Применение инструмента для зарезки боковых и горизонтальных стволов
В отдельную группу вспомогательного скважинного инструмента следует отнести комплекс инструментов для зарезки боковых и горизонтальных стволов из обсаженных скважин.
Естественное старение разрабатываемых месторождений (значительный фонд аварийных, малодебитных, обводненных скважин), сильный износ основных фондов отрасли, усложнение горно-географических условий бурения, освоения и ремонта скважин, вовлечение в разработку трудноизвлекаемых запасов — все эти факторы потребовали применения более эффективных технологий и технических средств воздействия на пласты.
Одним из перспективных направлений решения данного вопроса является зарезка и бурение боковых или горизонтальных стволов (ГС). Эффективность горизонтальной технологии основана на том, что вскрытие продуктивного пласта горизонтальным стволом приводит к увеличению контактной площади взаимодействия пласта со стволом скважины, снижению фильтрационных сопротивлений в призабойной зоне пласта, что в итоге приводит к значительному росту дебита скважины и коэффициента нефтеотдачи.
По данным промысловых наблюдений, увеличение протяженности ствола в нефтяном пласте при повышении угла наклона скважины с 10° до 45° сопровождается приростом дебита до 30%, при угле 60° превышение дебита может составлять 50%. Еще больший эффект достигается при горизонтальном прохождении ствола по пласту. Теоретическими исследованиями установлено, что производительность ГС по сравнению с вертикальными может возрасти в зависимости от геологических условий и параметров выбранной системы в 4...16 раз, что подтверждают промысловые испытания. Дебиты по боковым ГС возрастают в 5,4 раза.
Экономическая эффективность бурения боковых и ГС обусловлена еще и тем, что отпадает необходимость строительства коммуникационных линий, сокращаются затраты на оборудование и материалы, снижается воздействие на окружающую среду.
На сегодняшний день существует два способа получения окна в скважине, через которое ведется бурение бокового или горизонтального ствола: вырезание (фрезерование) райберами или фрезерами, опирающимися на клин-отклонитель, и сплошное фрезерование всего поперечного сечения обсадной колонны при помощи раздвижных фрезеров (вырезающих устройств).
Еще в середине 90-х годов прошлого века вырезание окна фрезерами и райберами различных конструкций имело ряд существенных недостатков, связанных со сложностью проведения работ, возможностью возникновения аварий. Для ориентирования клина-отклонителя и КНБК требовалось несколько спусков гироскопического компаса, вырезание окна осуществлялось в несколько долблений различными фрезерами. Наиболее сложные аварии были связаны с поворотами клина-отклонителя вокруг оси скважины или с отходом верхнего козырька клина-отклонителя от стенки обсадной трубы. При забуривании дополнительного ствола из выреза уменьшенной длины ломается бурильная колонна. При проведении спуско-подъем-ных операций в щелевидном окне возникают затяжки, прихваты утолщенных элементов (замков, центраторов, конуса забойного двигателя, долота). В случае ошибки при ориентировании клина-отклонителя в скважине исправление направления ствола скважины во время бурения представлялось сложным мероприятием.
В сравнении с вырезанием окна, сплошное фрезерование участка обсадной колонны имеет ряд преимуществ: возможность набора кривизны ближе к продуктивному пласту в любом направлении, исключается необходимость использования гироскопического компаса, меньше вероятность возникновения резкого изгиба ствола в месте зарезки, фрезерование можно выполнить за один спуско-подъем, могут применяться более жесткие компоновки при дальнейшем бурении или расширении ствола.
К недостаткам способа сплошного фрезерования участка обсадной колонны можно отнести повышенные требования к прочности цементного кольца в интервале зарезки и цементного моста для забуривания, большой объем металлической стружки, значительные затраты времени. Этот способ может быть малоэффективен в скважинах с большим углом наклона.
На сегодня благодаря созданию отечественными производителями высокоэффективных и надежных комплексов инструментов для зарезки боковых стволов вырезание щелевидного окна в обсадной колонне является основным способом зарезки боковых и горизонтальных стволов.
