главная / банк технологий / методы увеличения нефтеотдачи ...

Сверхтонкое долото: жидкий вариант


Методы и применение технологии радиального бурения в странах СНГ и Южной Америки

ХЕНК ДЖЕЛСМА, Президент, RadTech International Inc.

RadTech - очень молодая компания. Мы в бизнесе три года, и до недавнего времени наш регион деятельности ограничивался США и Колумбией. Мы создали систему радиального бурения для интенсификации добычи из вертикальных стволов. Система позволяет из обсаженной вертикальной скважины (146 мм и более) проводить горизонтальные стволы длиной около 100 метров.
Технология первоначально предназначалось для скважин с падающей добычей, которые в конце своего срока службы дают очень малый дебит. Для тех случаев, когда потенциал в пласте еще присутствует, но связи потеряны и вертикальный ствол полностью заблокирован в районе продуктивного ствола. В большинстве случаев, когда эти скважины истощаются, компании не тратят денег на их восстановление, а переходят на другие месторождения.
Поскольку сначала данная система позиционировалась для небольших бюджетов, мы не искали сотрудничества с такими компаниями, как "Газпром", например, а общались с малыми компаниями, предлагая альтернативу горизонтальному бурению, которое очень дорого стоит. Однако после доразработки и тестирования этой технологии в США, мы используем эту систему и при стандартном заканчивании скважин, для стимуляции притока, направленной кислотной обработки, химической обработки.

Увеличение и улучшение дренажа - очень важный фактор. Мы увеличиваем извлекаемые запасы, расширяем дренаж. Мы делаем то, что компании сегодня при проведении кислотной обработки не могут обещать, - перфорацию, 60 см, без опасности кольматации ствола от кумулятивных снарядов.
Мы также используем эту технологию для формирования каналов нагнетания в необходимом направлении, а также в горно-разведывательных работах. Последняя разработка - использование данной технологии для нагнетания пара в месторождениях с тяжелой нефтью.

Выбор скважины - критичный момент: нам необходимо выбрать скважину, из которой еще что-то можно получить. Мы даже работали со скважиной с нулевой добычей. Хороший анализ по каротажу, мы применяли свою технологию и получали стабильную добычу и т.п. Очень важно отношение между горизонтальной и вертикальной проницаемостью, потому что мы пытаемся определить вертикальную проницаемость в скважине. Соответственно, мы проводим полный расчет: все ли было извлечено из данной скважины и какую добычу мы можем получить.
У нас есть три типа установок. Одна из установок работает сейчас в Татарстане, для компании "Татнефть", уже 2,5 года, пробурила около 100 скважин. Еще одна установка - в Казахстане, бурила для "Казбургаза" 35 скважин, дополнительные скважины будут в ноябре-декабре. У нас есть установка для глубокого бурения, до 3000 метров. Она работает в Боливии. Аналогичные установки мы используем в Аргентине и Чили.
Одно из преимуществ - не нужно громоздкое оборудование, потому что мы используем станки А-50, обыкновенный станок КРС, с минимальным воздействием на окружающую среду, на площадках малого размера. Разработана серия установок, в которых колтюбинг и все, что необходимо для работы, находится в одном компактном контейнере. Другого оборудования не нужно. Упрощается процесс транспортировки, доставки на месторождение. Установка состоит из четырех частей: силовая установка, колтюбинговая установка, дополнительные инструменты, приборы для разбуривания колонны. Установка мобильная и очень похожа на каротажную по пульту управления.
В первых установках мы использовали генераторы "Катерпиллер" и установки с водным охлаждением. Здесь, в России, у нас проблемы с водным охлаждением, и мы перешли к использованию дизельных двигателей фирмы "Дойц".
В установке используются насосы высокого давления - плунжерный насос на 1500 атм., трехцилиндровый плунжерный насос, который питается от центрифужного насоса.
Мы можем использовать любую жидкость, которая совместима с пластом. Она идет через фильтрующую систему высокого давления и фильтруется до трех микрон. Реактивная струйная система, которую мы используем, настолько мала, что, если у нас какие-то частицы более 3 микрон, они будут оседать и кристаллизироваться и могут закупоривать насадки.

В системе используется гибкая труба 0,5 дюйма, из-за давления, чтобы выдерживались большие значения. Ограничивающий фактор на маленькой НКТ - глубина. Есть определенные значения напряжения, выступающие здесь в качестве ограничений. Есть два типа НКТ: 360L, 2205, которые могут использовать до 3000 метров, где L5 может спускаться только до 2000 метров. Инжекторная головка, или гусак, монтируется непосредственно на скважине.
В случае глубокого бурения используется несколько другая установка. Сейчас такие работы ведутся в районе Оренбурга. Треножник устанавливается над устьем скважины, фиксируется на станке КРС. Колтюбинг спускается через НКТ, через лубрикатор, непосредственно в скважину.
Скважинное оборудование - отклоняющий башмак, 1,5 метра высотой, в который может помещаться НКТ размером 2 дюйма. В нем предусмотрен специальный канал для протока. Мы можем его устанавливать где угодно в скважине, соединять его с НКТ. Его можно продвигать, проворачивать в любом направлении - либо вручную, либо с помощью гироскопа. Очень легок в обращении - два человека спокойно его поднимают. Наворачивается на любой типоразмер НКТ, который используется и в России, и за рубежом. Между забойным двигателем и долотом для выхода из колонны используется гибкое соединение. Радиус соединения - около 3 дюймов. В глубинной секции, сразу над отклоняющим башмаком, имеется адаптер для размещения гироскопа. Соответственно, это дает нам возможность ориентировать инструмент с помощью гироскопа с поверхности. Новый дизайн долота предусматривает шесть лопастей. Долото очень быстро и плавно врезается в колонну. Диаметр бура меньше диаметра вала. Это позволяет нам врезаться в колонну без проникновения в пласт.

Последовательность проведения работ следующая: монтируется станок, спускается пакер на эксплуатационной колонне НКТ. Мы глушим скважину за пакером, затем мы извлекаем пакер, далее циркулируем и полностью очищаем скважину. Затем необходимо пустить скребок, очистить скважину от парафина и т.п. Перед тем как мы будем спускать свое оборудование, скважина должна быть полностью чистой. Далее мы собираем отклоняющий башмак, ставим его на НКТ, спускаем на необходимую глубину, соответственно данным каротажа, которые мы получаем от компании заказчика.
Это совместная работа. Наша сторона консультирует и дает советы, но это ваша скважина, вы решаете, на какую глубину. Затем у нас возникает альтернатива ориентировки данной системы, если у нас сдвигающийся пласт или же если мы хотим сделать направленный ствол для последующей обработки и нагнетания воды в скважину.
После этого мы собираем компоновку для разбуривания окна в колонне. Используются гибкий переходник и двигатель, который работает со скоростью 100 оборотов в минуту. Колтюбинг в данном случае применяется только для вертикальных работ. Он никогда не сгибается, он просто доставляет жидкость в необходимое место. Затем мы прорубаем окно в колонне и полностью поднимаем систему с помощью колтюбинга из скважины.
Далее мы собираем струйную реактивную компоновку. Используется специальная струйная насадка, которая много лет назад уже применяется для очистки труб и т.п. Мы просто адаптировали это для скважинного применения. Для трубок используется материал, который называется кевлар. Он используется в пуленепробиваемых жилетах - очень гибкий и очень прочный материал.

Мы проводим стволы длиной до 100 метров. Пробовали и 150 метров, но более чем на 150 метров собирается много разбуренного материала и может возникнуть закупорка. Гидравлического усилия в этом случае недостаточно. Система работает со скоростью 9 л/мин. Она рассчитана на высокое давление, но расход 9 л/мин. Поэтому у нас существует ограничение.
Поднимаем компоновку из скважины, ориентируем башмак на 90°, на 45°, на 22,5°, в зависимости от размеров колонны, и повторяем шаги с шестого по десятый, которые мы до этого делали. Этот процесс можно повторять на одном уровне, можно это сделать на двух уровнях. Нам удавалось это сделать на одиннадцати уровнях для добычи газа. Не важно, сколько раз повторять эту операцию. В данном случае главный фактор - проницаемость между слоями, а также совместимость химического состава между слоями пласта; соответственно, дистанция между слоями пласта имеет значение. Обычно мы обрабатываем один, два или три участка. Расстояние между участками может быть от 1 метра до 10 метров, и даже 50 метров.
После завершения всех этих операций мы поднимаем подвеску НКТ, спускаем в скважину компоновку для добычи и запускаем скважину в добычу. Этот процесс занимает от двух до четырех суток; соответственно, прерывание добычи скважины - от двух до четырех дней. Затем мы демонтируем станок, демонтируем оборудование и передвигаемся на новую площадку.

Расход жидкости - 3 галлона в минуту. 120 вращений в минуту, с такой скоростью работает двигатель. В песчанике мы работу проводили за 12 минут, в карбонатном слое - до 80 минут. Самый медленный момент - вырезание окна в колонне.
Проводя сравнение с перфорацией, следует отметить, что при перфорации существует зона, которая после такой операции становится непроницаемой. Поэтому когда испытания проводятся в открытом забое, следует иметь ввиду, что даже если они показывают хорошие результаты, потом, когда вы цементируете, перфорируете, вы получите только четверть того результата, который ожидали. Такое происходит при цементировании и перфорации.
С использованием нашей системы радиального бурения процесс происходит практически без выработки тепла. Просто генерируется давление, чтобы ускорить струю, и в общем-то все.
Отверстие, которое мы пробуриваем с помощью струйной насадки получается диаметром от 2,5 см до 5 см. В конечной части этого отверстия, там, где размер нужен чуть-чуть побольше, мы просто очень медленно продвигаем струю, вследствие чего диаметр немножко увеличивается. Но если проанализировать параметры канала с проницаемостью 5 см, то здесь очень хорошие возможности для притока, особенно, если вы правильно выбрали положение для такого радиального бурения.
Общее время 6 часов на сборку и установку станка. Сейчас мы работаем в Альметьевске. Спускоподъемные операции повторяются восемь раз, на это требуется четыре часа. Вырезка окна в обходной колонне еще четыре часа, затем работа струйной насадки до 400 метров - тоже четыре часа. И, наконец, следующий показатель зависит от того, насколько эффективно работают бригады КРС (понедельник или суббота), но это время в среднем от двух до трех часов. Среднее время радиального бурения два-три дня.

На некоторых скважинах технология работает очень хорошо, на каких-то это не работает. Результат очень сильно зависит от правильного выбора скважины. Совершенно новая скважина в Калифорнии, которая по испытаниям показала себя хорошо, после цементажа и перфорирования давала 7 баррелей в день. Когда мы вышли за пределы пораженной зоны, из этой скважины удалось добывать 160 баррелей. У нас есть похожая скважина в Татарстане, где удалось повысить дебит с 2,5 тонн до 50 тонн. В Казахстане есть еще одна скважина, где с нуля удалось повысить объем добычи до 25 тонн в день. Это хорошая скважина. Когда мы стимулируем приток, вероятно, это решение гораздо лучше, чем закачка газа, вытеснение воды или кислотная обработка.
С другой стороны, если вы надеетесь получить результат с самой первой скважины, то во многих случаях вы будете разочарованы. Пример Казахстана - 35 скважин пробурено, средний прирост добычи по всему месторождению приблизительно 2-2,5 раза. По всему месторождению. Поэтому эти вложения средств вполне себя оправдывают, если в два раза увеличивается объем добычи по всему месторождению. Средний прирост добычи в Татарстане составляет от 60% до 80%. Это вполне хороший результат для таких плотных карбонатов, которые там существуют.
Из 150 скважин, которые мы продолжаем отслеживать, можно составить такую таблицу: приблизительно 5% скважин не дают никакого результата после нашей технологии, 10% скважин дают прирост до 15%, есть и до 100%, но это всего лишь 15% скважин. И рост в два раза приблизительно на 20% общего фонда скважин.
Заметьте, что здесь мы не используем никакого дополнительного стимулирования притока в этих стволах. У нас на сегодня имеется шесть систем, три из таких систем в этой части мира и три на этом континенте. Даже если мы поделим их пополам, получается равное распределение между Южной Америкой и странами бывшего СССР. Я не могу ответить на вопрос о затратах, но могу сказать, что это меньшие затраты, чем ГРП и на горизонтальное бурение.

Вступить в Ассоциацию! Члены Ассоциации
Все права защищены
© АсБур 2005-2015