Особенности кустового бурения

Министерство образования Республики Башкортостан ГБОУ СПО «Октябрьский нефтяной колледж им. С. И. Кувыкина»

Реферат по дисциплине «Бурение и горное дело»

Тема:" Особенности кустового бурения"

Выполнил ст. гр. 3Пл-10

Р. И. Яруллина Проверил А. И. Рыцев г. Октябрьский

ВВЕДЕНИЕ

Кустовое бурение-сооружение скважин, в основном наклонно направленных, устья которых группируются на близком расстоянии друг от друга с общей ограниченной площадки, а забои вскрывают продуктивный горизонт в заданных точках в соответствии с сеткой разработки

В настоящее время большинство эксплуатационных скважин бурится кустовым способом. Это объясняется тем, что кустовое разбуривание месторождений позволяет значительно сократить размеры площадей, занимаемых бурящимися, а затем эксплуатационными скважинами, дорогами, линиями электропередач, трубопроводами.

Особое значение это преимущество приобретает при строительстве и эксплуатации скважин на плодородных землях, в заповедниках, в тундре, где нарушенный поверхностный слой земли восстанавливается через несколько десятилетий, на болотистых территориях, усложняющих и сильно удорожающих строительно-монтажные работы буровых и эксплуатационных объектов. Кустовое бурение также необходимо, когда требуется вскрыть залежи нефти под промышленными и гражданскими сооружениями, под дном рек и озёр, под шельфовой зоной с берега и эстакад. Особое место занимает кустовое строительство скважин на территории Тюменской, Томской и других областей Западной Сибири, позволившее в труднодоступном, заболоченном и заселённом регионе успешно осуществлять на засыпных островах строительство нефтяных и газовых скважин.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Кустом скважин называется такое их расположение, когда устья находятся вблизи друг друга на одной технологической площадке, а забои скважин — в узлах сетки разработки залежи.

Условия, вызывающие необходимость применения кустового бурения, подразделяются на технические — разбуривание кустовым бурением месторождений, залегающих под застроенными участками;

технологические — во избежание нарушения сетки разработки при естественном искривлении скважины объединяют в кусты;

геологические—разбуривание, например, многопластовой залежи;

орфографические — вскрытие кустовым бурением нефтяных и газовых месторождений, залегающих под водоемами, под участками земли с сильно пересеченным рельефом местности, при проводке скважин на продуктивные горизонты с отдельных морских буровых оснований или эстакад;

климатические — разбуривание нефтяных и газовых месторождений, например в зимний период, когда наблюдается большой снеговой покров, или весной во время распутицы и значительных паводков.

При размещении кустовых площадок следует учитывать природные факторы. Так, в случае, когда месторождения нефти и газа располагаются в труднодоступных местах, на территории, покрытой болотами, сэрами, озерами и таежными лесами, кустовые площадки целесообразно размешать на возвышенных местах, очищенных от леса, и вблизи основных коммуникаций.

Если же промысловое хозяйство при бурении скважин кустами создается на территории, пригодной для земледелия, то необходимо стремиться к сокращению площадки, отводимой под промысел.

Подготовка площадки куста к строительству наземных сооружений и прокладка коммуникаций — основные подготовительные работы. Площадку для кустового бурения обычно располагают там, где по условиям рельефа местности затраты времени и средств будут минимальными. При этом объем всех подготовительных работ на кустовой площадке больше, чем на площадке для одиночной скважины, но в то же время этот объем, отнесенный к одной скважине куста, будет меньше.

На кустовой площадке размещают буровую установку cо всеми подсобными службами и устьевое оборудование.

Количество скважин в кусте, помимо сетки разработки, наличия одноили многопластовых залежей и других факторов, определяется технически возможными отклонениями забоев наклонных скважин.

При разбуривании многопластовых месторождений число скважин в кусте пропорционально увеличивается. При расположении кустов вдоль транспортной магистрали количество скважин в кусте уменьшается по сравнению с одним локальным кустом.

В зависимости от выбранного варианта расположения устьев в кусте объем подготовительных, строительно-монтажных и демонтажных работ может изменяться в самых широких пределах. Кроме того, от выбранного варианта расположения устьев в кусте зависят размеры отчуждаемой территории, что очень важно для обжитых районов. Характер расположения устьев скважин на кустовой площадке играет большую роль и при эксплуатации скважин. Бурить скважины на кустовой площадке можно различным количеством одновременно действующих буровых установок.

ПРАКТИКА ПРИМЕНЕНИЯ КУСТОВОГО БУРЕНИЯ Кустовой способ бурения в нашей стране впервые был использован при разработке нефтяных залежей, расположенных под дном Каспийского моря. Этот метод с различными вариантами строительства оснований и размещении скважин в кусте широко используется на промыслах Азербайджана. На первом этапе для размещения оборудования сооружали отдельные свайные основания размером 56 X 44 м, с которых проводили 7—8 скважин. С одной установки бурили две скважины за счет наклона вышки в левое и правое положения. При такой технологии площадь, охватываемая одной скважиной, составляла 176 м².

В дальнейшем кустовое бурение было использовано в Пермском нефтяном регионе в 1943 г., где было построено 11 кустов. В трех Кустах было размещено по три скважины, а в остальных—по две. С 1950 г. на Полазинском нефтяном месторождении, продуктивные пласты которого залегают под руслом реки Камы и Камским водохранилищем, для ускорения разбуривания месторождения пробурено кустовым способом и сдано в эксплуатацию 43 наклонно направленные скважины средней глубиной 1422 м.

Освоение нефтяных месторождений Западной Сибири потребовало значительного расширения объемов кустового бурения, так как в новом нефтяном районе полностью отсутствовали дороги. Скважины бурили в основном на заболоченной местности с искусственных площадок, сооружаемых различными способами: непосредственно «ледовые», представляющие собой промороженный слой болота, покрытый мхом, торфом или другими теплоизоляционными материалами; основания, представляющиев основе «ледовые» с последующим настилом лежней и отсыпкой местным грунтом (песком).

В настоящее время новые нефтяные районы в Западной Сибири и Волжско-Уральском регионе осваивают кустовым способом. Это объясняется необходимостью сохранения плодородных земель в сельскохозяйственном обороте, так как при разработке месторождений одиночными скважинами значительно возрастает территория земель, занятых под обустройство промыслов.

ТРЕБОВАНИЯ К СТРОИТЕЛЬСТВУ КУСТОВ СКВАЖИН Расположение скважин в кусте зависит от условий местности и предполагаемых средств связи куста с базой. Кусты, не связанные постоянными дорогами с базой, считаются локальными. В ряде случаев кусты могут быть базовыми, когда они расположены на транспортных магистралях. На локальных кустах скважины, как правило, располагают в форме веера во все стороны, что позволяет иметь на кусте максимальное количество скважин.

Буровое и вспомогательное оборудование монтируется таким образом, чтобы при передвижении БУ от одной скважины к другой буровые насосы, приёмные амбары и часть оборудования для очистки, химобработки и приготовления промывочной жидкости оставались стационарными до момента окончания строительства всех (или части) скважин на данном кусте.

Число скважин в кусте может колебаться от 2 до 20−30 и более. Причём, чем больше скважин в кусте, тем больше отклонения забоев от устьев, увеличивается длина стволов, увеличивается длина стволов, что приводит к росту затрат на проводку скважин. Кроме того, возникает опасность встречи стволов. Поэтому возникает необходимость расчёта необходимого числа скважин в кусте.

В практике кустового бурения основным критерием определения числа скважин в кусте является суммарный дебит скважин и газовый фактор нефти. Эти показатели определяют пожароопасность скважины при открытом фонтанировании и зависят от технического уровня средств пожаротушения.

Зная примерное число скважин в кусте, переходят к построению плана куста. Планом куста называется схематичное изображение горизонтальных проекций стволов всех скважин, бурящихся с данной кустовой площадки. План куста включает схему расположения устьев скважин, очерёдность их бурения, направление движения станка, проектные азимуты и смещения забоев скважин. Задача завершается построением схемы куста.

В проекте, кроме обычных данных, должна быть отражена последовательность бурения скважин.

Скважины проводят по программам, составленным с учетом горизонтальных проекций и профилей ранее пробуренных скважин. Запрещается бурение новой скважины, если отсутствуют данные о геометрических параметрах ствола предыдущей скважины.

При строительстве скважин куста по результатам отклонения ранее пробуренных скважин от проектного положения необходима соответствующая корректировка проектов на бурение последующих скважин.

При бурении скважин одного куста следует применять отклонители с одинаковой интенсивностью искривления ствола скважины.

Первый замер углов искривления после зарезки осуществляют через 25 м, а в дальнейшем через каждые 50 м. После проведении инклинометрических замеров горизонтальную проекцию ствола наносят на план куста в масштабе 1: 2000, находящийся на буровой. После получения официальных данных инклинометрии план уточняют. Уточненную горизонтальную проекцию ствола в технологическом отделе наносят на план куста в масштабе 1: 1000 или 1: 2000. При сближении стволов необходимо делать промежуточные замеры кривизны: при бурении с отклонителем — через 25 м, на прямолинейном участке — через 200—300 м.

Зона вокруг ствола скважины менее 1,5 м считается опасной с точки зрения встречи стволов. Если в процессе бурении выявляется, что возможно соприкосновение опасных зон двух скважин, бурение продолжают с соблюдением мер, исключающих повреждение обсадной колонну или корректируют геометрические параметры ствола скважины.

Если на плане горизонтальные проекции стволов пересекаются, необходимо определить вертикальные глубины, соответствующие точке пересечения, и указать их на плане.

При необходимости бурении скважин, не предусмотренных планом куста, проводку их следует осуществлять по специальным планам, согласованным с вышестоящей организацией.

В ходе кустового освоения нефтяных месторождений буровая установка размещается на ограниченной территории на площади. Поэтому практика наклонного бурения показала, что наиболее рациональны два метода компоновки оборудования '.

По первому методу оборудование разделяют на две части — подвижную и неподвижную (стационарную). В этом случае не все буровое оборудование перемещается с точки на точку. Во втором случае по мере проводки скважин все буровое оборудование перемещают с точки на точку, включая циркуляционную систему, буровые насосы и т. д.

Форма и размеры кустовой площадки определяются количеством скважин и расстоянием между ними, так как этим определяется общая протяженность рабочей площадки; противопожарными нормами и правилами, которыми устанавливается расстояние между отдельными объектами на кустовой площадке.

К недостаткам кустового бурения относят следующие критерии.

В связи с увеличением числа скважин в кусте возрастают отклонения забоев от вертикали и увеличивается длина стволов, что приводит к росту затрат на проводку скважин.

Кроме того, каждую пробуренную скважину по техническим причинам консервируют до завершении бурения всех или части скважин куста. Из-за этого снижаются темпы разработки месторождений и с увеличением числа скважин в кусте потери резко возрастают. Для обеспечения наибольшей экономической эффективности кустового бурения следует выявить рациональное количество скважин в кусте.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Кустовое бурение находит широкое применение в нефтедобывающей промышленности. Особенно важен этот метод в Западной Сибири, где месторождения расположены в болотистой зоне и тундре.

Отечественный и зарубежный опыт показал, что бурение скважин кустами дает возможность значительно сократить строительно-монтажные работы, уменьшить объем строительства дорог, водопроводов, линий электропередач и связи и т. д., упростить обслуживание эксплуатируемых скважин и сократить объемы перевозок. В настоящее время кусты скважин становятся крупными промышленными центрами с базами материально-технического снабжения, вспомогательными цехами и т. д. В целом кустовой способ бурения сокращает затраты на обустройство промысла, упрощает автоматизацию процессов добычи и обслуживания, а также способствует охране окружающей среды при освоении нефтяных и газовых месторождений. В этом случае можно полнее осуществлять сбор всех продуктов отхода бурения и уменьшать вероятность понижения уровня грунтовых вод на огромных территориях, которое может возникнуть вследствие нарушения целостности водоносных горизонтов.

Кустовое бурение, несмотря на преимущества, имеет и свои недостатки. У каждой скважина должно быть определенное расстояние от соседней. Это достигается строгим соблюдением зенитного и азимутального углов. Для этого применяют забойное ориентирование, основанное на применении электронной техники.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ Бронзов А. С., Кустовое строительство скважин на нефтяных и газовых промыслах, М., 1962.

Калинин A. Г., Искривление скважин, M., 1974

Разработка нефтяных месторождений наклонно-направленными скважинами, Под редакцией P. C. Пермякова, M., 1986.

Колчерин В.Г., Султанов Б. З., Шварев А. А., Крист М. О. «Сооружение и оборудование для кустового бурения скважин: Справочное пособие». — М.: Недра, 1992. — 231 с.