Технология строительства многоствольных скважин
Под термином «многоствольная скважина» понимается скважина, в состав которой входит несколько стволов, отходящих от основного. Преимуществом такого бурения является повышенный коэффициент охвата. Без многоствольных скважин объемы добычи нефти в мире были бы значительно ниже, так как часто нет технической возможности провести бурение новых скважин с поверхности, или если расходы на проект окажутся излишне высокими. Особенно актуальна технология строительства многоствольных скважин для нефтедобывающих платформ (не хватает слотов для бурения).
Что такое многоствольные скважины?
Несмотря на то, что первые патенты на технологию многоствольного бурения были зарегистрированы еще в 20-х годах прошлого века, данный метод нефтедобычи продолжает развиваться до сих пор. Сейчас в мире действуют тысячи скважин, построенных по многоствольной технологии. Три основных разновидности таких скважин:
- стандартные эксплуатационные;
- уплотняющие;
- боковые стволы, отходящие от центрального ствола.
Если многоствольная скважина пробурена в удачном месте, по эффективности она способна превзойти сразу несколько традиционных аналогов. Вместе с этим сокращаются затраты на строительство, повышается эффективность работы, нефть из пласта поступает быстрее и в больших объемах. Грамотная реализация технологии многоствольного бурения позволяет более качественно проводить разработку месторождений и заметно повысить показатель КИН (коэффициент извлечения нефти). Соответственно, экономическая эффективность скважин не подвергается сомнению.
Способов реализации технологии очень много. Особенно часто она используется в случаях, когда необходимо провести разведку крутопадающих залежей. В таких условиях каждый ствол искривляется по естественному направлению. Схемы сильно различаются между собой – основной ствол по отношению к боковым может находиться выше, ниже или посередине. Получается сложная структура скважины, в каждом конкретном случае многоствольное бурение скважин ведется по индивидуальному проекту, с учетом особенностей месторождения.
Многоствольное бурение на новых и действующих месторождениях
В большинстве случаев многоствольное бурение используют при разведке нового месторождения. Если применение технологии признается целесообразным, она используется уже в промышленных целях. Ранее возможности были ограничены несовершенством оборудования, но сейчас технология рассматривается как надежная и проверенная – ее используют повсеместно.
Быстрое развитие многоствольного бурения объясняется также истощением действующих крупных месторождений, где большие объемы нефти располагались в достаточно крупных полостях горных пород. Значительная часть действующих сейчас месторождений – это множество изолированных полостей, получить к ним доступ с помощью обычных одноствольных скважин очень сложно и экономически нецелесообразно. В то же время многоствольные скважины позволяют вывести в один ствол нефть из нескольких полостей одновременно.
Строительство скважин по многоствольной технологии дает следующие преимущества:
- Снижается общая стоимость работ, так как вначале проводится бурение до рабочей глубины, после чего добавляются горизонтальные ответвления.
- Увеличивается объем нефти, извлекаемой в расчете на одну платформу - соответственно, повышается и экономичность.
- Наличие нескольких стволов позволяет разрабатывать коллектор на большей площади.
- Можно с большей точностью оценить текущие объемы запасов. Применение многоствольных скважин делает выгодной разработку даже маргинальных месторождений.
- Меньше скважин с поверхности, за счет чего отрицательное влияние на окружающую среду снижается.
- Буровые раствор и шлам утилизируются в меньших объемах.
Перспективное решение – строительство многоствольных скважин на основе уже имеющихся в действующем фонде (для повышения экономической эффективности). Увеличивается охват разрабатываемых объектов, тогда как расходы снижаются – уже есть основа в виде пробуренных скважин и сопутствующей инфраструктуры.
Для бурения на морских платформах альтернативы многоствольной технологии практически нет – исходное количество скважин ограничено, и повышения эффективности можно добиться только за счет дополнительных стволов-ответвлений.
Технология строительства многоствольных скважин
Несмотря на хорошо отработанные методы проектирования и строительства, многоствольное бурение скважин – это масштабный и ресурсоемкий проект. По этой причине на начальном этапе проводится тщательная оценка коллектора. Основные характеристики коллекторов, указывающие на целесообразность многоствольного бурения:
- Изолирование скопления углеводородов в коллекторе.
- Линзовидная форма коллектора, не допускающая использования одной горизонтальной или вертикальной скважины.
- Обилие природных трещин в коллекторе, или достаточная проницаемость только по одному направлению.
- Разработка с заводнением. В данном случае основную законченную скважину эксплуатируют в качестве нагнетательной, тогда как продуктивными будут боковые ответвления. Возможен и обратный вариант, когда именно боковые стволы используются для нагнетания давления.
- Количество скважин, предусмотренных на добывающей платформе, не позволяет проводить разработку с ожидаемой эффективностью.
Для многоуровневых месторождений с несколькими нефтеносными пластами технология строительства многоствольных скважин является оптимальной. Допускается устройство нескольких ответвлений в один пласт, что улучшает его вскрытие, не менее распространена и кистевая форма, позволяющая вскрывать пласты на нескольких уровнях. В рамках одного пласта многоствольное бурение используется преимущественно для увеличения дренажной площади (параллельные или веерные ответвления).
Преимущества технологии строительства многоствольных скважин:
- Возможность использования независимо от сложности геолого-технических условий.
- Скважина может заканчиваться боковыми стволами, с погружением цементируемого хвостовика (или хвостовика-фильтра, без цементирования) в продуктивную зону. При необходимости можно оставить пласт в открытом состоянии.
- Одновременная работа с несколькими продуктивными зонами, даже если их параметры различаются.
- Удержание ствола в стабильном состоянии на продолжительный срок.
Из недостатков можно выделить достаточно высокую стоимость бурения, что связано с необходимостью использования дорогостоящего оборудования. В российских условиях это означает, что при выходе оборудования из строя бурение может остановиться на несколько месяцев. Данные факторы – главная причина, по которой в России нефтедобыча по многоствольной технологии все еще недостаточно развита.
Экономическая эффективность многоствольных скважин
В ряде случаев многоствольное бурение скважин делает более быстрой и менее затратной разведку нового месторождения. Экономическая эффективность многоствольных скважин проявляется во всем:
- Сокращается время, необходимое на разведку месторождения.
- Объемы работ снижаются на 20-30 процентов (монтаж и демонтаж оборудования, подведение электричества, воды).
- Изменяется методика ведения разведки, требуется меньшее число исходных скважин.
- Требуется меньше оборудования и инфраструктурных сооружений, сокращаются расходы на обслуживание нефтедобывающего комплекса на месторождении.
Экономическая эффективность строительства многоствольных скважин обеспечивается за счет того, что расходы на бурение и заканчивание становятся меньше, тогда как объемы добычи возрастают. Повышается эффективность дренажа коллектора. Можно получить большее количество сырья при меньшем количестве скважин. Общие затраты на разведку и разработку ниже, достигается экономия на инфраструктуре.
Дополнительный фактор, указывающий на экономическую эффективность многоствольных скважин – возможность их строительства на базе уже действующих стволов. Бурение с поверхности здесь не требуется, можно создать ответвления к пластам, которые ранее были пропущены.
Многоствольное бурение позволяет повысить продуктивность давно разрабатываемых месторождений нефти и с максимальной эффективностью организовать разработку новых.
Видео: Метод многоствольного бурения