Поиск

Технология направленного бурения (НБ) является одной из самых передовых технологий бурения в мировой сфере разведки и разработки нефти. Она основана на использовании специальных скважинных инструментов, измерительных приборов и технологических процессов для эффективного управления траекторией ствола скважины, направляя буровое долото к заданной подземной цели в заданном направлении. Эта технология устраняет ограничения вертикальных скважин, которые «могут разрабатывать только ресурсы непосредственно под устьем скважины». Внедрение технологии направленного бурения позволяет экономично и эффективно разрабатывать нефтяные и газовые ресурсы, ограниченные поверхностными или подземными условиями, значительно увеличивая добычу нефти и газа и снижая затраты на бурение. По сути, наклонно-направленная скважина — это метод бурения, который направляет ствол скважины к целевому пласту по заранее рассчитанному углу отклонения и азимуту.Существует три основных типа профилей скважин:(1) Двухсекционный тип: вертикальная секция + наращиваемая секция;(2) Трехсекционный тип: вертикальная секция + наращиваемая секция + касательная секция;(3) Пятисекционный тип: верхняя вертикальная секция + секция наращивания + касательная секция + секция спуска + нижняя вертикальная секцияГоризонтальная скважина — это тип наклонно-направленной скважины. Обычные нефтяные скважины вскрывают нефтяной пласт вертикально или под небольшим углом, что приводит к образованию короткого участка ствола, проходящего через пласт. В отличие от этого, после бурения вертикально или под углом для достижения нефтяного пласта, ствол горизонтальной скважины поворачивается в направлении, близком к горизонтальному, чтобы оставаться параллельным нефтяному пласту, что позволяет бурить большие расстояния внутри пласта до его завершения. Оснащена высокопрочными тяжелые бурильные трубы (HWDP) для горизонтальных участков и износостойкие долота PDC (поликристаллический алмазный компакт)Длина участка, вскрывающего пласт, может составлять от сотен метров до более 2000 метров. Это не только снижает гидравлическое сопротивление флюида, поступающего в скважину, но и многократно увеличивает производительность по сравнению с традиционными вертикальными или наклонно-направленными скважинами, способствуя повышению нефтеотдачи.Ⅰ. Сценарии применения1. Преодоление наземных/подземных препятствийПоверхностные препятствия: Если над резервуаром имеются здания, железные дороги, озера или экологические защитные зоны, то наклонно-направленные скважины можно бурить за пределами этих препятствий, чтобы достичь резервуара под углом (например, разработка нефтяных и газовых месторождений вокруг городов).Подземные препятствия: при обходе опасных геологических объектов, таких как подземные пещеры, соляные купола и разломы, ударопрочность и устойчивость к разрушению утяжеленные бурильные трубы и высокого давления противовыбросовый превенторs (ПБ) используются скоординированно, чтобы избежать аварий при бурении, таких как прихваты труб и выбросы.2. Увеличение производительности нетрадиционных месторождений нефти и газаНетрадиционные пласты, такие как сланцевый газ и нефть плотных пород, обладают «крайне низкой проницаемостью». Вертикальные скважины способны охватить лишь небольшую часть пласта, что ограничивает возможности добычи. Однако горизонтальные скважины пересекают пласт по горизонтали на расстояние в несколько сотен метров, увеличивая площадь контакта с пластом в десятки раз. Суточная добыча газа одной горизонтальной скважины может быть в 5–10 раз выше, чем у вертикальной, что делает её ключевой технологией для разработки нетрадиционных месторождений нефти и газа.3. Сокращение затрат на разработкуМорские месторождения нефти и газа: бурение куста скважин с одной морской платформы намного менее затратно, чем строительство отдельной платформы для каждого целевого объекта, что приводит к сокращению затрат на разработку на 30–50 %.Зрелые нефтяные месторождения: Благодаря технологии «sideTracking» (бурение ответвлений от ствола старой скважины для разработки оставшихся нефтяных пластов в близлежащей области) нет необходимости бурить новые вертикальные скважины, что значительно сокращает инвестиции.Ⅱ. Преимущества и недостатки по сравнению с вертикальными скважинамиПреимущества1. Широкие возможности охвата ресурсов: Он позволяет разрабатывать удалённые и разрозненные пласты, недоступные для вертикальных скважин, что позволяет повысить эффективность добычи нефти и газа из нефтяных и газовых пластов.2. Высокая производительность одиночной скважины: В частности, горизонтальные скважины значительно увеличивают площадь контакта между стволом скважины и пластом, обеспечивая значительные преимущества при разработке нетрадиционных месторождений нефти и газа.3. Превосходная экономическая эффективность: Кустовые скважины и многоствольные скважины, поддерживаемые интегрированными буровыми установками и соответствующим буровым оборудованием (таким как верхние приводы и буровой насосs), сокращают затраты на поверхностные работы и строительство платформы, что делает их пригодными для сценариев морской и интенсивной разработки.Недостатки1.Высокая техническая сложность: Для этого требуются профессиональные специалисты по направленному бурению, роторные управляемые системы (РУС) и оборудование MWD (измерения во время бурения), что приводит к гораздо более высоким техническим требованиям, чем для вертикальных скважин.2.Высокие затраты: Инвестиции в однонаправленную скважину обычно на 20–50 % выше, чем в вертикальную скважину той же глубины (из-за увеличения затрат на инструменты, оборудование и рабочую силу).3.Высокие риски: Сложная траектория приводит к высокому сопротивлению циркуляции бурового раствора и усложняет обеспечение устойчивости ствола скважины, что приводит к более высокому числу аварий, таких как прихват труб и обрушение ствола скважины, по сравнению с вертикальными скважинами.4.Длительный цикл строительства: Требуются частые корректировки траектории и измерения данных, что приводит к увеличению продолжительности цикла строительства на 30–60 % по сравнению с вертикальными скважинами той же глубины.Ⅲ. ЗаключениеПодводя итог, можно сказать, что наклонно-направленное бурение представляет собой важную веху в развитии нефтяной промышленности от простой вертикальной разработки до сложной и точной разработки. В настоящее время в мировой разработке нефтегазовых ресурсов доля применения наклонно-направленных скважин превысила долю вертикальных, что делает их одной из основных технологий обеспечения поставок нефти и газа.

На основании геолого-географических условий и технологических требований разведки и разработки месторождений нефти и газа скважины подразделяются на два основных типа: вертикальные скважины и наклонно-направленные скважиныЭти два типа скважин относятся к области бурения нефтяных и газовых скважин. Последние, в свою очередь, подразделяются на обычные наклонно-направленные скважины, горизонтальные скважины, кустовые скважины и т. д. Основное различие между ними заключается в том, перпендикулярна ли траектория ствола скважины земле, а также они существенно различаются по назначению, техническим характеристикам, сферам применения и сложности строительства. Далее мы рассмотрим вертикальные скважины.Ⅰ. Вертикальные скважиныВ терминологии буровой техники вертикальная скважина относится к типу скважины, проектная траектория которой следует Вертикальная линия, при которой устье и забой скважины имеют одинаковые географические координаты. Суммарный угол наклона ствола скважины, как правило, не превышает 3°/30 м. Вертикальность ствола скважины обеспечивается компоновками бурильной колонны, такими как компоновки с насадкой и маятниковые компоновки, и подходит для таких сценариев, как разработка угольного метана, где требуется разделение геологических единиц.Вертикальная бурильная колонна：Обычная сборка бурильной колонны состоит из буровая установка с поворотным столом + бурильная труба + шарошечное долото, которая опирается на жесткость самой бурильной колонны для поддержания вертикальности. В настоящее время технология предотвращения искривления ствола скважин и обеспечения прямого бурения вертикальных скважин реализуется главным образом за счет совершенствования конструктивных особенностей бурильной колонны:Предотвращение отклонения: в основном используются жесткие компоновки скважин, компоновки башенного типа и компоновки против отклонения с квадратными утяжеленными бурильными трубами.Коррекция отклонения: в основном используются маятниковые узлы, гибкие маятниковые узлы, узлы утяжеленных бурильных труб с эксцентриковым грузом и узлы забойных двигателей.Ⅱ. Сценарии примененияСценарии применения вертикальных и наклонно-направленных скважин полностью сосредоточены вокруг трёх основных требований: «распределение ресурсов, поверхностные условия и эффективность разработки». Между ними нет абсолютных преимуществ или недостатков, есть лишь различия в адаптивности.Вертикальные скважины — экономичный выбор для простых условий. Их основные преимущества — низкая стоимость и высокая эффективность, поэтому они подходят для условий с простыми поверхностными и подземными условиями и концентрированными ресурсами. Сложного проектирования не требуется — достаточно определить глубину залегания пласта, а бурение можно планировать по вертикальной траектории. Процесс бурения осуществляется с постоянной скоростью, требуется лишь регулярное измерение угла наклона скважины и нет необходимости в частой корректировке.1. Традиционная разработка нефтяных и газовых пластовПри залегании нефтегазоносного пласта непосредственно под устьем скважины, с большой толщиной пласта (более 10 метров) и концентрированным распределением, вертикальные скважины могут быть пробурены вертикально до целевого пласта. Продуктивность отдельной скважины удовлетворяет потребности, и нет необходимости в дополнительных инвестициях в наклонно-направленное бурение.2. Разведка и разработка неглубоких ресурсовДля неглубоких нефтяных и газовых пластов, грунтовых вод и геотермальных ресурсов с глубиной залегания