Профиль направленной скважины

Профиль ствола скважины выбирается исходя из условий:

— наличие препятствий для заложения устья скважины над забоем;

— куст скважин или одиночная скважина запроектирована;

— расположение фильтра (вертикально, наклонно или горизонтально).

Профиль скважины должен обеспечивать:

— минимальные нагрузки на буровой инструмент во время спускоподъемных операций;

— прохождение приборов и устройств по стволу скважины;

— возможность применения запланированных методов одновременной эксплуатации нескольких горизонтов в многопластовых залежах;

— минимальные затраты на сооружение скважины.

Существует три вида профилей направленных скважин:

1 — тангенциальные скважины (состоят из трех участков);

2 — S-образные скважины (состоят из пяти участков);

3 — J-образные скважины (состоят из двух участков).

Другие виды профилей можно считать промежуточными видами или комбинацией вышеперечисленных профилей.

Тангенциальные скважины, как правило бурят с отклонением вблизи устья до набора необходимого угла, а далее бурят с набранным углом до проектной глубины. Подобный вид часто применяют для строительства скважин умеренной глубины в простых геологических условиях, если не используются промежуточные колонны. Данный профиль дает возможность наибольшего отклонения ствола скважины от вертикали при наименьшем зенитном угле, в связи с этим профиль выбирают при кустовом бурении.

При S-образном профиле, бурят вертикальный участок ствола, затем отклоняются на некоторый угол, а после проходки необходимой длины, угол отклонения уменьшают до полного восстановления вертикального положения скважины. Промежуточная колонна может быть установлена в интервале второго отклонения, после чего скважину добуривают вертикальным стволом.

S-образный профиль применяется:

— при наличии газовых зон, соленой воды и другие геологических факторов требующих применения промежуточных обсадных колонн;

— при глушении аварийно-фонтанирующей скважины;

— если есть необходимость развести забои скважин при бурении их с одной платформы.

Третий, J-образный тип профиля используется, когда нужно отклонить забой от вертикали на значительных глубинах. При этом скважина бурится на необходимую глубину вертикально, после чего начинается участок отклонения ствола, угол наклона постоянно растет, пока скважина не достигнет проектной глубины. Подобные скважины бурятся для вскрытия пластов, находящихся под солевыми куполами, при кустовом бурении, а также вскрытия глубоких залежей. К J-образным относятся также, горизонтальные скважины.

Для первого и второго типов профилей — первый вертикальный интервал должен быть как можно короче, это уменьшит усилия и время затрачиваемые на ориентированный спуск бурильной колонны. Для третьего типа профиля — длина вертикального участка должна быть наибольшей, это позволяет уменьшить длину второго участка и тем самым сократить время работы отклоняющими устройствами в скважине.

Для минимизации возможности образования желобов, а также для уменьшения силы трения о стенки скважины при спускоподъемных операциях — искривление скважины начинают и заканчивают в сравнительно твердых породах, при этом траектория набора и уменьшения кривизны должна быть не менее окружности определенного радиуса. Однако, сами интервалы набора и уменьшения кривизны скважины должны быть по возможности минимальными, для обеспечения минимального времени на их проходку. Это приводит к противоречию, когда необходимо с одной стороны увеличивать радиус, с другой уменьшать его. Поэтому рассчитывается минимально возможный радиус при данных условиях.

По радиусу искривления ствола, горизонтальные скважины делятся на три типа профиля.

а) Большой радиус кривизны (более 190 м.) — часто применяется при кустовом бурении, а также при бурении одиночных скважин с большой протяженностью горизонтального участка (от 600 до 1500 м.). Для подобных скважин используют стандартную технику направленного бурения, позволяющую создать максимальную интенсивность искривления (0,7 — 2° на 10 м. проходки).

б) Средний радиус кривизны (60 — 190 м.) — используется при строительстве одиночных скважин, для восстановления эксплуатационных характеристик действующих скважин. Максимальная интенсивность искривления при этом 3 — 10° на 10 м., при длине горизонтального участка 450 — 900 м. Скважины со средним радиусом дают возможность точно попадать в глубинную цель.

в) Малый радиус кривизны (10 — 60 м.) — обеспечивает максимальную точность попадания в глубинную цель. Интенсивность искривления, при этом составляют 0 — 25° на 1 м. проходки при длине горизонтального участка 90 — 250 м.

Чем меньше радиус кривизны ствола скважины, тем хуже условия работы буровым инструментом и обсадными трубами.