В результате применения одной из технологий бурения созданная горизонтальная скважина должна быть отклонена от оси, по которой проходит на определенном уровне глубины вертикальная скважина. Это позволяет препятствовать попаданию скважины в слои нефти, поскольку она должна располагаться параллельно слою залегания нефти.
Бурение в большей степени относится к нефтяной отрасли, чем к другим отраслям промышленного хозяйства. Технология бурения предполагает перед началом выполнения работ проведение исследования грунта. Обязательно оформляется документальное разрешение, позволяющее проведение подземных работ.
Бурить горизонтальные скважины, являющиеся разновидностью наклонных, можно тремя различными методами, связанными со следующими видами способов бурения, включая:
- направленный;
- сервисный инсталляционный;
- внутриразломный направленный.
Сервисный инсталляционный способ зачастую связан с осуществлением прокладки внутренних подземных коммуникаций, а при внутриразломном способе — в залежах угля, что может быть связано с газоотводом.
Особенности технологии
По причине сниженной продуктивности устаревших скважин нефтегазодобывающие компании занимаются наращиванием объемов производства путем усиленной эксплуатации разработанных нефтяных месторождений.
Эффективный метод увеличения притока добычи сырья основан на технологии ГНБ, связанной с горизонтальным бурением.
Этот метод связан с увеличением площади поступления в ствол нефти либо газа. Обычно в результате ГНБ происходит образование скважин, имеющих горизонтальные участки, что представляет собой один из способов бурения, которое называется наклонно-направленным.
Существует несколько аспектов, позволяющих сгладить влияние технологии бурения горизонтальных скважин на окружающую среду. К производственно-техническим способам относится бестраншейное строительство в местах установки высоковольтных ЛЭП, в местах расположения плотных жилищных застроек или трасс.
Использование для бурения горизонтальных скважин высокотехнологичного бурового комплекса в значительной степени способно сокращать рабочие сроки. При этом не требуется привлечения значительного количества техники или рабочей силы. Не требуется производить процесс водопонижения, если грунтовые воды расположены на более высоком уровне.
С позиций финансово-экономического аспекта при сокращении сроков выполнения работ уменьшается сметная стоимость при строительстве трубопровода. Экономичность при использовании агрегатов позволяет минимизировать все энергозатраты. Важным является и социально-экологический аспект, связанный с минимизацией оказания негативного воздействия на условия проживания людей.
Возможные ситуации
Метод не только позволяет повысить объемы добычи нефти с месторождений, которые уже находились долгое время в эксплуатации. Одновременно он связан с началом промышленной разработки участков, ранее считавшихся малоэффективными, или участков с низкой рентабельностью либо с полным ее отсутствием. Пользоваться данным методом целесообразно в нескольких типах ситуаций, предполагающих:
- Поломку бура.
- Труднодоступные по причине сложного рельефа либо близости водоемов к добыче нефти места.
- Разработку месторождений на океаническом или морском дне.
Если при бурении скважин сломался бур, что может произойти по причине ведения проходки в очень крепких породах, то зачастую его уже невозможно вытащить из пласта. Обойти данную ситуацию, то есть заклинивание бура, позволяет бурение ствола под углом к первоначальному направлению.
В определенных ситуациях вертикальный способ проходки заменяется горизонтальным по причине сложности рельефа местности, близости месторождения к водоему и т.п.
При горизонтальном бурении можно этим методом наиболее комфортно добраться до необходимого пласта, подобрав удобное место для начала работ.
Если месторождение находится на дне моря или океана, то процесс бурения связан с наименьшими затратами. При необходимости монтажа специальной морской платформы процесс строительства и дальнейшей эксплуатации потребует значительных расходов. Аналогичная ситуация может возникнуть и при возведении нефте- и газохранилищ под землей.
Особенности выбора
Процесс ГНБ, что расшифровывается как горизонтальное направленное бурение, связан с внедрением новых технологий, позволяющих делать скважины, имеющие большое отклонение от оси по вертикали. Данные возможности являются очень ценными, так как расположение слоев с содержанием нефти чаще является горизонтальным. Горизонтальные скважины обладают высокой производительностью, если их сравнивать с вертикальными скважинами, сделанными в одних и тех же слоях, содержащих нефть.
Осуществляют проходку в слоях в установленном технологическом режиме бурения, что характерно для ГНБ. При этом весь процесс должен сочетаться с четко поставленными условиями работы установки, то есть устройства, разрушающего забой горизонтальной скважины. Показателями эффективности разрушения являются следующие:
- Нагрузка на устройство (долото), связанная с осевым давлением.
- Число оборотов при вращении долота.
- Уровень качества глины в слоях и ее количество.
- Способ подачи инструмента для забоя и др.
Если принять во внимание комплекс всех факторов, характерный для режима процесса бурения, то можно выявить способ бурения, который является наиболее эффективным. При этом выполнение условий работы обычно соответствует способам бурения скважин. Поэтому соблюдение оптимальных условий технологии режима бурения сочетается с ростом показателей эффективности проходки в результате горизонтального бурения.
Точка бурения может находиться по отношению к слоям с содержанием нефти зачастую на определенном расстоянии, составляющем несколько километров, поэтому результат будет связан с положительным эффектом. Вертикальный же способ бурения способен нанести значительный урон экологической чистоте в местах нахождения месторождений, поэтому метод создания скважин горизонтальных является оптимальным.
Преимуществом ГНБ является сохранение существующего экологического баланса и природного ландшафта. Процесс бурения не связан с техногенным воздействием на ландшафт, что не наносит вреда существующей флоре и фауне. Происходит минимизация отрицательного воздействия на условия жизни населения той зоны, где производится бурение нефтеносных слоев.
Подготовительные работы
Проводить процесс бурения горизонтальных скважин на нефть или газ, а также прочие виды полезных ископаемых можно с применением установки по глубокому методу бурению. С этой целью осуществляется составление геолого-технического наряда, режимно-технической карты. Процесс выполнения работ определяет технологический регламент.
Основные этапы процесса бурения включают следующие виды операций:
- Укладка и сборка инструментов для бурения.
- Проведение спуско-подъемных операций с использованием автоматики.
- Ориентированное бурение.
- Создание бурового раствора.
- Операции по утяжелению и химической обработке бурового раствора.
- Герметизация устья горизонтальных скважин.
- Глушение газоводонефтепроявлений.
- Подготовка сделанных скважин к геофизическим исследованиям.
- Подготовка горизонтальной скважины к приему испытателя пластов.
- Использование креноотборочных снарядов с целью отбора крена.
- Освоение горизонтальной скважины.
- Транспортировка комплексных буровых машин.
В ходе выполнения каждого этапа осуществляется дополнительный контроль над свойствами приготовленного раствора при тщательном анализе системы очистки раствора. Для устьев скважин должны быть предусмотрены противовыбросовые установки, что позволит уменьшить отрицательный результат от возможных аварий при бурении.
Уровень технического состояния подземного и наземного оборудования для бурения должен подвергаться своевременному оперативному контролю. Для проверки правильности протекания всех процессов используются контрольно-измерительные приборы в исправном состоянии, а также автоматы и предохранительные устройства.
Все осложнения в ходе бурения должны быть ликвидированы. После подготовки скважины должны осуществляться работы, связанные с испытанием пластов. После каждого бурения все использованное оборудование должно подвергаться обязательному профилактическому ремонту, монтажу и демонтажу.
Система управления в ГНБ
Главным моментом является технология управления в процессе ГНБ, так как он связан с нахождением бура в недосягаемой зоне. Бурение горизонтальных скважин на нефть производится при тотальном контроле, иначе последствия будут непредсказуемыми.
При осуществлении работ ГНБ применяется система локации, используемая с целью реализации контрольной функции. Она является особым зондом, местом расположения которого является буровая головка. Необходимо использование специального прибора, позволяющего синхронизировать работу зонда. Локаторщик или оператор должен с поверхности земли регулировать работу зонда через прибор.
Угол направления бурения будет каждый раз регистрироваться зондом, а вся информация должна отсылаться на прибор, находящийся в руках оператора системы локации. Локаторщик через прибор будет следить не только за направлением бурения, но и за числом оборотов бура, температурой буровой головки. Возможность быстрого получения информации позволит предотвратить все нежелательные последствия.
Процесс ГНБ осуществляется за счет комплексной техники. В конструкцию типичной строительной установки или машины входят следующие составные элементы:
- Рама.
- Буровой лафет.
- Кузов.
- Ходовая часть, то есть гусеничная либо колесная.
- Гидростанция.
- Энергетическая установка.
- Панель управления.
- Дизельный двигатель.
- Устройство подачи штанг.
Классификация буровых установок зависит от максимальной силы протяжки, а ее единицей измерения выступает тонна. Большое значение имеют и показатели диаметра расширения и длины скважины, которые будут максимальными. Наличие второстепенных дополнительных показателей, способных дать правильную характеристику потребительских свойств техники ГНБ, связано с измерением радиуса изгиба колонны штанг. Данная величина характеризует степень силы изменения траектории, связанной с условиями пилотного бурения скважин, уровнем затрат количества раствора для бурения скважин.
