ВВЕДЕНИЕ
Компания «ЛУКОЙЛ» ведет деятельность по обустройству и эксплуатации месторождений углеводородного сырья, расположенных в акватории Каспийского моря, с 1994 г. Данный регион является одним из ключевых для Компании [1]. Компания открыла в акватории Каспия 11 месторождений с 2000 г. [2].
Месторождение, в котором определены промышленные запасы УВ в геологических объектах Титон II-III характеризуется неопределенностями геологического строения и свойств флюидов, что значительно влияет на наличие рисков и неопределенностей при принятии проектных решений. С учетом сложной геологической структуры месторождения в работе предложены различные технологические решения реализации конструкции скважин и подходов к разработке залежей J3tt2 (Титон-II) и J3tt3 (Титон-III) для реализации проектных решений.
РАЗРАБОТКА ПОДХОДОВ К КОНСТРУКЦИИ ЗАКАНЧИВАНИЯ СКВАЖИН МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Цель основной работы состояла в проработке и оптимизации вариантов разработки залежей J3tt2 (Титон-II) и J3tt3 (Титон-III) месторождения – проект «Полное развитие», нацеленных на повышение добычи жидких углеводородов и эффективности проекта с учетом возможности минимизации фонда скважин. В соответствии с этим принято решение о разбуривании обеих залежей единой сеткой горизонтальных скважин, вскрывающих оба горизонта. Согласно требованиям, скважины должны обеспечить раздельную эксплуатацию объектов с обеспечением контроля (учета) добычи.
По результатам пространственного моделирования скважин на геолого-гидродинамической модели выявлены риски опережающей миграции флюида из краевых областей пласта Титон-III с содержанием Н2S, что потребует изоляции нижнего объекта в случае прорыва сероводорода. Содержанием Н2S (Титон I – 0,002 % мол., Титон II – 0,055 % мол., Титон III – 0,0575 % мол.) и CO2 (Титон I – 1,137 % мол., Титон II – 2,92 % мол., Титон III – 2,83% мол.), забойные температуры (Титон I – 132,8°С, Титон II – 134 °С, Титон III – 134,5 °С) и давления (Титон I – 33,5 МПа, Титон II – 34,3 МПа, Титон III – 34,5 МПа).
Моделирование притока в одноствольных, двуствольных и многозабойных скважинах (МЗС) выполнено с применением специализированного программного комплекса. На рис. 1 и 2 представлены результаты моделирования на примере одноствольных скважин. Моделирование для двуствольных и многозабойных скважин осуществлялось по аналогии.
Реализация раздельной эксплуатации в двуствольных скважинах осуществляется по стандартной схеме, принятой для обеспечения добычи на шельфовых проектах, а именно – с узлом стыка по уровню TAML-5. Контроль осуществляется циркуляционными клапанами основного и бокового ствола, установленными в эксплуатационной колонне выше узла стыка. Для обеспечения контроля работы каждого эксплуатационного объекта в одноствольной скважине предложена схема, приведенная на рис. 3.
В предложенной конструкции добыча из объекта Титон-III осуществляется до циркуляционного клапана контроля по внутреннему пространству удлиненного добывающего лифта. Добыча из верхнего объекта идет по межтрубному пространству НКТ и фильтр-хвостовика.
Изначально при строительстве многозабойных скважин планировалось реализовать технологию, широко распространенную на месторождениях Западной Сибири [3, 4, 5]. Суть предлагаемых технологических подходов заключается в очередности забуривания ответвлений «сверху вниз». После начала бурения горизонтального участка производится забуривание первого ответвления с разворотом его профиля по азимуту и добуриванием до проектного забоя. Выполняется подъем и разборка компоновки, спуск и отстыковка фильтр-хвостовика в боковой ствол (БС), подъем допускной компоновки. Далее производится сборка и спуск КНБК в точку забуривания первого ответвления на последующее бурение, зарезка и дальнейшее бурение основного ствола в азимуте к точке Т2. После подтверждения замерами инклинометрии плановой траектории аналогично осуществляется бурение второго и последующих ответвлений, с добуриванием материнского ствола до точки Т2 и спуском фильтр-хвостовика в основной ствол (рис. 4).
Дополнением к этой схеме являлось применение набухающих заколонных пакеров на эксплуатационном хвостовике основного ствола Ø 168,3 мм, изолирующих интервалы вырезки боковых стволов и включение в состав хвостовика фильтров с механическими сдвижными портами (муфтами) для возможности адресного отключения интервала бокового ствола в случае обводнения или загазовывания.
В процессе проработки данного концептуального подхода к дизайну заканчивания многозабойных скважин [6] установлен ряд сложностей с обеспечением стабильности ранее пробуренных стволов и высокоэффективной разработки эксплуатируемых залежей. Требуется гарантированно обеспечить:
• отсутствие обрушений и зашламовывания ранее пробуренных боковых стволов в процессе дальнейшего углубления материнского ствола (схема «от пятки к носку»);
• качественное и устойчивое разобщение интервалов вырезки БС;
• конструкторские решения по созданию механически прочных узлов стыковки боковых стволов с материнским в условиях наличия значительных рисков обрушения стенок в необсаженной части БС в процессе эксплуатации;
• возможность последовательного освоения каждого бокового ствола (отвода) для уверенной очистки БС от остатков бурового раствора;
• раздельную эксплуатацию пластов J3tt-II и J3tt-III;
• дополнительную возможность отключения боковых стволов при эксплуатации.
Для решения поставленных задач определена новая концепция строительства МЗС по типу «снизу верх», предполагающая первоначальное бурение материнского ствола до проектного забоя, спуск глухого хвостовика с цементированием. Далее производится последовательная зарезка боковых стволов в цементированном хвостовике от носка скважины к пятке. Для снижения рисков осложнений при фрезеровании окон под бурение БС диаметр хвостовика увеличен до Ø 177,8 мм. В данном подходе реализуются узлы стыка по категории сложности TAML-4. Проектная траектория МЗС по типу «снизу верх» представлена на рис. 5.
Выбор уровня TAML-4 для формирования узлов сочленения боковых стволов скважины с материнским решает задачи:
a) обеспечение механической прочности в месте примыкания БС к материнскому стволу;
b) сохранение полнопроходного сечения внутри хвостовика для снижения рисков при спуске и упрощения конструкции внутренней компоновки, обеспечивающей раздельную эксплуатацию объектов.
Согласно принятой концепции, проработаны технологические решения и последовательность выполнения скважинных операций, обеспечивающие последовательное бурение и крепление боковых стволов с сохранением прохода в каждый БС при необходимости. Произведена оценка сроков строительства скважины.
После оценки временных затрат на строительство многозабойной скважины принято решение об отказе от освоения каждого БС с применением колтюбинга, что позволит сократить сроки строительства скважины. В соответствии с этим предложены 3 варианта освоения в зависимости от выбранной конструкции заканчивания:
I – освоение в целом по объектам (рис. 6);
II – освоение отдельного БС в Титоне-III с использованием механических циркуляционных муфт и возможностью адресного отключения БС, и освоение объекта Титон-II в целом (рис. 7);
III – освоение каждого БС по отдельности с использованием управляемых циркуляционных клапанов с возможностью адресного отключения любого бокового ствола (рис. 8).
ВЫВОДы
В работе рассмотрены концептуальные подходы к формированию узлов сочленения боковых стволов с материнским, разработке принципиальных схем оборудования заканчивания в присутствии рисков, связанных с геомеханическими и геолого-гидродинамическими свойствами коллекторов, а также требованиями к условиям эксплуатации залежей. Результаты использованы при проработке проекта освоения нефтяных и газо- газоконденсатных объектов месторождения Северного Каспия [6].
