УДК:
DOI:

Оптимизация конструкции скважин под многостадийный гидравлический разрыв пласта на месторождениях Красноленинского свода

Optimization of well design for multi-stage hydraulic fracturing in the Krasnoleninsky arch fields

M.A. Darbasov1,
A.V. Filippov2,
A.A. Petrov1,
S.V. Zlochevsky1

1Drilling Department No. 3
(UBR-3) Surgutneftegas PJSC
Surgut, Tyumen region, 628400, Russian Federation
2Bystrinskneft NGDU
Surgut, Tyumen region, 628400, Russian Federation

Добыча углеводородов ПАО «Сургутнефтегаз» на месторождениях Западной Сибири производится посредством строительства горизонтальных скважин под многостадийный гидравлический разрыв пласта (МСГРП). Для обеспечения безаварийного бурения секции под эксплуатационную колонну применяется бинарный утяжеленный буровой раствор, при использовании которого образуется повышенное количество минерализованных буровых сточных вод.

Hydrocarbon production by Surgutneftegas PJSC in the fields of Western Siberia is carried out through the construction of horizontal wells for multi-stage hydraulic fracturing (MSHF). To ensure trouble-free drilling of the section for the production casing, a binary weighted drilling fluid is used, the use of which generates an increased amount of mineralized drilling wastewater.

ВВЕДЕНИЕ
Добыча углеводородов компанией ПАО «Сургутнефтегаз» на месторождениях Западной Сибири производится посредством строительства горизонтальных скважин под многостадийный гидравлический разрыв пласта. При строительстве добывающих скважин на месторождениях Октябрьского свода месторождений ввиду сложных горно-геологических условий существует высокий риск следующих видов осложнений: неустойчивость стенок в интервале фроловской свиты, осыпи и обвалы в интервале абалакской и баженовской свит, низкая механическая скорость бурения скважин по проектному горизонту, что, в свою очередь, приводит к прихватам, затяжкам при бурении и проработке ствола, недохождению эксплуатационной колонны до проектной глубины.
Для обеспечения безаварийного бурения секции под эксплуатационную колонну применяется бинарный утяжеленный буровой раствор, при использовании которого образуется повышенное количество минерализованных буровых сточных вод. Стоит отметить, что утилизация данного отхода производства – достаточно затратный и трудоемкий процесс.
Существующая технология строительства добывающих скважин под МСГРП на месторождениях Красноленинского свода в ПАО «Сургутнефтегаз» (рис. 1) заключается в позиционном строительстве двух скважин по следующей методике:
– производится строительство двух интервалов под спуск кондуктора диаметром 245 мм с перекрытием ханты-мансийской свиты;
– производятся приготовление бинарного утяжеленного бурового раствора по рецептуре NQ6 и последующее строительство первого интервала под спуск эксплуатационной колонны со вскрытием продуктивного пласта со значением зенитного угла 75 °;
– производится утилизация бурового раствора по рецептуре № 6, применяемого при бурении первого интервала под спуск эксплуатационной колонны, т.к. промывочная жидкость не сохраняет необходимых реологических параметров;
– производятся приготовление бинарного утяжеленного бурового раствора по рецептуре № 6 и последующее строительство второго интервала под спуск эксплуатационной колонны;
– после утилизации бурового раствора, примененного при строительстве второго интервала под спуск эксплуатационной колонны, и последующего приготовления нового объема бинарного утяжеленного бурового раствора производится строительство двух интервалов под спуск хвостовика до проектной глубины.

Среднее время полного цикла строительства одной скважины составляет 601 ч. При строительстве двух горизонтальных скважин под МСГРП по данной технологии образуется 765 м3 минерализованных буровых сточных вод. Утилизация данных отходов производится путем их закачки в скважины для поддержания пластового давления. Следует отметить, что в связи с низким фондом нагнетательных скважин на месторождениях Красноленинского свода утилизация минерализованных буровых сточных вод является весьма ресурсозатратным мероприятием.
Цель работы заключается в снижении вероятности возникновения осложнений в процессе бурения, в подготовке ствола скважины к спуску обсадных колонн, спуске обсадных колонн при строительстве горизонтальных скважин под МСГРП, а также в снижении затрат на приготовление и утилизацию бинарного утяжеленного бурового раствора по рецептуре № 6, утилизацию минерализованного бурового шлама, на материалы для заключительных работ.
ПРЕДЛАГАЕМАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

В целях снижения затрат и вероятности возникновения осложнений предлагается следующая технология позиционного строительства двух горизонтальных скважин под МСГРП (рис. 2) (табл. 1).
Рассмотрим этапы предлагаемой технологии.
1. Бурение интервала под спуск кондуктора диаметром 245 мм первой скважины с перекрытием березовской свиты.
2. Бурение интервала под спуск эксплуатационной колонны первой скважины с применением пресного бурового раствора по рецептуре № 2 с установкой башмака эксплуатационной колонны во фроловской свите со значением зенитного угла 40–45 °.
3. Бурение интервалов под спуск кондуктора и эксплуатационной колонны второй скважины по технологии, указанной в п.1, 2.
4. Позиционное бурение интервалов под спуск хвостовика двух скважин с применением бинарного утяжеленного бурового раствора по рецептуре № 6 до проектной глубины.
Среднее время строительства одной скважины по предлагаемой технологии составит 461 ч. При строительстве образуется 227 м3 минерализованных буровых сточных вод с двух скважин, что на 538 м3 меньше, чем при существующей технологии.
В табл. 2 приведен анализ механических скоростей и продолжительности строительства интервалов добывающих скважин.
При применении предлагаемой технологии прогнозируется снижение продолжительности строительства интервала под спуск кондуктора на 35 ч (минус 42 %), под спуск эксплуатационной колонны – 58 ч (минус 39 %). Увеличение продолжительности строительства интервала под спуск хвостовика составит 28 ч (35 %).

Рассмотрим отличия подхода при строительстве скважин с оптимизированной конструкцией.
Бурение интервала под спуск кондуктора – до 1000м по вертикали, по стандартной технологии – до 1 600 м по вертикали.
Бурение интервала под спуск кондуктора до глубины 1500 м по стандартной технологии обусловлено необходимостью перекрытия покурской свиты, т.к. при применении бинарного утяжеленного бурового раствора по рецептуре № 6 для бурения интервала под спуск эксплуатационной колонны пластовая жидкость, содержащаяся в покурской свите, негативно влияет на реологические параметры промывочной жидкости.
При бурении интервала под спуск эксплуатационной колонны по предлагаемой технологии с применением пресного полимерного бурового раствора по рецептуре № 2 необходимость строительства интервала под спуск кондуктора с перекрытием покурской свиты отсутствует, т.к. пластовая жидкость не влияет на параметры пресной промывочной жидкости.
Бурение интервала под спуск эксплуатационной колонны на пресном буровом растворе с установкой башмака эксплуатационной колонны во фроловской свите на глубине со значением зенитного угла 45 °. Стандартная технология строительства интервала под спуск эксплуатационной колонны заключается в применении бинарного утяжеленного бурового раствора по рецептуре № 6 с проектным значением зенитного угла башмака эксплуатационной колонны в интервале со значением 70–75° в кровле продуктивного пласта.
Согласно предлагаемой оптимизированной конструкции скважины набор параметров зенитного угла от интервала установки башмака эксплуатационной колонны до проектного забоя, вскрытие продуктивных пластов производится долотом (диаметр 146 мм). Меньший диаметр породоразрушающего инструмента позволил повысить скорость проходки за счет уменьшения площади разрушения горных пород, повышения динамического давления на забой скважины и, как следствие, улучшения качества удаления выбуренной породы.
Были также изменены методы подготовки ствола скважины к спуску обсадных колонн в пользу менее продолжительных и более безопасных. Процесс подготовки ствола скважины к спуску кондуктора по существующей технологии заключается в следующем:
– промывка ствола скважины на забое в течение двух циклов;
– подъем компоновки низа бурильной колонны (КНБК) до глубины 750 м с проработкой и последующей промывкой в течение одного цикла, установка прямолопастного калибратора;
– спуск КНБК на забой с установкой второго калибратора на глубине 1100–1200 м и последующей промывкой на забое в течение двух циклов;
– полный подъем КНБК с двумя промежуточ­ными промывками.
Процесс подготовки ствола скважины к спуску кондуктора по предлагаемой технологии:
– промывка ствола скважины на забое в течение двух циклов;
– полный подъем КНБК с проработкой и одной промежуточной промывкой.
Порядок подготовки ствола скважины к спуску эксплуатационной колонны остается неизменным. Однако согласно предлагаемой технологии для подготовки ствола скважины к спуску эксплуатационной колонны применяется роторная КНБК без использования дорогостоящего арендного оборудования (долота и винтового забойного двигателя), благодаря чему снижается наработка на основные узлы и механизмы оборудования, а также вероятность их преждевременного износа.
Основными показателями экономической эффективности предлагаемой технологии являются:
– снижение затрат на приготовление и утилизацию бурового раствора, на утилизацию минерализованного бурового шлама;
– сокращение стоимости комплекта обсадных колонн.

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
Средняя стоимость химических реагентов для приготовления бинарного утяжеленного бурового раствора по рецептуре № 6 для бурения интервалов под спуск эксплуатационной колонны и хвостовика составляет 3,78 % от общих затрат на строительство скважины. Суммарная стоимость химических реагентов для приготовления пресного бурового раствора по рецептуре № 2 для бурения интервала под спуск эксплуатационной колонны и бинарного утяжеленного бурового раствора по рецептуре № 6 для бурения интервала под спуск хвостовика составила 1,81 % от общих затрат на строительство скважины. Таким образом, снижение затрат на приготовление бурового раствора для строительства одной скважины под МСГРП на Красноленинском своде месторождений будет снижено на 52 %.
Объем минерализованных буровых сточных вод к утилизации с двух скважин будет снижен с 765 до 227м3, это 269 м3 с одной скважины. Затраты на утилизацию минерализованных жидкостей будут снижены на 33 %.
При бурении интервала под спуск эксплуатационной колонны на пресном буровом растворе по рецептуре
№ 2 утилизация бурового шлама производится в траншею, расположенную на кустовой площадке. Таким образом, объем минерализованного бурового шлама будет снижен со 109 до 17 м3, стоимость работ по утилизации уменьшится на 68 %.
Стоимость комплекта обсадных труб по существующей технологии снизится на 11 %.
За счет применения предлагаемой технологии ожидается снижение себестоимости строительства скважины на 5,06 %.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Строительство скважин под МСГРП по предлагаемой технологии позволит значительно уменьшить расходы на приготовление и утилизацию бурового раствора, утилизацию минерализованного бурового шлама и закупку обсадной трубы.
Применение данной технологии позволит колоссально снизить отрицательное воздействие на окружающую среду путем применения меньшего количества химических реагентов на основе хлоридов. Будет снижено также отрицательное воздействие на продуктивные пласты при утилизации минерализованных буровых сточных вод.
Бурение интервала под спуск эксплуатационной колонны до глубины со значением зенитного угла 45 ° снизит вероятность возникновения осложнений при бурении, подготовке ствола скважины к спуску обсадной колонны и спуску обсадной колонны диаметром 168 мм.
Уменьшение длины интервала под спуск кондуктора с 1600 до 1000 м позволит значительно снизить осложнения при спуске обсадной колонны диаметром 245 мм.

Комментарии посетителей сайта

    Функция комментирования доступна только для зарегистрированных пользователей

    Авторизация


    регистрация

    Дарбасов М.А.

    Дарбасов М.А.

    ведущий инженер-технолог технологического отдела

    Управление по бурению № 3 (УБР-3) ПАО «Сургутнефтегаз»

    Филиппов А.В.

    Филиппов А.В.

    заместитель главного инженера

    НГДУ «Быстринскнефть» г. Сургут, Тюменская обл., 628400, РФ

    Петров А.А.

    Петров А.А.

    главный технолог

    Управление по бурению № 3 (УБР-3) ПАО «Сургутнефтегаз» г. Сургут, Тюменская обл., 628400, РФ

    Злочевский С.В.

    Злочевский С.В.

    ведущий инженер-технолог технологического отдела

    Управление по бурению № 3 (УБР-3) ПАО «Сургутнефтегаз» г. Сургут, Тюменская обл., 628400, РФ

    Просмотров статьи: 944

    Рейтинг@Mail.ru

    admin@burneft.ru