• RU
  • EN

+7(3494)23-07-82

info@n-gt.ru

Консультация

Вскрытие пласта боковыми стволами малого диаметра

О технологии

Впервые вскрытие пласта боковыми стволами малого диаметра, как сформировавшаяся технология, было использовано  в Новом Свете, получив достаточно широкое распространение в США и Колумбии, а затем также применялось в Канаде, Мексике, Боливии, Аргентине, Чили, на Ближнем Востоке. Многие зарубежные компании занимаются разработкой и внедрением  таких технологий, которые еще далеки от совершенства и имеют ограничения по глубине работ, ориентации в пространстве и протяженности стволов. С недавнего времени к решению задачи вскрытия пласта боковыми стволами подключились российские и белорусские компании.  Данные технологии имеют разную техническую и технологическую базу, различные методы и приемы работ, но объединены общей целью – вскрытием пласта боковыми стволами малого диаметра, имеющих свое начало в непосредственной близости от интервала перфорации и протяженностью от нескольких метров до сотни метров. Большая часть разрабатываемых технологий основана на гидромониторной проходке боковых стволов, но также есть компании, разрабатывающие проводку коротких боковых стволов механическим способом.

Технологии гидромониторного вскрытия пласта боковыми стволами малого диаметра появились на российском нефтегазовом рынке в 2002 году. Широкую популярность приобрела технология радиального вскрытия пласта (RDS), разработанная  американской компанией Radial Drilling Services Inc., создателем и руководителем которой является Хенк Джелсма.  Пионером  использования технологии RDS в России стала Татнефть – компания, смело внедряющая инновации. Спустя некоторое время к многообещающей технологии обратились Лукойл, ТНК-ВР, Газпром. Сегодня практически все крупные российские нефтегазодобывающие компании испытали технологию RDS.

В чем же суть данной технологии? Давайте рассмотрим вскрытие пласта боковыми стволами малого диаметра на примере наиболее известной в России технологии RDS.

Принцип работы технологии основан на гидромониторном разрушении горных пород. В самом общем виде это выглядит так.

До начала радиального вскрытия бригада КРС осуществляет подготовку скважины. Для этого извлекает подземное оборудование, производит шаблонирование эксплуатационной колонны. В очищенную от парафина и других отложений скважину в интервал продуктивного пласта на НКТ спускается отклоняющий башмак, имеющий специальный канал для прохождения инструмента (фрезы) и рукава с гидромониторной насадкой. Установка отклоняющего башмака производится с геофизической привязкой к продуктивному пласту. Инжектор с установленным на нем гусаком  монтируется на противовыбросовое оборудование (ПВО) на устье скважины.

Затем собирается компоновка  для фрезерования окна в колонне. С помощью фрезы, спускаемой в скважину на гибкой трубе и приводимой в движение винтовым забойным двигателем (с частотой вращения не менее 100 об/мин),  осуществляется фрезерование отверстия в эксплуатационной колонне.

Далее на гибкой трубе в скважину спускается компоновка для вскрытия пласта, состоящая из гидромониторной (струйной) насадки и рукава высокого давления, армированного специальным, гибким и прочным материалом – кевларом. Насосом высокого давления по гибкой трубе подается жидкость к гидромониторной насадке, струи которой производят разрушение породы и за счет реактивной тяги способствуют продвижению компоновки по пласту. Размер отверстия зависит от скорости проникновения насадки в пласт и составляет в среднем 25–50 мм в диаметре. Процесс проходки контролируется с поверхности по натяжению гибкой трубы (при работе на неглубоких скважинах) и по датчику веса трубы (при работе с инжектором). Время проводки одного канала длиной до 100 м составляет порядка 5 - 10 минут. Количество радиальных стволов в одной скважины по технологии не ограничено. Они могут выполняться как на одном, так и на нескольких уровнях.

После завершения всех этих операций по радиальному вскрытию пласта поднимают колонну НКТ с отклоняющим башмаком. Затем спускают в скважину компоновку для добычи и запускают скважину в работу. Этот процесс занимает от двух до четырех суток, соответственно простой скважины составляет от двух до четырех рабочих дней.

В состав комплекса входит полуприцеп, кабина оператора, узел намотки гибкой трубы, гидростанция привода узла намотки гибкой трубы, желоб направляющий, противовыбросовое оборудование, блок насосной установки, рабочая емкость, система контрольно-регистрирующая, компоновка направляющая, компоновка для фрезерования окна в эксплуатационной колонне, компоновка для создания бокового канала  в продуктивном пласте.

Установка для радиального вскрытия пласта (9500 Х 2440 Х 2440)

Особенности применения

Технологии вскрытия пласта боковыми стволами малого диаметра актуальны как метод интенсификации и метод повышения отдачи пласта на всех стадиях жизни месторождения. По сравнению с ГРП данная технология уступает в удельной эффективности, но несравненно эффективнее при необходимости избирательного подхода по интервалам воздействия и пространственному направлению. Кроме того, данная технология не воздействует на крепь обсадной колонны и применима при близком расположении водоносных объектов, а в нефтяных залежах позволяет проводить интенсификацию в непосредственной близости от газовой шапки. Деликатность технологии вскрытия пласта боковыми стволами малого диаметра позволяет использовать ее даже тогда, когда другие методы интенсификации не применимы. Эффективна технология в случаях приобщения к разработке значительно расчлененных объектов и малых по мощности, когда многостадийный гидроразрыв становится не эффективен по ценовым критериям. Технологии вскрытия пласта боковыми стволами малого диаметра очень адаптивны к совместному использованию с другими технологиями и позволяют проводить глубоко проникающие кислотные обработки, борьбу с пескопроявлениями, извлечение высоковязкой нефти и др. 

Опыт применения технологии вскрытия пласта боковыми стволами малого диаметра

Опыт применения данной технологии в России составляет опыт применения технологии RDS. Работы проводились в карбонатных и терригенных пластах на глубинах до 3000м на месторождениях Татнефть, ЛУКОЙЛ, ТНК-ВР, Газпром, Роснефть. По общему признанию технология оказалась эффективна в карбонатных пластах, а в терригенных – нет.

Почему? Ведь механизм технологии и ее физический смысл для прироста добычи понятен. Давайте разберем ситуацию на опыте нашей работы с этой технологией.

Нефтегазтехнология выполнила программу опытно-промышленных работ по радиальному вскрытию пластов (РВП) на 2 сеноманских газовых скважинах Уренгойского НГКМ, на 2 валанжинских нефтяных и 1 неокомовской газоконденсатной скважинах Уренгойского НГКМ  в условиях аномально низких пластовых давлений (Кан = 0,2 – 0,4). Программа работ включала полный комплекс сервисных услуг – поставка оборудования в регион, подготовка скважин к РВП, РВП, освоение после РВП, растворный сервис, научно-технологическое сопровождение работ, супервайзинг.  Разрез представлен терригенными коллекторами, сеноман – слабосцементированный песчаник проницаемостью от 50 мДарси до 1 Дарси, валанжин – сцементированный песчаник проницаемостью 5 – 150 мДарси. Работы начались в 2007 году в газовых скважинах на глубинах  1200м в связи с ограничениями по Установке RDS. В процессе проведения работ были отработаны приемы и методы работ технологии  RDS применительно к местным условиям, проведены по 3 - 4  боковых ствола на разных уровнях протяженностью от 30 до 100м. Освоение скважин не дало ощутимого изменения дебита. 

Проведенные геофизические исследования не подтвердили изменения притока газа в интервалах обработки. Были сделаны промежуточные выводы: возможны  техническая проводка боковых стволов по технологии RDS на глубинах до 1200 м,  их расположение на одном уровне не менее 4-х и проведение работ на 3-х и более уровнях без извлечения компоновки на поверхность. Не достигнутая проектная эффективность может объясняться недоосвоенностью скважин (газовые скважины после стандартных работ по КРС могут выходить на режим от 3 до 6 месяцев), обрушением боковых стволов в слабосцементированных песчаниках, плохой очисткой каналов и воздействием фильтрата технологического раствора на проницаемость пласта. С целью развития и адаптации технологии RDS в 2008 году работы были продолжены с приходом более мощной Установки RDS на глубинах до 3000м. Первоначально для РВП были определены 7 скважин (2 нефтяных и 5 газоконденсатных) в различных геолого-технических условиях с целью более детального изучения процесса.  

В проектах на скважины закладывалась проводка от 4 до 16 боковых стволов в зависимости от геологических условий, использовалось три вида технологических жидкостей, имеющих различные реологические свойства. Работы по технологии RDS были остановлены на третьей скважине по причине отсутствия притока из радиальных стволов из-за загрязнения их разрушенной породой. Такой вывод был сделан, в том числе после проводки 3-х стволов в одной скважине на депрессии. Но основным критерием оценки послужило отсутствие притока из газоконденсатной скважины с 16 боковыми стволами, которые выполнялись в неперфорированной скважине. 

После планового снижения уровня азотом и отсутствия притока, скважина была долита жидкостью и опрессована  – герметично.  После проведения стандартной перфорации был получен промышленный приток газоконденсатной смеси. Вывод – технология RDS не адаптивна для интенсификации терригенных пластов в силу своих конструктивных и технологических особенностей. Эффективность работ  в карбонатных коллекторах объясняется включением в технологию соляно-кислотной обработки, которая при оптимальном применении практически полностью удаляет разрушенную породу из полости боковых каналов. Для терригенных коллекторов кислотное очищение боковых стволов не возможно.

В результате анализа работ по двум проектам интенсификации пластов по технологии RDS  в условиях АНПД Нефтегазтехнология  определила технико-технологические особенности данной технологии, не соответствующие условиям работ, сделала выводы о перспективности развития данной технологии для терригенных коллекторов только с учетом использования другой разновидности технологии, имеющей конструктивные и технологические особенности.