ОБЗОР И ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ СЕГМЕНТОВ СОПРОВОЖДЕНИЯ НАКЛОННО-НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ

OVERVIEW AND CHARACTERISTICS OF THE MAIN SEGMENTS OF DIRECTIONAL DRILLING SUPPORT

Alzubair Abakar

student, Department of Oil and Gas Drilling, gr. VPSm-22-1, Tyumen Industrial University,

Russia, Tyumen

Galina Sheshukova

scientific supervisor, Associate Professor, Candidate of Technical Sciences, Tyumen Industrial University,

Russia, Tyumen

АННОТАЦИЯ

В результате работы были выделены и описаны основные сегменты рынка наклонно-направленного бурения. Развитие каждых из приведенных в статье сегментов сопровождения наклонно-направленного бурения позволит значительно улучшить технико-экономические показатели строительства скважин.

ABSTRACT

As a result of the work, the main segments of the directional drilling market were identified and described. The development of each of the segments of directional drilling support listed in the article will significantly improve the technical and economic indicators of well construction.

Ключевые слова: наклонно-направленное бурение; MWD; LWD; винтовой забойный двигатель; роторно-управляемая система.

Keywords: directional drilling; MWD; LWD; screw downhole motor; rotary-controlled system.

Рынок услуг сопровождения наклонно-направленного бурения (ННБ) - один из наиболее динамично развивающихся сегментов российского нефтесервисного рынка в целом [1]. Каждый год на рынке происходят существенные изменения, что делает его ежегодное исследование актуальным для всех специалистов в области нефтесервиса.

На рынке сопровождения бурения могут быть выделены пять основных сегментов:

• сервис телеметрии в процессе бурения (MWD);
• сервис систем каротажа в процессе бурения (LWD);
• сервис винтовых забойных двигателей (ВЗД);
• сервис роторных управляемых систем (РУС);
• прочие сопроводительные сервисы, оборудование и инструмент.

Телеметрические системы (MWD) обеспечивают бурового подрядчика данными по траектории ствола скважины, давлению, температуре и динамическим параметрам бурения (глубина, расположение, ориентация направляемых буровых систем). В ряде случаев к этим параметрам добавляется гамма-каротаж, служащий для определения геологии пластов на основе их естественной адиоактивности. Системы MWD востребованы при строительстве наклонно-направленных и горизонтальных скважин [2].

Передача данных телеметрии на поверхность осуществляется одним из четырех способов:

• по кабелю;
• по электро-магнитному каналу;
• по столбу промывочной жидкости (гидроимпульсный);
• по буровым трубам со встроенным интеллектуальным кабелем.

Рисунок 1. Расположение модуля MWD в процессе бурения скважины

Системы каротажа в процессе бурения (LWD) используются совместно системой MWD и обеспечивают бурового подрядчика данными по свойствам пластовых пород, практически заменяя собой ГИС в открытом стволе. С помощью нейтронного и лито-плотностного каротажа возможно более правильно оценивать структуру и свойства пластов, а применение азимутальных методов каротажа позволяет определять угол и азимут залегания пластов [3].

Среди операций LWD можно выделить три ключевых сегмента:

• сегмент №1 (в дальнейшем - LWD 1): ГК (гамма-каротаж) + резистивиметрия;
• сегмент №2 (в дальнейшем - LWD 2): ГК + резистивиметрия + ГГК (гамма-гамма каротаж) + ННК (нейтрон-нейтронный каротаж);
• сегмент №3 (в дальнейшем - LWD 3): ГК + резистивиметрия + ГГК + ННК + азимутальные методы каротажа.

Применение подрядчиками и заказчиками того или иного сегмента LWD во многом зависит от геологических особенностей месторождений, таких как толщина продуктивного пласта, четкость его границ и т.д. В связи с этим, LWD  2 является наиболее распространённым сегментом для месторождений Западной Сибири и севера Красноярского края, включая Нягань, Сузунское, Тагульское, Лодочное, Русское, Уватскую группу. Сегмент LWD 3 наиболее распространён в Восточной Сибири и на сложных месторождениях Западной Сибири, включая Верхнечонское, Таас-Юрях, Роспан. Однако немаловажными факторами являются финансовые возможности, а также профессиональный уровень персонала заказчиков подрядчиков, а именно, способность выполнить проводку скважины с применением тех или иных технологий LWD.

Винтовые забойные двигатели пришли на смену турбобуров, и в 2020 году 87% объемов эксплуатационного бурения осуществлялись с использованием ВЗД. Забойные двигатели можно разделить на 4 основных группы, исходя из типоразмера (наружного диаметра двигателя) [4]:

• 203 мм – 240 мм; применяются при бурении вертикальных скважин;
• 172 мм – 19 мм; применяются при бурении вертикальных и части наклонно- направленных и горизонтальных скважин;
• 127 мм – 172 мм; применяются для бурения наклонно-направленных и горизонтальных скважин;
• 43 мм – 120 мм; применяются для операций по ремонту скважин (разбуривание пробок, райбирование, фрезерование эксплуатационных колонн и бурении боковых стволов.

Использование роторных управляемых систем (РУС) наиболее востребовано при бурении горизонтальных скважин с большими отходами горизонтальных стволов, т.к. в ряде случаев проводка таких скважин с использованием винтовых забойных двигателей при не вращающейся бурильной колонне невозможна.

Рисунок 2. Общая схема роторно-управляемой системы

Роторные управляемые системы позволяют бурить горизонтальные скважины с более ровным профилем из-за отсутствия перегибов ствола (обычных при использовании забойных двигателей) с большим отходом за счет снижения трения и лучшей очистки ствола. Более высокая скорость проходки с постоянным вращением бурильной колонны предотвращает вероятность прихватов бурильного инструмента, сокращает время на очистку ствола от выбуренной породы, снижает пагубное воздействие бурового раствора на продуктивный пласт и обеспечивает более быстрый ввод скважин в эксплуатацию.

Развитие каждых из приведенных в статье сегментов сопровождения наклонно-направленного бурения позволит значительно улучать технико-экономические показатели строительства скважин.

Список литературы:

1. Мухамбет, А. Горизонтальные нефтяные скважины. Способы их бурения / А. Мухамбет // Студенческий форум. – 2020. – № 42-2(135). – С. 18-20. – Текст: непосредственный.
2. Грачев Ю.В., Варламов В.П. Автоматический контроль в скважинах при бурении и эксплуатации. М.: Недра, 1968, - 328с.
3. Лежанкин С.И. Комплексы исследований горизонтальных скважин геофизическими методами и вопросы методологии интерпретации их результатов. НТВ АИС "Каротажник" №21, 1996, с. 25-28.
4. Двойников М.В. Совершенствование винтовых забойных двигателей для бурения скважин: Монография / М.В. Двойников, В.П. Овчинников, А.В. Будько, П.В.Овчинников, А.И. Шиверских – Текст: непосредственный. // Тюмень: ООО «Печатник», 2010. – 141 с.