К началу 90-х годов основными задачами в области бурения для ученых буровиков стали:
- повышение качества цементирования и разобщения пластов;
- создание экологически безопасных реагентов и материалов, используемых на всех этапах строительства скважин;
- разработка технологий первичного и вторичного вскрытия скважин, обеспечивающих повышение их продуктивности;
- методическое обеспечение технологических процессов.
В области научных разработок институтом на рубеже третьего тысячелетия разработаны и внедрены:
- совместно с ОАО «Буровая техника» технология ступенчатого и манжетного цементирования;
- буровые растворы с низким содержанием твердой фазы на основе акриловых полимеров;
- буровые растворы на основе биополимеров и ПАВ;
- жидкости для вскрытия пластов перфорацией и глушения скважин, обладающие низкой физико-химической и коррозионной активностью типа КПС-1 и КПС-1М;
- программный комплекс для проектирования разбуривания месторождений со сложными технологическими схемами разработки.
Вступление ОАО «Сургутнефтегаз» в новую фазу развития, связанную с переходом к широкомасштабному освоению сложнопостроенных залежей с трудноизвлекаемыми запасами, выходом на новые территории, развитием новых технологий в области строительства скважин: горизонтального бурения, бурения на депрессии, бурения боковых стволов, потребовало от института существенной перестройки, развития новых направлений деятельности, значительного повышения уровня исследований и разработок.
Институт пользуется постоянной поддержкой Управления по бурению ОАО «Сургутнефтегаз», которое координирует работу подразделений, определяет основные направления деятельности, способствует развитию материально-технической базы отделов и лабораторий.
Вовлечение в разработку сложных глубокозалегающих залежей, в том числе свиты с АВПД, не представлялось возможным из-за очень сложных условий: аномально высокого пластового давления, отсутствия методик точного определения кровли и подошвы пласта, поглощений раствора при бурении и нефтепроявлений с аварийными выбросами. В ноябре 2007 г. в отделе бурения была организована научно-исследовательская лаборатория строительства скважин в сложных горногеологических условиях, которая стала заниматься решением проблем, связанных со строительством скважин в условиях аномально высоких поровых и пластовых давлений, тектонических дислокаций, неустойчивых пород.
Доля залежей сложного строения с трудноизлекаемыми запасами нефти в ОАО «Сургутнефтегаз» выше, чем в целом по России, и составляет более 70%. В связи с возникающими при этом проблемами, с начала 2008 г. создана лаборатория вскрытия залежей сложного строения, направление деятельности которой – разработка техники и технологии вскрытия и освоения залежей с низкопроницаемыми и сложными коллекторами, предупреждение повреждения и сохранение фильтрационно-емкостных свойств прискважинной зоны пласта, получение максимально возможных дебитов скважин.
Проблемы качества крепления скважин остаются до конца не решенными во всем мире. Заколонные перетоки не удается полностью изолировать, технологии и материалы для цементирования скважин требуют усовершенствования и достижения их адекватности сложности горногеологических условий. Все ведущие сервисные компании по креплению скважин приглашались ОАО «Сургутнефтегаз» для решения этих задач, но задержаться не удалось никому. На лицензионных участках Тимано-Печерского нефтегазоностного бассейна Ненецкого АО, куда начинает выдвигаться ОАО «Сургутнефтегаз», глубины скважин составляют порядка 4600 – 5000 м. Решается вопрос строительства глубоких скважин на вулканогенные породы триасовых отложений Рогожниковского месторождения, глубиной порядка 5000 м и с пластовыми температурами более 1400С. Проблемы крепления скважин в таких условиях требуют новых теоретических и технических решений. В связи с этим, в 2010 г. решением технического совещания Управления по бурению ОАО «Сургутнефтегаз» создана лаборатория крепления скважин, основной задачей которой является создание теоретических основ, методов и способов повышения надежности крепления скважин как сложной системы.
На сегодняшний день в отделе бурения Тюменского отделения «СургутНИПИнефть» работают четыре научно-исследовательские лаборатории, в которых трудятся 27 сотрудников.
За период с 2005 г. НИО бурения разработал:
- десятки разделов строительства скважин в проектных документах по разработке месторождений;
- технологии вскрытия и освоения скважин, обеспечивающие повышение их продуктивности;
- классификацию пород коллекторов месторождений ОАО «Сургутнефтегаз» для автоматизированного создания технологий вскрытия продуктивных пластов;
- метод дифференцированной оценки ухудшения коллекторских свойств продуктивных пластов;
- ряд методик и рекомендаций для буровых подразделений при бурении скважин в Республике САХА (Якутия);
- тампонажные растворы, обеспечивающие качественное крепление скважин при цементировании сложных разрезов в Республике САХА (Якутия);
- буровые растворы, снижающие повреждение коллекторских свойств пласта в условиях аномально низких пластовых давлений;
- буровые растворы, снижающие каверно-образование в интервале солевых отложений;
- разработаны конструкции скважин для бурения на репрессии и депрессии пластов с АВПД;
- рекомендации по снижению осложнений и аварий при строительстве скважин;
- рекомендации по снижению вибраций бурильного инструмента;
- руководящие документы по ликвидации катастрофических поглощений;
- тампонажные растворы, обеспечивающие качественное крепление скважин при их цементировании;
- методики и рекомендации по оперативному прогнозированию залегания кровли и подошвы пластов с АВПД в режиме онлайн.
Особое внимание в деятельности отдела уделяется разработке программного обеспечения для автоматизации разработанных методик. Проводятся работы в области опытно-конструкторских разработок.
В Сургуте в области строительства скважин функционируют две научно-исследовательские лаборатории: лаборатория буровых, тампонажных растворов и специальных жидкостей, лаборатория техники и технологии бурения скважин.
Научно-исследовательская лаборатория буровых, тампонажных растворов и специальных жидкостей создана в 1986 г. в структуре научно-исследовательского института «СургутНИПИнефть» с целью научного обеспечения объединения «Сургутнефтегаз» в области строительства и заканчивания скважин.
Основными направлениями деятельности лаборатории являются:
- инженерно-методическое сопровождение работ по внедрению научных разработок в области строительства скважин на буровых предприятиях «Сургутнефтегаз»;
- совершенствование технологических жидкостей и технологий для предупреждения осложнений при бурении, заканчивании и освоении скважин;
- входной контроль качества, подбор химических реагентов, разработка новых рецептур буровых, тампонажных растворов, жидкостей глушения, перфорационных сред;
- на базе лаборатории проводятся лабораторные занятия по подготовке, повышению квалификации лаборантов и инженеров по буровым растворам.
Имеющийся комплекс оборудования для анализа буровых и тампонажных растворов позволяет проводить научно-исследовательские работы на высоком техническом уровне, решать проблемы в области бурения и заканчивания скважин, связанные с осложненными геолого-техническими условиями строительства скважин.
Разработки лаборатории широко применяются на месторождениях ОАО «Сургутнефтегаз»:
- солевой биополимерный буровой раствор (СБР, СБРК);
- пресный высокоингибирующий минерализованный, экологически безопасный буровой раствор (ПВБР);
- цементный тампонажный высокотемпературный армированный раствор (ЦТВА-1-160);
- облегченный тампонажный цемент для условий низких положительных пластовых температур месторождений ОАО «Сургутнефтегаз» в Восточной Сибири (ЦТОА-1-50).
За год в среднем разрабатывается до 70 проектов, которые охватывают строительство наклонно-направленных и горизонтальных эксплуатационных скважин, поисковооценочных и разведочных скважин, водозаборных скважин, скважин временно-технического водоснабжения и артезианских скважин, реконструкцию скважин, их ликвидацию и консервацию. В перспективных планах отдела – проектирование многоствольных скважин и боковых пластов.
Вся проектная документация на строительство скважин разрабатывается в соответствии с требованиями Постановления № 87 Правительства Российской Федерации и направляется в соответствии со статьей 49 Градостроительного кодекса на государственную экспертизу.
Благодаря работе всего коллектива и большому опыту проектирования скважин «СургутНИПИнефть» стабильно получает положительные заключения от Екатеринбургского, Ханты-Мансийского, Омского филиалов ФАУ «Главгосэкспертиза России».
Современные технологии строительства скважин немыслимы без использования различных программных продуктов, позволяющих повысить качество скважины как объекта для дальнейшей эксплуатации. Компьютерные программы применяются для проектирования конструкции скважины, расчета нагрузок, действующих на обсадные колонны, определения гидравлических параметров и времени закачивания тампонажных растворов.
Использование программных продуктов позволяет получать многовариантные решения, исходя из различных заданных критериев исходных данных.
В юбилейный для ОАО «Сургутнефтегаз» год можно с уверенностью сказать, что институт «СургутНИПИнефть» практически полностью обеспечивает буровиков Общества необходимой научно-методической и проектной базой.
