Бурение горизонтальных участков на скважинах Красноленинского месторождения в Западной Сибири

Drilling of horizontal sections at wells of Krasnoleninskoe field in Western Siberia

A.Sharipov, D. Khramov, «BURINTEKH», LTD

Специалистами отдела породоразрушающего инструмента Центра разработки бурового инструмента ООО НПП «БУРИНТЕХ» разработаны и успешно испытаны на стенде несколько типов гибридных долот PDC, предназначенных для решения проблем, связанных с бурением секции под хвостовик в Шеркалинской свите с возможным входом в палеозойские отложения в одно долбление.

Specialists of rock-destructive instrument division of drilling instrument’s development Center of «BURINTEKH» LTD developed and successfully tested at stand some types of PDC hybrid bits designed to solve problems linked with sections’ drilling for liner-shank in Sherkalin suite and in one slotting with possible entry into Paleozoic deposits.

На территории России 90% объема бурения осуществляется долотами PDC, поэтому необходимы уточненные данные по геологии, учитывающие все факторы, способные повлиять на стойкость вооружения. Постоянно увеличивающаяся потребность в углеводородном сырье создает необходимость быстрого освоения новых месторождений, строительства скважин с протяженным горизонтальным окончанием, применения новых технологий по освоению месторождений. В результате наращивания объемов бурения для добычи углеводородного сырья геологические службы нефтедобывающих компаний не всегда предоставляют буровым подрядчикам детальное описание горных пород. Дополнительная и немаловажная информация о залегающих горных породах появляется уже в процессе строительства эксплуатационных скважин на основании анализа отобранного шлама. Как правило, применяемые технологии и инструмент, подобранные в результате анализа первичной информации, являются неэффективными и нерациональными, что способствует увеличению затрат как буровых компаний, так и подрядчиков.

Бурение скважин на все виды полезных ископаемых, включая нефть и газ, как специфический вид капитального строительства сложных технических объектов, сооружаемых в уникальных горно-геологических и географо-климатических условиях, характеризуется достаточно большими материальными затратами по всему циклу их сооружения. Объемы буровых работ, как в мире, так и в России, постоянно растут и требуют новых технико-технологических и инструментальных решений для снижения затрат на их проведение. На сегодняшний день проблема бурения при строительстве эксплуатационных скважин на территории России по средним и твердым горным породам, в частности по палеозою, остается актуальной. При работе с палеозойскими отложениями общие подходы перестают работать. По оценке некоторых специалистов, проблема палеозоя актуальна практически для всех недропользователей. Современное состояние научно-технического развития в отечественной буровой отрасли делает весьма актуальной разработку новых научных подходов для объективной оценки эффективности разрушения горных пород инструментами режуще-скалывающего действия (PDC-долота).

Табл. Описание горных пород в шеркалинской свите (J1b1) Красноленинского месторождения

Рис. 1. Проходка PDC-долотами при бурении хвостовика на скважине №8419-Г

В декабре 2013 г. в Шеркалинской свите на скважине №8419-Г Красноленинского месторождения НПП «БУРИНТЕХ» оказывало сервисное сопровождение строительства горизонтального участка долотами собственного производства. После изучения предоставленной заказчиком геологической части «Технического проекта на строительство скважины №8419-Г», а именно Шеркалинской свиты (табл.), которая представлена мягко-средними и средними типами горных пород, была подобрана соответствующая гамма долот, способная решить поставленные задачи. Но, как показала практическая отработка долот (рис. 1), все долота были подвержены катастрофическому износу (фото 1).

Фото 1. Состояние долот после подъема

После изучения результатов отработки и информации с описанием шлама, отобранного в процессе бурения хвостовика, был проведен анализ отработки долот. На отработанных долотах наблюдались кернование, кольцевой и абразивный износ по всему профилю долот. Подобный износ типичен при бурении абразивных и твердых горных пород. Было установлено, что Шеркалинская свита представлена песчаниками с включением пирита (фото 2).

Фото 2. Пирит (твердость по Шкале Мооса 6 – 6,5; плотность 4,9 – 5,2 г/см³)

Пирит, обладая высокой твердостью и абразивностью, а также наличием родственной химической связи между железом и углеродом, в результате которой алмазный слой PDC-резца растворяется в железе, является одним из самых трудноразбуриваемых минералов долотами PDC.

Не учитывать подобные геологические особенности – значит увеличивать сроки строительства скважин и, соответственно, нести неоправданные убытки.

Для дальнейшего углубления, в том числе и по палеозойскому фундаменту, были предложены новые долота БИТ 155,6 ВТ 713 УСМ.382 (рис. 2), которые предназначены для бурения средних и твердых горных пород 4 – 7 категориями по твердости.

Рис. 2. Долото БИТ 155,6 ВТ 713 УСМ.382

В результате применения данной модели на Красноленинском месторождении был получен прирост проходки на долото с сохранением средней механической скорости бурения 11 м/ч, что способствовало снижению количества спуско-подъемных операций (рис. 3).

Рис. 3. Результаты отработки 7-лопастных долот

Первым долотом с заводским номером 3604 был успешно добурен хвостовик на скважине №8419-Г. Состояние долота после пробуренных 157 м было отличное, данное долото спустили на бурение нового хвостовика на скважине №16114-Г и прошли еще 218 м. Таким образом, суммарная проходка на долото составила 375 м. В дальнейшем были отработаны еще 3 долота данной конструкции, одно из них прошло менее 100 м по причине геологической неоднородности залегания горных пород. На основании полученных результатов отработки были выведены средние проходки по типам PDC-долот (рис. 4).

Рис. 4. Средняя проходка на долото

Следующим этапом решения проблем, связанных с бурением хвостовика в шеркалинской свите с возможным входом в палеозойские отложения в одно долбление, стала разработка двух типов гибридных долот (PDC-долото, импрегнированное) специалистами отдела породоразрушающего инструмента Центра разработки бурового инструмента ООО НПП «БУРИНТЕХ».

В целях определения эффективности успешно проведены стендовые испытания гибридных долот (фото. 3).

Фото 3. Стендовые испытания гибридного долота

Стендовые испытания проводились на станке ЗИФ-1200 по горной породе гранит с различными режимами. Каждое из долот прошло по 4 м со средней скоростью бурения 5 м/ч. Состояние долот оценивается как отличное.

На основании стендовых испытаний для проведения опытно-промысловых работ в условиях бурения хвостовика на Красноленинском месторождении было предложено гибридное долото БИТ 155,6 ВТ 813 УОНМ.981.

На сегодняшний день запланированы опытно-промысловые испытания при бурении секции под хвостовик на Красноленинском месторождении в одно долбление. Бурение в одно долбление приведет к снижению количества спуско-подъемных операций и увеличению коммерческой скорости, тем самым позволит уменьшить затраты на строительство скважины.

Востребованная заказчиком продукция подтверждает, что современное высококачественное оборудование, высокоточные обрабатывающие центры, строгое соблюдение технологического цикла, авторские разработки и контроль со стороны Центра разработки бурового инструмента, высокая квалификация персонала и нацеленность на результат – залог успеха ООО НПП «БУРИНТЕХ» в выпуске самого сложного бурового инструмента для нефтегазовой промышленности Российской Федерации.