Технология бурения боковых стволов

Подготовка скважины к бурению боковых стволов может включать такие ра­боты, как монтаж установки для капремонта, подъем НКТ с внутрискважинным обору­дованием, задавка цемента в зону перфо­рации, чтобы безопасно провести очистку скважины от посторонних предметов и ка­ротаж для оценки состояния обсадной ко­лонны и привязки к геологическому раз­резу за колонной. В зависимости от условий и конструкции скважины, воз­можны несколько вариантов проведения работ: от забури­вания в открытом стволе до бурения из обсадной колонны через бо­ковое окно, выре­занное фрезерами, опирающимися на уипсток, или из искусственно­го интервала откры­того ствола, созданно­го фрезерованием всего поперечного сече­ния обсадной колонны.

Бурению боковых стволов обычно пред­шествует спуск гироскопического инк­лино­метра и каротажных приборов для уточне­ния пространственного положения об­садной колонны и эксплуатационного объекта. На основе этой информации выбирается глу­бина фрезерования обсадной колонны и за­буривания бокового ствола. В выбранном интервале проводится цементометрия, и ес­ли цементное кольцо за колонной плохого качества, то после фрезерования старый це­мент из открытого интервала удаляют раз­движным расширителем, который заодно увеличивает диаметр скважины.

Рисунок 5-11 Фрезерование труб по периметру.

С помощью специального спускаемого в скважину устройства на заданной глубине прорезается круговая щель и обсадной ко­лонне II цементном камне за ней (А). В рабочем положении резцы выдвигаются из кор­пуса устройства, а в транспортном положении - упираются в пазы корпуса. Длина фре­зеруемого участка колонны (В) зависит от таких факторов, как внутренний диаметр колонны и наружный диаметр ее муфт. диаметр долота и угол искривления корпуса забойного двигателя. Интервал открытого ствола, образованный в результате фрезеро­вания (С), перекрывают цементным мостом (О) для забуривания бокового ствола (Е). Часть старой скважины ниже интервала забуривания остается изолированной от боко­вого ствола.

Если при забуривании из вертикального ствола ориентирование отклонителя вы­полняется с помощью магнетометра, то освобождают от обсадной колонны интер­вал порядка 18 м (Рисунок 5- 11). Длина фрезеруе­мого участка может быть уменьшена, если для ориентирования КНБК используется гироскопический компас. Участок откры­того ствола скважины перекрывают проч­ным цементным мостом. Чтобы избежать маг­нитных помех, мост разбуривают до глубины на 6 м выше подошвы открытого интер­вала. Недостатком метода фрезеро­вания обсадных труб по всему сечению яв­ляются повышенные требования к прочно­сти цементного моста для забуривания и трудности поиска головы нижней секции обсадной колонны, если туда потребуется войти после урения бокового ствола. Во многих случаях механическая скорость бурения ограничи­вается условиями выноса шлама из скважины, а для горизонтально­го участка проблема выноса шлама стано­вится еще сложнее. Конструкция совре­менных инструментов для фрезерования предусматривает образование мелкой, не формирующей клубков стружки, легко удаляемой из скважины. При фрезерова­нии предпочтительней промы­вать скважину полимерными, а не глинистыми буровыми растворами. Растворы на уг­леводородной основе вообще не рекомендуется применять для фрезерования.

Рисунок 5-12 Вырезание окна. Опера­ции по вырезанию окна в обсадной колонне начи­наются со спуска и ориентирования навлекаемого уипстока. создающего отклоняю­щее усилие на фрезеры (А). После фиксации уипстока якорем произ­водится срезание удер­живающей шпильки, и первый фрезер выре­зает в колонне окно размером в несколько дюймов (В). Следую­щий фрезер выполняет основной объем работы по вырезанию окна и спускается вместе с эллипсоид­ными фрезерами, которые расши­ряют окно и выравни­вают его кромки (С). После окончания вы­резания окна приступают к забуриванию от­ветвления (О). Уипсток используется, чтобы направить КНБК и оборудование для за­канчивания скважины в от­ветвление (Е). Когда работы в от­ветвлении закончены, уип­сток можно извлечь, освободив доступ к нижележащим пластам (Р и С).

Альтернативой фрезерованию всего по­перечного сечения труб является выреза­ние окон в обсадной колонне. Это требует установки ориентированного уипстока и фрезерования окна в несколько этапов (Рисунок 5- 12). После того, как уипсток уста­нов­лен в нужном направлении, срезается шпилька, соединяющая его с фрезером пер­вого этапа. Начинают вращать буриль­ную колонну, и твердосплавные резцы на­конеч­ника фрезера врезаются в стенку обсадной колонны. На следующем этапе окно в ко­лонне прорезается специальным долотом, которое отжимается наклонной плоскостью уппстока в сторону стенки об­садной колонны и породы за нею. Окно расширяют и вы­равнивают его края с по­мощью конического фрезера, над которым прямо под УБТ ус­танавливают один или два фрезера эллипсоидной формы.

В сравнении с вырезанием окон фрезе­рование обсадной колонны по всему попе­речному сечению имеет ряд преимуществ: исключается необходимость использова­ния гироскопического компаса, имеется возможность начинать набор кривизны ближе к объекту эксплуатации, фрезеро­вание можно выполнить за одно долбле­ние. С другой стороны, при вырезании окон используется уипсток, обеспечивающий принудительное отклонение, но требую­щий нескольких спусков гироскопического компаса для ориен­тирования уипстока и КНБК. Кроме того, вырезание окон требу­ет нескольких долбле­ний различными фрезерами, а набор кривизны приходится начинать выше, чтобы раз­местить соот­ветствующие элементы КНБК.

Какой бы способ зарезки ни применял­ся, после выхода в породу за колонной по­является возможность дополнительного выбора. Кроме стандартного искривления по среднему радиусу, существует несколь­ко новых методов, которые могут повы­сить эф­фективность бурения боковых стволов. Бурение с коротким радиусом кривизны, ис­пользование колонны гибких труб и многоствольные скважины - все эти варианты ну­ждаются в тщательном экономическом анализе (Рисунок 5- 14).