RU2295024C1 - Способ сооружения скважин с отдаленным забоем - Google Patents
Способ сооружения скважин с отдаленным забоем Download PDFInfo
- Publication number
- RU2295024C1 RU2295024C1 RU2006108406/03A RU2006108406A RU2295024C1 RU 2295024 C1 RU2295024 C1 RU 2295024C1 RU 2006108406/03 A RU2006108406/03 A RU 2006108406/03A RU 2006108406 A RU2006108406 A RU 2006108406A RU 2295024 C1 RU2295024 C1 RU 2295024C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- well
- drilling
- section
- horizontal
- horizontal direction
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области разработки нефтегазовых месторождений при помощи скважин с отдаленным забоем и может быть использовано для добычи нефти и газа из залежей, расположенных на значительном удалении от устья скважины под водоохранной зоной на суше, акваторией рек и шельфа, в том числе в условиях арктических морей. Техническая задача - создание способа сооружения скважины при разработке труднодоступных залежей, удаленных на десятки километров вовнутрь природоохранных зон и территорий, запрещенных или недоступных для установки бурового оборудования, обеспечивающего проводку скважины в породах любой прочности, в том числе в неустойчивых, склонных к желобо- и обвалообразованию горных породах, и увеличение удаленности устья от объекта разработки за счет исключения необходимости бурения субгоризонтального участка большой протяженности до продуктивного пласта. Способ сооружения скважин с отдаленным забоем, преимущественно при разработке нефтегазовых месторождений, расположенных под водоохранной зоной или акваторией арктического шельфа, заключается в строительстве на допустимом расстоянии от береговой линии шурфа с установкой в нем направления, проводке из-под него в проектном азимуте на минимально допустимом расстоянии от поверхности земли и/или дна акватории или по дну акватории, траншейным и/или бестраншейным методом горизонтального участка ствола скважины под горизонтальное направление с длиной, обеспечивающей последующее бурение с заданным зенитным углом наклонно направленного участка ствола скважины до вскрытия продуктивного пласта в проектной точке. Причем в процессе проводки скважины осуществляют прокладку и/или протаскивание пучка труб, которые являются элементами горизонтального направления, кондукторов и обсадных колонн. Упомянутый пучок труб заканчивается искривленным вниз на заданный зенитный угол участком, угол кривизны которого соответствует траектории вышеуказанного наклонно направленного участка ствола скважины. 3 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к области разработки нефтегазовых месторождений при помощи скважин с отдаленным забоем и может быть использовано для добычи нефти и газа из залежей, расположенных на значительном удалении от устья скважины под водоохранной зоной на суше, акваторией рек и шельфа, в том числе в условиях арктических морей.
Известен способ сооружения скважин с отдаленным забоем, предусматривающий проводку скважины в виде трех участков, первый из которых располагается вертикально от устья до пласта с хорошими буровыми характеристиками, второй простирается горизонтально на большое расстояние параллельно плоскости напластования пласта с хорошими буровыми характеристиками, а третий проводится фактически вертикально до продуктивного пласта (см. патент US №4194580, Е 21 В 7/04, 1980).
Недостатком этого способа является сложная конфигурация траектории скважины с различными по знаку кривизны участками, в том числе вогнутыми и выпуклыми, что существенно ограничивает передачу осевой нагрузки на долото и снижает эффективность проводки скважины с отдаленным забоем.
Также известен способ сооружения скважин с большим отклонением от вертикали, включающий строительство шахтного направления, бурение и крепление вертикального направления, бурение вертикального участка, бурение и крепление наклонно направленного и горизонтального стволов (см. Никитин Б.А., Мнацаканов А.В., Оганов Г.С. Особенности проектирования наклонно направленных и горизонтальных скважин с большим отклонением от вертикали при разработке морских нефтяных и газовых месторождений. НТЖ. Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и море. ВНИИО-ЭНГ - М., 1988. - Вып.7, с.6-9).
Недостатком указанного способа является то, что направление забуривается вертикально и в совокупности с вертикальным участком ограничивают предельное отклонение забоя от вертикали.
Из известных способов наиболее близким к предлагаемому является способ сооружения скважины с отдаленным забоем при разработке отдаленных месторождений, расположенных под акваторией, обеспечивающий большое отклонение забоя от вертикали, заключающийся в создании шахтного направления в непосредственной близости от береговой линии и проводке субгоризонтального ствола, который в процессе бурения переходит в наклонный и (или) вертикальный (см. патент US №3840079, E 21 b 7/04, 1974).
Недостатком этого способа является необходимость сооружения открытого шахтного направления в непосредственной близости от береговой линии и бурения протяженного субгоризонтального ствола, создающего дополнительные силы трения при спуске тяжелых обсадных колонн кондуктора и технической колонны большого диаметра, что накладывает ограничение на удаленность устья скважины от залежи. Кроме того, способ может быть реализован только при наличии твердых горных пород, которые вскрываются шурфом и откуда начинают забуривать субгоризонтальный ствол, и сооружение скважины описанным способом сопряжено с необходимостью визированного подземного контроля траектории субгоризонтального ствола глубинными геофизическими приборами.
Задачей предлагаемого изобретения является создание способа сооружения скважины при разработке труднодоступных залежей, удаленных на десятки километров вовнутрь природоохранных зон и территорий, запрещенных или недоступных для установки бурового оборудования, обеспечивающего проводку скважины в породах любой прочности, в том числе в неустойчивых, склонных к желобо- и обвалообразованию горных породах, и увеличение удаленности устья от объекта разработки за счет исключения необходимости бурения субгоризонтального участка большой протяженности до продуктивного пласта.
Поставленная задача достигается тем, что способ сооружения скважин с отдаленным забоем, преимущественно при разработке нефтегазовых месторождений, расположенных под водоохранной зоной или акваторией арктического шельфа, заключается в строительстве на допустимом расстоянии от береговой линии шурфа с установкой в нем направления, проводке из-под него в проектном азимуте на минимально допустимом расстоянии от поверхности земли и/или дна акватории или по дну акватории, траншейным и/или бестраншейным методом горизонтального участка ствола скважины под горизонтальное направление с длиной, обеспечивающей последующее бурение с заданным зенитным углом наклонно направленного участка ствола скважины до вскрытия продуктивного пласта в проектной точке, причем в процессе проводки скважины осуществляют прокладку и/или протаскивание пучка труб, которые являются элементами горизонтального направления, кондукторов и обсадных колонн, а упомянутый пучок труб заканчивается искривленным вниз на заданный зенитный угол участком, угол кривизны которого соответствует траектории вышеуказанного наклонно направленного участка ствола скважин.
В предпочтительных вариантах осуществления способа:
- на проектном расстоянии от шурфа осуществляют замораживание грунта дна акватории, по меньшей мере, в двух удаленных друг от друга точках береговой линии, в которых формируют дополнительные шурфы под сооружение дополнительных горизонтальных направлений, стыкуемых с основным направлением и между собой;
- в конце искривленного участка горизонтального направления выполняют, по меньшей мере, два окна для размещения в них кондукторов;
- осуществляют бурение в проектном азимуте с плавучей буровой установки дополнительной эксплуатационной скважины, соединенной посредством проложенного на дне акватории магистрального трубопровода, с горизонтальным направлением основной скважины.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана принципиальная схема сооружения скважины, на фиг.2 приведена схема сооружения горизонтального направления ствола скважины бестраншейным методом, на фиг.3 показан вариант многоствольного закачивания с сооружением нескольких стволов с индивидуальными кондукторами, на фиг.4 приведена схема разработки месторождения с помощью дополнительной скважины, пробуренной с плавучей буровой установки, на фиг.5 представлена схема укладки горизонтального направления при увеличении глубины акватории с отдалением от берега, на фиг.6 приведен пример реализации способа.
Предлагаемый способ сооружения скважины осуществляют следующим образом.
Месторождение 1 находится под водоохраной зоной или акваторией арктического шельфа 2, где невозможна или затруднена установка бурового и нефтепромыслового оборудования. На границе водоохраной зоны устанавливают буровую установку 3 и сооружают шахтное направление 4, затем бурится в проектном азимуте ствол скважины под горизонтальное направление 5 бестраншейным способом или прокладывается траншейным в непосредственной близости от поверхности земли и (или) дна акватории 2 на расстоянии, обеспечивающем защиту конструкции скважины от воздействия торосистых ледяных образований 6, рыболовных, грузовых и транспортных судов. В процессе сооружения производят прокладку и (или) протаскивание пучка предварительно сваренных в плети труб, заканчивающегося искривленным вниз на заданный зенитный угол участком 7. Упомянутый пучок труб формируют путем установки в трубе большого диаметра, выполняющего функцию горизонтального направления 5 труб меньшего диаметра, являющихся элементами кондуктора 8 и (или) технических колонн 9 с протекторами 10, обеспечивающими существенное снижение сил трения и центровку колонны, и систем 11 телеметрического контроля и технологического воздействия на межколонное пространство.
Горизонтальное направление 5 забуривается или прокладывается в проектном азимуте на расстояние, обеспечивающее бурение наклонно направленного ствола из-под искривленного вниз на заданный зенитный угол участком 7 и вскрытие продуктивного пласта 1 в проектной точке. При этом угол кривизны искривленного участка пучка труб соответствует траектории вышеуказанного наклонно направленного участка ствола скважины. Бурение из-под искривленного вниз на заданный зенитный угол участком 7 осуществляется компоновкой с долотом и расширителем, пропущенных через кондуктор 8 или техническую колонну 9, предварительно установленных в горизонтальном направлении 5. После чего осуществляют бурение наклонно направленного ствола с одновременной расширкой под кондуктор 8, проталкивание кондуктора 8 путем наращивания обсадной колонны до проектной глубины и цементирование обсадной колонны. Затем спускается техническая колонна 9 до башмака кондуктора 12 для обеспечения выноса шлама на поверхность, бурится ствол с расширителем, доспускается и цементируется техническая колонна 9. Из-под башмака 13 технической колонны 9 бурится наклонно направленный или горизонтальный ствол под эксплуатационную колонну или хвостовик 14. После установки оборудования для отбора углеводородов, перфорации 15 эксплуатационной колонны 14 скважину осваивают и начинают добычу углеводородов из пласта 1.
При необходимости бурения под горизонтальное направление 5 на расстояние, превышающее технические возможности буровой установки 3, на допустимом расстоянии замораживают, предпочтительно зимой, грунт 16 дна акватории 2, сооружают шахтное направление 17, бурят горизонтальный ствол с выходом долота (на фиг.2 не показано) в шахтное направление 17, устанавливают на конец бурильной колонны вместо долота расширитель, соединенный с колонной обсадных труб 18, и протаскивают колонну 18 в шурф 4, устанавливают буровую установку 3 над шахтным направлением 17, бурят ствол и протаскивают колонну обсадных труб 19 со следующего шахтного направления 21. Для сооружения заканчивающегося искривленным вниз на заданный зенитный угол α участком 7 горизонтального направления 5, после протаскивания труб 19 длиной, обеспечивающей установку башмака 20 горизонтального направления 5 на глубине, соответствующей проектному зенитному углу α, концы колонн обсадных труб 18 и 19 состыковываются, образуя горизонтальное направление 5, шахтные направления 16 и 21 с частью ствола скважины 22 ликвидируются.
С целью разработки части или всего месторождения углеводородов из одного устья скважины горизонтальное направление выполнено из трубы большого диаметра 22, позволяющего установить несколько кондукторов 23 в окнах 24 и центральном выходе 25.
На расстоянии, превышающем возможности бурения и спуска колонн с берега, бурение эксплуатационной скважины 26 осуществляют с плавучей буровой установки 27 в межледовый период или со льда. Прокладывают в проектном азимуте известным способом магистральный трубопровод 28 до стыковки с ближайшим окончанием горизонтального направления 5 скважины и осуществляют совместную или раздельную добычу углеводородов с устья 29 в трубопровод 30.
При отдалении от берега на глубине, недосягаемой торосистыми ледяными образованиями 6, горизонтальное направление 5 выходит из-под дна 31 и прокладывается по дну до места запланированного входа в горную породу.
Благодаря такому осуществлению способа добычи углеводородов с помощью горизонтального направления обеспечивается разработка ранее недоступных для установки бурового и нефтепромыслового оборудования месторождений, удаленных на десятки километров вовнутрь природоохранных зон и территорий (на шельфе арктических морей со сложной ледовой обстановкой, в Обской и Тазовской губе и др.); уменьшение числа кустовых оснований, искусственных островов, буровых и эксплуатационных платформ на морских месторождениях; использование горизонтального направления для совместной добычи углеводородов со скважин, построенных с плавучей буровой установки в межледовый период или со льда; высокая точность многокилометровой траектории горизонтального направления; экстренное проникновение в конструкцию скважины на многокилометровом протяжении горизонтального направления, например в случае открытого фонтанирования, минуя устье скважины и без забуривания второй скважины; извлечение горизонтального направления, содержащего до 80% всей металлоконструкции, при ликвидации скважины.
Ниже приведен пример конкретной реализации способа.
С точки зрения горно-геологических, геокриологических и гидрогеологических арктических особенностей район Обской и Тазовской Губ является наиболее благоприятным для освоения скважинами с горизонтальным направлением, т.к. все нефтегазовые месторождения находятся от берега в 40 км с мелководной, тяжелой ледовой, полуморской и полуречной гидрологической обстановкой.
Рассмотрим сеноманскую залежь газа с глубиной кровли Нкр=1180 м и отдалением забоя от устья А=11074 м. Буровая установка расположена на границе водоохранной зоны на высоте 30 м от уровня Обской губы при ее глубине в азимуте строительства скважины 8 м. Горизонтальное направление прокладывается в 2 м ниже дна, т.е. в сумме на 40 м по вертикали от стола ротора буровой установки.
Сооружается шахтное направление с радиусом кривизны R1=40 м и параметрами профиля на участке 1-2:
глубина по вертикали h1-2=R1=40 м;
горизонтальная проекция а1-2=R1=40 м,
Рассчитываются параметры профиля горизонтального направления 2-3, заканчивающегося искривленным вниз на заданный зенитный угол участком 3-4:
h3-4=R2(sinα3-sinα4)=R2(1-sinα4);
Угол α4=23,5° подбирают, исходя из расстояния до заданной точки входа в продуктивный пласт:
α3-4=R2(cosα4-cosα3)=50·cos23,5°=45,8 м.
Рассчитываем параметры профиля на участке 5-6, выходящем на горизонтальный участок 6-7 при бурении под эксплуатационную колонну или хвостовик. Примем R3=300 м, тогда
h5-6=R3(sinα6-sinα5)=300·(1-sin23,5°)=180 м;
α5-6=R3(cosα5-cosα6)=R3·cos23,5°=275 м;
Рассчитываем параметры профиля на прямолинейном участке 4-5:
h4-5=H-h1-2-h3-4-h5-6=1200-40-30-180=950 м;
α4-5=l4-5·sin23,5°=1036·0,40=413 м.
Рассчитываем длину горизонтального направления 2-3:
α2-3=А-(α1-2+α3-4+α4-5+α5-6+α6-7)=10040 м.
Результаты расчетов сведены в таблицу.
Интервал | Глубина по вертикали h, м | Глубина по стволу l, м | Отклонение а, м | Зенитный угол α, Градус | ||||
На участке | Всего | На участке | Всего | На участке | Всего | В начале участка | В конце участка | |
1-2 | 40 | 40 | 62,8 | 62,8 | 40 | 40 | 0 | 90 |
2-3 | 0 | 40 | 10000 | 10062,8 | 10000 | 10040 | 90 | 90 |
3-4 | 30 | 70 | 58 | 10120,8 | 45,8 | 10085,8 | 90 | 23,5 |
4-5 | 950 | 1020 | 1036 | 10156,8 | 413 | 10498,8 | 23,5 | 23,5 |
5-6 | 180 | 1200 | 348 | 10504,8 | 275 | 10773,8 | 23,5 | 90 |
6-7 | 0 | 1200 | 300 | 11804,8 | 300 | 11073,8 | 90 | 90 |
Claims (4)
1. Способ сооружения скважин с отдаленным забоем преимущественно при разработке нефтегазовых месторождений, расположенных под водоохранной зоной или акваторией арктического шельфа, заключающийся в строительстве на допустимом расстоянии от береговой линии шурфа с установкой в нем направления, проводке из-под него в проектном азимуте на минимально допустимом расстоянии от поверхности земли и/или дна акватории или по дну акватории траншейным и/или бестраншейным методом горизонтального участка ствола скважины под горизонтальное направление длиной, обеспечивающей последующее бурение с заданным зенитным углом наклонно направленного участка ствола скважины до вскрытия продуктивного пласта в проектной точке, причем в процессе проводки скважины осуществляют прокладку и/или протаскивание пучка труб, которые являются элементами горизонтального направления, кондукторов и обсадных колонн, а упомянутый пучок труб заканчивается искривленным вниз на заданный зенитный угол участком, угол кривизны которого соответствует траектории вышеуказанного наклонно направленного участка ствола скважины.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на проектном расстоянии от шурфа осуществляют замораживание грунта дна акватории, по меньшей мере, в двух удаленных от береговой линии и друг от друга точках, в которых формируют дополнительные шурфы под сооружение дополнительных горизонтальных направлений, стыкуемых с основным направлением и между собой.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в конце искривленного участка горизонтального направления выполняют, по меньшей мере, два окна для размещения в них кондукторов.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют бурение в проектном азимуте с плавучей буровой установки дополнительной эксплуатационной скважины, соединенной посредством проложенного на дне акватории магистрального трубопровода, с горизонтальным направлением основной скважины.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006108406/03A RU2295024C1 (ru) | 2006-03-20 | 2006-03-20 | Способ сооружения скважин с отдаленным забоем |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006108406/03A RU2295024C1 (ru) | 2006-03-20 | 2006-03-20 | Способ сооружения скважин с отдаленным забоем |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2295024C1 true RU2295024C1 (ru) | 2007-03-10 |
Family
ID=37992513
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006108406/03A RU2295024C1 (ru) | 2006-03-20 | 2006-03-20 | Способ сооружения скважин с отдаленным забоем |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2295024C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2448232C1 (ru) * | 2010-11-24 | 2012-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный горный университет (МГГУ) | Способ вскрытия морского арктического месторождения углеводородов |
RU2456426C1 (ru) * | 2011-02-07 | 2012-07-20 | Открытое акционерное общество "Газпром" | Способ сооружения многозабойной скважины |
RU2536525C1 (ru) * | 2013-09-06 | 2014-12-27 | Николай Александрович Саврасов | Система разработки подводного месторождения нефти или газа |
CN110927817A (zh) * | 2018-09-20 | 2020-03-27 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种薄层叠置河道水平井轨迹优化设计及控制的方法 |
RU2779869C1 (ru) * | 2022-02-21 | 2022-09-14 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Способ строительства скважины с протяженным горизонтальным или наклонным участком в неустойчивых породах |
-
2006
- 2006-03-20 RU RU2006108406/03A patent/RU2295024C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2448232C1 (ru) * | 2010-11-24 | 2012-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный горный университет (МГГУ) | Способ вскрытия морского арктического месторождения углеводородов |
RU2456426C1 (ru) * | 2011-02-07 | 2012-07-20 | Открытое акционерное общество "Газпром" | Способ сооружения многозабойной скважины |
RU2536525C1 (ru) * | 2013-09-06 | 2014-12-27 | Николай Александрович Саврасов | Система разработки подводного месторождения нефти или газа |
WO2015034393A1 (ru) * | 2013-09-06 | 2015-03-12 | Savrasov Nikolaj Aleksandrovich | Система разработки подводного месторождения нефти или газа |
CN110927817A (zh) * | 2018-09-20 | 2020-03-27 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种薄层叠置河道水平井轨迹优化设计及控制的方法 |
RU2779869C1 (ru) * | 2022-02-21 | 2022-09-14 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Способ строительства скважины с протяженным горизонтальным или наклонным участком в неустойчивых породах |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6991048B2 (en) | Wellbore plug system and method | |
US7048049B2 (en) | Slant entry well system and method | |
US7934563B2 (en) | Inverted drainholes and the method for producing from inverted drainholes | |
US7090009B2 (en) | Three-dimensional well system for accessing subterranean zones | |
US20130037272A1 (en) | Method and system for well access to subterranean formations | |
RU2295024C1 (ru) | Способ сооружения скважин с отдаленным забоем | |
Reiss et al. | Offshore and onshore European horizontal wells | |
RU2330917C1 (ru) | Способ бестраншейной прокладки трубопроводов преимущественно под водными преградами и заповедными зонами | |
CN108756827B (zh) | 一种海底可燃冰的开采系统及方法 | |
RU2405917C1 (ru) | Шахтно-скважинная система добычи нефти и газа из морских месторождений и способ использования системы | |
RU2320843C1 (ru) | Способ строительства скважин с отдаленным забоем | |
RU2159317C1 (ru) | Способ сооружения и способ эксплуатации горизонтальной скважины | |
Alonso Perex et al. | Successful Offshore Application of Acid Tunneling Technology: Overcoming the Difficulties of High Depths, Temperatures, and Deviations | |
Sapsay et al. | Determination of optimal hole curvature for construction of underwater crossing (Russian) | |
RU2602257C2 (ru) | Способ сооружения береговой многозабойной газовой скважины для разработки шельфового месторождения | |
Ammirante | Innovative drilling technology | |
van de Velden | First Commercial Single-Diameter 8 x 9-5/8 in. Solid Expandable Openhole Clad Eliminates Tapering and Isolates Problem Section | |
Jas et al. | A STATE-OF-THE-ART SHORE CROSSING | |
Dyson | Well Engineering | |
AU2007229426B2 (en) | Slant entry well system and method | |
RU2448232C1 (ru) | Способ вскрытия морского арктического месторождения углеводородов | |
RU2298629C1 (ru) | Способ бурения многозабойной скважины | |
Rorvig | Development of Denmark's Dan Field | |
RU2208119C2 (ru) | Способ строительства и эксплуатации многозабойной скважины | |
Juiniti | Evaluation of Drilling and Completion Techniques Used In 10 Years of the Deepwater Marlim Field Development |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130321 |