Закономерности искривления скважин и их последствия
Искривление скважины — это контролируемый процесс отклонения скважины от первоначально заданного направления.
Искривление скважин может быть двух видов: искусственное и естественное. Естественное искривления скважин происходит самопроизвольно, а искусственное искривление создается специально. По результатам исследований процесса искривления скважин, становится понятно, что данный процесс подчиняется определенным закономерностям. Общими закономерностями искривления скважин являются следующие положения:
- С увеличением зенитного угла скважины интенсивность азимутального искривления уменьшается.
- Так как скважины стремятся занять направление, которое перпендикулярно по отношению слоистости горных пород, то интенсивность искривления уменьшается при приближении к такому направлению.
- Интенсивность и направление искривления зависит от геологических факторов (магматизм, вещественный состав разбуриваемых горных пород, геологическая структура, тектонические движения).
- Уменьшение искривления может быть достигнуто за счет уменьшения зазора между буровым инструментом и стенками скважин.
- Искривление снижается с увеличением частоты вращения бурильных инструментов.
- Интенсивность искривления увеличивается с ростом осевой нагрузки.
- На интенсивность и направление зенитного искривления влияют диаметр и место расположения центрирующих элементов.
- Уменьшению искривления скважины способствует увеличение жесткости используемого инструмента.
Искривление скважин сопровождается такими явлениями, как: увеличение расхода мощности; обрушение стенок скважины; более быстрый и интенсивный износ бурильных труб; возникновение затруднений при осуществлении спускоподъемных работ. Однако, иногда искривление скважин может способствовать снижению времени разработки месторождения, а также уменьшению затрат. Поэтому, в зависимости от ряда факторов и условий, на нефтегазовых месторождениях могут проводить мероприятия, как по предупреждению искривления скважин, так и направленных на его развитие.
Направленное бурение. Методы искривления скважин
Направленное бурение — это процесс бурения скважин, для осуществления которого используются закономерности естественного искривления, а также технологические приемы и технические средства с целью вывода скважины в заданную точку.
В процессе бурения такой скважины необходимо знать координаты устья скважины, а также параметры трассы (длина скважины, зенитный угол, азимут скважины).
Основными способами искривления скважин, использующимися на нефтегазовых месторождениях, являются:
- Способ типовых трасс. Данный метод подразумевает использование закономерностей естественного искривления, свойственных разрабатываемому месторождению. Процесс бурения проектируется и осуществляется на основе типовых профилей, которые строятся на основе данных естественного искривления уже сооруженных скважин. Такой способ применим только на достаточно изученных нефтегазовых месторождениях, при этом процессом искривления не управляют, а приспосабливают к естественному. Основным недостатком является увеличение стоимости строительства скважин.
- Управление искривлением скважин при помощи использования различных компоновок бурильного инструмента. Для реализации данного метода используют различные компоновки бурильного инструмента. Таким способом можно управлять процессом искривления с известными приближенными, а также управлять направлением ствола скважины. Такой способ делает возможным сооружение скважины в заданном направлении, без использования специальных отклонителей. Основным недостатком этого метода является ограниченность применения форсированного режима бурения.
- Направленное отклонение скважин, основанное на использовании искусственных отклонителей, к которым относятся эксцентричные ниппели, отклоняющие клинья, кривые переводники и другие специальные устройства. Применение того или иного устройства зависит от технико-технологических условий и индивидуальных условий месторождения.
Скважины, для которых предусмотрено отклонение (искусственное искривление) оси ствола от вертикали, называют наклонно-направленными или наклонными. К наклонным скважинам (при роторном и турбинном бурении) относятся те скважины, которые забуриваются с поверхности вертикально с последующим отклонении в необходимом направлении, вплоть до 90 градусов (горизонтальные скважины). Достаточно распространенным до сих пор является одноствольное наклонное бурение. Появление возможности горизонтального смещения забоя скважины относительно вертикали, поспособствовало созданию кустовому и многозабойному бурению.
