонатах (например, в свите писчего мела Техаса, где эффективность ГС установлена давно).

Техническая успешность равна 95%, экономическая успешность - 50% (не указано, что под этим понимается). Прирост запасов составил 1,4 млрд.т (38% извлекаемых запасов). Важно, что в 30% проектов техническая эффективность не выявлена.

В Канаде на 01.01.94 г. пробурено 1786 ГС. Индекс продуктивности (отношение дебитов ГС и эквивалентной вертикальной) - 4,1, более 90% проектов операторы считают технически и экономически успешными и планируют расширение работ (что произошло реально в последующие годы).

Из сопоставления всех сведений легко увидеть некоторые разночтения в суммарном числе ГС, которые, возможно, связаны с разной оценкой многоствольных (елочных) конструкций. Можно усмотреть также, что, сравнивая начальные дебиты, авторы ничего не говорят о соотношении накопленной добычи, обводненности продукции, затрат на ремонт и т.д. Возможно, для этого пока недостаточно статистики. Известно пристрастие американцев к большим статистическим массивам, накопленным за много лет.

Обзоры показывают: в условиях сравнительно постоянных или слабо меняющихся цен на нефть, не подконтрольных нефтяным компаниям, единственный путь операторов (буровых компаний) для сохранения прибылей - снижение расходов путем технологического прогресса. Современные технологии проводки ГС дают такую возможность, поэтому их число растет опережающими темпами. Большинство ГС (около 80%, точные цифры неизвестны) бурятся хорошо отработанными технологиями роторного бурения с применением режима отклонения (изменение кривизны траектории и работа забойным винтовым двигателем). В рамках указанных цифр резко растут объемы бурения и других операций на гибких трубах (ГТ). Суммарные цифры пока невелики, но важна тенденция.


6.2. Основные объекты проводки горизонтальных скважин


Следуя классификации, принятой в обзоре Э.Е.Лукьянова (1994), основными объектами проводки ГС являются трудноизвлекаемые и труднодоступные запасы.

Под трудноизвлекаемыми понимают запасы, приуроченные в водо- и газонефтяным зонам, нефтяным оторочкам нефтегазовых залежей, нефтегазоконденсатным залежам, вязкие, высокопарафинистые, сероводородные нефти, залежи с аномальными пластовыми давлениями, низкопродуктивные слабопроницаемые объекты, выработанные залежи на финальных стадиях эксплуатации с сильно обводненной продукцией.

В США традиционным объектом горизонтального бурения является свита писчего мела Остин (Техас, Луизиана), массивный протяженный объект с сильно развитой вертикальной трещиноватостью и нефтегазопроявлениями по всей мощности и протяженности.

Под труднодоступными понимают месторождения континентального шельфа, объекты, расположенные под реками, озерами, под городскими или недоступными территориями, удаленные объекты Крайнего Севера, Северо-востока России, арктический шельф Аляски и т.д.

Помимо этих объектов, где традиционное бурение попросту неэффективно, ГС начинают применять на месторождениях, ранее разрабатывавшихся посредством вертикального бурения. Существенным образом изменяются традиционные системы разработки: появляются разветвленно-горизонтальные (куст скважин с одним устьем), в частности, многозабойные ГС (несколько горизонтальных стволов в пределах одного пласта), многоэтажные ГС (горизон­тальные стволы в нескольких эксплуатируемых интервалах с одним вертикальным устьем) и т.д. Точная классификация геометрических схем - дело будущего, поскольку они продолжают стремительно усложняться.

В частности, на днях Baker Hughes INTEQ (OGJ, jan 20, 97) сообщила о проходке и обустройстве трех горизонтальных стволов в трех продуктивных интервалах из действующей эксплуатационной скважины, называя это рекордом.

Как технологии проводки ГС, так и системы разработки залежей продолжают стремительно совершенствоваться, что делает особенно трудной даже задачу ближайшего прогноза.
Напряженное состояние массива и форма сечения скважины
Уже давно накапливались скважинные материалы, свидетельствующие о том, что напряженное состояние массива горных пород, проходимых бурением, отражается на форме сечения скважины.

По данным современного обзора, составленного S.Prensky Borehole Breakouts and In-situ Rock Stress- A Review (Log Analyst, 1992, may-june, pp304-312), включающего 100 работ, форма поперечного сечения скважины пристально изучается с 1964 г., когда после первых измерений 4-рычажным каверномером (вместо 3-рычажного) оказалось, что сечение скважины не является круговым. В первом приближении его можно считать эллиптическим, причем оси эллипса ориентированы по главным осям вектора напряженного состояния массива пород в точке бурения. Приведены простейшие схемы сжимающих напряжений в горизонтальной проекции. Если до бурения напряжение уже было разгружено системой трещин, то разрушение породы в процессе бурения и после него (при промывке, каротаже и т.д.) происходит вдоль трещин. Если напряженное состояние еще не достигло предела прочности породы, разгрузка при бурении происходит вдоль проекции главного вектора напряжений.

Эти наблюдения многократно проверены прямыми измерениями (многорычажная кавернометрия, наклонометрия). В последнее время для этих целей привлекают электрический и акустический телевизоры (сканеры) и иные средства сканирования стенок скважины. Косвенные данные могут быть получены из широкополосной акустики (соотношение интервальных времен продольной и поперечной волны) и из наблюдения ориентации трещин гидроразрыва.

Однако реальные напряженные состояния могут быть внеосевыми (сдвиговыми), изгибающими и т.д. Известны так называемые зоны аномально высоких и низких пластовых давлений, в которых происходит незакономерное (немонотонное) изменение давлений с глубиной. Их геофизический прогноз исключительно важен для предотвращения аварий при бурении.

Все перечисленные факторы влияют на форму сечения скважины, которая исключительно важна для внесения поправок в малоглубинные ГИС (изменение диаметра, влияние корки и раствора и т.д.).

Ситуация дополнительно усложняется при проходке горизонтальных стволов. При проходке зон аномальных давлений вертикальная компонента может оказаться меньше горизонтальной. При проходке сильно трещиноватых пород (свита писчего мела Техаса, в которой пробурено около 1000 ГС) возможно интенсивное выкрашивание. При проходке высокопористых слабо сцементированных коллекторов на больших скоростях возможен интенсивный вынос породы. Эти и другие факторы приводят к тому, что реальная форма сечения ГС известна очень приблизительно, что затрудняет построение системы поправок для количественной интерпретации ГИС. Трудность этой задачи может привести к созданию многозондовых приборов ГИС, подавляющих влияние ближней зоны в ГС. Эта тенденция уже наблюдается.

Кроме того, форма сечения горизонтального участка ствола и его стабильность определяется следующими важными для ГИС факторами. Как известно, плотность бурового раствора обычно выбирается таким образом, чтобы компенсировать поровое давление в породе. Для горизонтальных участков значительной длины (200-600 м) это условие выполнять особенно трудно, так как нужно принимать во внимание перепад давления вдоль горизонтального участка ствола. Подбирая плотность бурового раствора таким образом, чтобы его гидростатическое давление несколько превышало поровое давление пласта на забое, можно создать условия для гидроразрыва или растрескивания пласта в начале горизонтального участка.

Крайне нежелательны также и другие побочные эффекты воздействия на коллектор (например, аномальное проникновение фильтрата раствора и т.д.).

В любом случае стабильность горизонтального участка ствола требует намного более тщательного изучения, чем традиционные подходы к стабильности вертикального ствола: выбор состава раствора, его плотности и т.д.

Из имеющихся в новейшей литературе данных следует, что при бурении ГС все чаще отходят от традиционного правила о равновесии давления бурового раствора и пластового давления и бурение ГС проводят при депрессии на пласт (underbalanced), принимая специальные меры для предотвращения нежелательных последствий (выбросов).

Помимо указанных выше факторов (корректной интерпретации малоглубинных геофизических методов в открытом стволе - МБК, РК, АК), детальное изучение формы сечения ГС важно для геофизической корректировки крепления ствола (правильный расчет объема цемента, постановка центраторов колонны и т.д.), привязки перфораторов, оценки качества крепления, прогноза возможных ремонтных работ и т.д.



Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   21   22   23   24   25   26   27   28   ...   33


База данных защищена авторским правом ©grazit.ru 2019
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал