Бурение наклонно-направленных скважин. Анализ динамического состояния бурильного инструмента в процессе бурения. Патентная проработка демпфера

1 БУРЕНИЕ НАКЛОННО НАПРАВЛЕННЫХ СКВАЖИН

 1.1 Назначение и область  применения наклонно направленного  бурения

Разработка нефтяных и газовых месторождений в труднодоступных районах, на акваториях и шельфах морей и океанов, доразработка старых месторождений, уплотнение сетки разработки, охрана земельных угодий, усиление экологических требований, сложные геологические условия – главные причины бурения наклонных и горизонтальных скважин.

Искусственное отклонение оси скважины от вертикали подразделяется на наклонное, горизонтальное, многозабойное (разветвлено наклонное и разветвлено горизонтальное) и многоствольное (кустовое) бурение. Бурение таких скважин ускоряет освоение новых нефтяных и газовых месторождений, увеличивает дебиты и нефтеотдачу пластов, снижает капиталовложения, облегчает и упрощает обслуживание и ремонт скважин.

В настоящее время практически все эксплуатационные скважины бурятся
кустовым методом, когда устья нескольких скважин в кусте расположены близко друг к другу на одной технологической площадке, а забои находятся в узлах
сетки разработки. Количество скважин в кусте колеблется от 2 до нескольких
десятков. В Башкортостане это 10…30 скважин, в Западной Сибири да 50 - 60
скважин в кусте.

Самым большим, состоящим из 64 скважин, является куст, построенный в
черте города Лос-Анджелес, США. Для этих целей было сооружено специальное здание, в котором было размещено буровое и эксплуатационное оборудование. Число морских скважин в кусте может достигать 50 и более.

Вертикально направленными бурятся лишь разведочные и некоторые
другие скважины специального назначения.

Искусственное искривление скважин применяется с целью:

1) добычи нефти и газа изтруднодоступных участков, занятых на поверхности
промышленными и жилыми объектами. оврагами, горами, реками, озерами,
болотами, лесами;

2) экономии отводимых под строительства буровых плодородных земельных участков, лесов и др.;

З) экономии затрат на строительство оснований, подъездных путей, линий электропередач, связи, трубопроводов;

4) сокращения средств и времени при строительно-монтажных работах и обслуживании при эксплуатации скважин с близко расположенными устьями;

5) обхода зон катастрофических поглощений. обвалов и аварий в стволе скважины;

6) вскрытия продуктивных пластов, залегающих над пологим сбросом или между двумя параллельными сбросами;

7) проходки стволов на нефтяные пласты, залегающие под соляными куполами, в связи с трудностью бурения через них (соль «плывет», срезает бурильные и обсадные колонны);

8) вскрытия продуктивных пластов, залегающих под дном морей, рек, озер, болот, каналов, строений;

9) проходки нескольких скважин с буровых оснований, морских платформ, эстакад;

10) бурения стволов для глушения открытых фонтанов и тушения пожаров;

11) перебуривания части ствола скважины;

12) вскрытия продуктивного пласта под определенным углом для увеличения поверхности дренажа;

13) многозабойного вскрытия продуктивного пласта;

14) газификации угольных пластов и подземного выщелачивания [9].

Особого внимания заслуживает зарубежный опыт бурения специальных
наклонно-горнзантально-восстающих скважин с целью прокладки коаксиальных (двойных) дюкеров под руслами рек. Эти работы осуществляются теперь и
в Башкортостане Уфимским управлением буровых работ. Спроектировано специальное оборудование, позволяющее забуривать скважину без вертикального
участка, под углом 8…12° к горизонту. Нагрузка на долото создается гидравлическими домкратом, забойным двигателем является электробур. Скважина
проводится под дном реки на глубине 15...20 м. При выходе долота на поверхность на другом берегу реки бурильную колонну соединяют с дюкером и протаскивают всю систему труб обратно к устью скважины. Затем в дюкер вводятся трубы меньшего диаметра, которые будут являться продуктопроводом. Такая
двойная конструкция дюкеров исключает проникновение нефтепродуктов в реки, озера,  улучшает экологию целых регионов и имеет большое будущее.

1.2 Способы бурения наклонных скважин

Существует два способа бурения наклонных скважин: роторный и с применением забойного двигателя.

Роторный способ представляет собой прерывистый процесс искривления ствола скважины последовательными зарезками (уходами в сторону). В качестве отклоняющего устройства применяется отклоняющий клин, на западе он называется wipstock. Отклоняющий клин — толстостенная обсадная труба, разрезанная по диагонали на две части. По месту разреза приваривается жёлоб. Клинья могут устанавливать стационарно и съемно, предварительно ориентируя
желоб в заданном азимуте. При бурении долото скользит по желобу, что приводит к искривлению скважины на заданном участке. Если набранный зенитный угол меньше проектного, может быть повторно установлен отклоняющий
клин. В настоящее время применение отклоняющих клиньев осуществляется весьма редко.