Бурение скважин с комбинированным регулированием давления

В рамках данного исследования проведен анализ новых технологий бурения нефтяных и газовых скважин, к числу которых относится технология бурения с регулируемым давлением. В ходе исследования рассмотрено оборудование для создания дифференциального давления в системе «скважина – пласт», поставляемое такими международными компаниями, как Schlumberger, M-I SWACO, АКРОС и др. Проведен анализ применения базового комплекса оборудования для бурения с регулируемым давлением, в который входят установка управления противодавлением, азотная компрессорная станция, штуцерный манифольд, сепаратор, роторный устьевой герметизатор, факельная вышка с системой зажигания и программно-аппаратный комплекс. Рассмотрены варианты реализации технологии бурения с регулируемым давлением путем применения герметизированной системы циркуляции, которая упрощает схему промывки скважины и обеспечивает плавное регулирование давления промывочного агента на забой. Исследована реальная возможность представляемого базового оборудования для бурения с регулируемым давлением с помощью комплекса программно-аппаратного обеспечения определять допускаемые значения давления гидроразрыва пласта и пластового давления для повсеместного контроля профиля давления в затрубном пространстве. Установлено, что бурение с регулируемым давлением как принципиально новая для гидродинамических условий залежи технология первичного вскрытия пласта позволяет реализовать бурение в зонах практически с любым по начальной интенсивности поглощением: в ходе работ мы не останавливаем проходку (то есть циркуляцию) и не повышаем эквивалентное давление «на горизонт», зависящее от эквивалентной циркуляционной плотности – регулирование заключается в приближении эквивалентного давления «на горизонт» к пластовому давлению. Технологический процесс бурения с регулируемым давлением с использованием рассматриваемого оборудования поможет буровому персоналу лучше понять эффективность данной методики бурения и будет способствовать ее более осмысленному применению отечественными фирмами.

1. Гасумов Р. А. Риски при бурении поисково-разведочных скважин в осложненных горно-геологических условиях // Проблемы экономики и управления нефтегазовым комплексом. 2014. № 9. С. 26–30.

2. Сверкунов С. А. Применение технологии бурения с регулируемым давлением в условиях Восточной Сибири // Известия Сибирского отделения секции наук о Земле Российской академии естественных наук. Геология, поиски и разведка рудных месторождений. 2012. № 2. С. 122–125.

3. Вахромеев А. Г., Иванишин В. М., Сверкунов С. А., Поляков В. Н., Розяпов Р. К. Глубокая скважина как стенд гидравлических «on-line» исследований напряженного состояния горного массива флюидонасыщенных трещиноватых коллекторов // Геодинамика и тектонофизика. 2019. Т. 10. № 3. С. 761–778. https://doi.org/10.5800/GT-2019-10-3-0440.

4. Вахромеев А. Г., Иванишин В. М., Акчурин Р. Х., Сверкунов С. А. Первые выводы по результатам внедрения технологии бурения с комбинированным регулируемым давлением для сложных горно-геологических условий Восточной Сибири // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и море. 2019. № 9. С. 5–12. https://doi.org/10.30713/0130-3872-2019-9-5-12.

5. Гасумов Р. А. Копченков В. Т. Лукьянов В. Т., Фёдорова Н. Г., Овчаров С. Н. Особенности строительства глубоких скважин в осложненных горно-геологических условиях Предкавказья // Наука. Инновации. Технологии. 2017. № 1. С. 123–140.

6. Сираев Р. У., Сверкунов С. А., Данилова Е. М., Сотников А. К., Вахромеев А. Г. Анализ горно-геологических условий бурения геологоразведочных скважин на нефть и газ на Даниловской площади, Непский свод // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2013. № 12. С. 131–136.

7. Economides M. J., Watters L. T., Dunn-Norman S. Petroleum well construction. New York: Willey, 1998. 640 p.

8. Гасумов Р. А., Керимов И. А., Харченко В. М. Влияние геологических факторов на коллекторские свойства продуктивных пластов с трещиноватыми глинистыми коллекторами при их вскрытии бурением // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2018. № 7. С. 28–31. https://doi.org/10.30713/0130-3872-2018-7-28-31.

9. Fertl W. H., Chapman R. E., Hotz R. F. Studies in abnormal pressures. Oxford: Elsevier, 1994. 454 р.

10. Белонин М. Д., Славин В. И., Чилингар Д. В. Аномально высокие пластовые давления. Происхождение, прогноз, проблемы освоения залежей углеводородов: монография. СПб.: Недра, 2005. 324 с.

11. Rabia H. Oilwell drilling engineering: principles and practice. London: Graham & Trotman, 1985. 322 р.

12. Вахромеев А. Г., Сверкунов С. А., Мартынов Н. Н. Бурение на депрессии в сложных горно-геологических условиях Восточной Сибири // Геонаука-2016: материалы Всероссийской научно-технической конференции. Вып. 16. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2016. С. 30–34.

13. Вахромеев А. Г., Сверкунов С. А., Иванишин В. М., Розяпов Р. К., Данилова Е. М. Геодинамические аспекты исследования сложных горно-геологических условий бурения древнейших карбонатных резервуаров нефти и газа рифея: обзор проблемы на примере месторождений Байкитской нефтегазоносной области // Геодинамика и тектонофизика. 2017. Т. 8. № 4. С. 903–921. https://doi.org/10.5800/GT-2017-8-4-0323.

14. Сверкунов С. А., Вархомиеев А. Г., Сираев Р. У., Данилова Е. М. Бурение скважин с горизонтальным окончанием в сложных горно-геологических условиях. Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2016. 201 с.

15. Гиниатуллин Р. Р., Кириев В. В., Крепостников Д. Д., Чернокалов К. А., Загривный Ф. А., Доброхлеб П. Ю. [и др.]. Эффективный способ бурения скважин в условиях катастрофических поглощений в трещиноватых коллекторах Юрубчено-Тохомского месторождения // Нефтяное хозяйство. 2017. № 11. С. 40–43. https://doi.org/10.24887/0028-2448-2017-11-40-43.

16. Пат. № 2598268, Российская Федерация, МПК E21B 21/08. Способ первичного вскрытия сложного кавернозно-трещинного карбонатного нефтегазонасыщенного пласта горизонтальным стволом большой протяженности / С. А. Сверкунов, А. Г. Вахромеев, Р. У. Сираев. Заявл. 13.10.2015; опубл. 20.09.2016. Бюл. № 26.

17. Robinson L. Optimising bit hydraulics increases penetration rate // World Oil. 1982. July. P. 24–26.

18. Вахромеев А. Г., Розяпов Р. К., Постникова О. В., Кутукова Н. М., Сверкунов С. А., Сираев Р. У. Литологические и гидродинамические факторы, определяющие условия первичного вскрытия горизонтальным бурением и освоение продуктивных интервалов рифейского природного резервуара Юрубчено-Тохомского НГКМ // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Сибири. 2015. № 3. С. 67–81.

19. Auzina L. I., Parshin A. V. System-intergrated GISbased approach to estimating hydrogeological condition of oil-and gas fields in Eastern Siberia // IOP Conference. Series: Earth and Environ-mental Science. 2016. Vol. 33. P. 012060. https://doi.org/10.1088/1755-1315/33/1/012060.

20. Ofei T. N., Irawan S., Pao W. CFD method for predicting annular pressure losses and cuttings concentration in eccentric horizontal wells // Journal of Petroleum Engineering. 2014. P. 486423. https://doi.org/10.1155/2014/486423.

21. Поляков В. Н., Ишкаев Р. К., Лукманов Р. Р. Технология закачивания нефтяных и газовых скважин. Уфа: ТАУ, 1999. 404 с.

22. Van Golf-Racht T. D. Fundamentals of fractured reservoir engineering. Amsterdam: Elsevier, 1986. 732 р.

23. Рябчук В. А., Сердобинцев Ю. П., Шмелев В. А., Кривошеева Н. Н. Анализ применения технологий бурения с управляемым давлением на забое при проводке ствола скважины в карбонатных отложениях // Молодой ученый. 2019. № 22. С.138–139.

24. Пат. № 2617820, Российская Федерация, МПК E21B 43/16. Способ определения максимальной длины горизонтального ствола в условиях каверново-трещинного карбонатного нефтегазонасыщенного пласта с аномально низким пластовым давлением / С. А. Сверкунов, А. Г. Вахромеев, Р. У. Сираев. Заявл. 11.09. 2015; опубл. 16.03.2017. Бюл. № 12.

25. Пат. № 2657052, Российская Федерация, МПК E21B 43/25, E21B 43/02. Способ испытания и освоения флюидонасыщенного пласта-коллектора трещинного типа / В. М. Иванишин, А. Г. Вахромеев, С. А. Сверкунов, Р. У. Сираев, И. В. Горлов, Ю. В. Ланкин. Заявл. 21.04.2017; опубл. 08.06.2018.