Сокращение сроков строительства горизонтальной скважины на вчнгкм
Сроки строительства горизонтальной скважины на Верхнечонском нефтегазоконденсатном месторождении (ВЧНГКМ) удалось существенно сократить за счет бурения всего за один рейс секции под 178-миллиметровую эксплуатационную колонну с применением каротажного комплекса QuadCombo.
На Верхнечонском месторождении постоянно ведутся работы по оптимизации бурения и строительства скважин. На сегодняшний день средняя продолжительность бурения горизонтальной скважины составляет порядка 3 недель (21-22 дня). Максимальное время тратится на бурение секции диаметром 215,9 мм под 178-мм эксплуатационную колонну (ЭК), что в среднем занимает 7-9 дней, интервал проходки – от 1600 до 2400 м, финальный забой под ЭК – 2200-3200 м. По окончании бурения для шаблонирования скважины используется компоновка низа бурильной колонны (КНБК) с комплексом каротажных приборов, куда входят инструменты AZD/TNP (плотностной каротаж), ShockWave (акустический), SpectralWave (спектрально-азимутальная гамма), MFRTM (сопротивление). В среднем на шаблонирование без осложнений уходит порядка 2,5 суток.
С сентября по ноябрь 2015 года на ВЧНГКМ проводились экспериментальные работы по бурению секции под 178-мм ЭК за два рейса. Первым рейсом с максимальными режимами велось бурение до Средней Мотской свиты. Далее осуществлялся подъем колонн, и для добуривания скважины использовалась КНБК с комплексом каротажных приборов, но без спектрального азимутального гамма-датчика SAGR, поскольку расчетное давление на окончательный забой не позволяло вести бурение на максимальном расходе промывочной жидкости. По окончании бурения и при окончательном подъеме проводились стандартные процедуры и сразу же спускалась эксплуатационная колонна диаметром 178 мм. Стоит отметить, что операции были проведены безопасно и быстро, проблем при их выполнении не возникало. В целом эти мероприятия позволили сократить сроки строительства скважины на 12-30 часов в зависимости от глубины спуска ЭК. После удачного опробования данной схемы бурения за два рейса ПАО «ВЧНГ» было принято решение провести эксперимент по бурению секции с использованием каротажных (LWD) приборов компании Weatherford за одну СПО.
Для этого выбрали одну из скважин куста, где проводились работы. Глубина спуска колонны составила 2290 м. Траектория скважины не имела разворотов по азимуту и больших интенсивностей набора зенитного угла (не более 2,6°/30 м). Для подтверждения возможности бурения были проведены гидравлические расчеты, при этом максимальное давление на конец секции составляло 267 атм.
11 ноября была собрана и спущена не стандартная КНБК для бурения секции диаметром 215,9 мм (рис. 1).
Описание экспериментальной операции по бурению, проведенной на ВЧНГКМ
Целью проведения этой операции стало бурение до проектного забоя секции за один рейс. В итоге был пробурен интервал 585-2271,5 м длиной 1686,5 м при средней механической скорости 17,3 м/ч.
Бурение велось в следующем режиме: расход составил 2100 л/мин, нагрузка 14-17 т, перепад давления на винтовой забойный двигатель (ВЗД) достигал 25-45 атмосфер. При бурении велся каротаж приборами LWD, обеспечивался контроль ЭЦП и показаний вибрации в режиме реального времени. В качестве промывочной жидкости использовался раствор РУО CARBO-DRILL.
Бельская свита была встречена на глубине 692 м (глубина по вертикали – 658,26 м). В Бельской свите КНБК вела себя непредсказуемо: фиксировался рост или падение зенитного угла с интенсивностью 0,4-1°/30 м, при этом в Бельской свите прорабатывали каждую свечу.
Усольская свита была вскрыта на измеренной глубине (MD) в 1052 м (глубина по вертикали – 980,52 м; расчетная интенсивность 1 м слайда – 0,3-0,38°/30 м). После вскрытия этой свиты КНБК давала расчетную интенсивность, при этом во время бурения скорость проходки не ограничивали. Перед вскрытием Осинского горизонта для исключения влияния солей Усольской свиты прокачали пресную пачку в объеме 20 м3. Осинский горизонт отмечен в интервале 1460-1515 м (глубина по вертикали – 1337,39-1380,97 м), здесь же был обеспечен участок стабилизации для установки электроцентробежного насоса (ЭЦН).
Верхняя Мотская свита была вскрыта на глубине 1548 м (глубина по вертикали – 1406,6 м), расчетная интенсивность 1 м слайда составила 0,27-0,34°/30 м, при этом наблюдавшиеся скачки давления были связаны с переслоением пород. В Верхней Мотской свите при бурении в доломитах нагрузка на долото составляла 21 тонну (максимальная нагрузка на долото), при этом перепад давления на ВЗД достигал 40 атмосфер.
Преображенский горизонт: измеренная глубина – 1886,15 м глубина по вертикали – 1598 м. Во время бурения прорабатывали каждую переходную зону. К кровле аргиллитов № 1 на глубине 1960 м (глубина по вертикали 1619,14 м) подошли с зенитным углом 75,7°. С этой глубины и до финального забоя снижение расхода составило до 1900 л/мин. После прохождения зоны аргиллитов № 1 с вращением, отбив кровлю ВЧ-1 на глубине 1993,6 м (глубина по вертикали – 1627,32 м), приступили к набору зенитного угла (ЗУ) при плановой интенсивности. К зоне аргиллитов № 2 на глубине 2069 м (глубина по вертикали – 1641,9 м) подошли с ЗУ 81,16о. Далее с глубины в 2200 м (глубина по вертикали – 1659,3 м) прошли кровлю ВЧ-2 и продолжили набор ЗУ до 90 градусов в соответствии с корректировками геологической службы компании-заказчика. По согласованию с ней окончательный забой секции под спуск обсадной колонны диаметром 178 мм составил 2271,5 м. На забое были промыты 2 цикла циркуляции, также был прошаблонирован интервал от забоя до глубины в 1850 м (т.е. 100 м выше зоны аргиллитов № 1) и обратно – при этом проблем зафиксировано не было.
После промывки на забое специалисты приступили к подъему КНБК. При финальном подъеме были отмечены жесткие затяжки до 10 т в интервале 1521-1457 м (то есть в интервале Осинского горизонта и Усольской свиты), в данном интервале не прокачивалась опресненная пачка. При ревизии КНБК оказалось, что осевой люфт на ВЗД составляет 5 мм, при этом на оборудовании нашей компании признаки отработки не отмечались. Бурение успешно завершили 18 ноября, подъем и разборка КНБК осуществлялись на следующий день.
Основные выводы
1) Интервал под спуск обсадной колонны диаметром 178 мм пробурили за один рейс, при этом была обеспечена хорошая механическая скорость проходки, равная 17,3 м/ч, что является средним показателем по компании-заказчику.
2) Перепад давления при бурении с вращением до Средней Мотской свиты составил 45 атм, далее – 40-30 атм. Ограничение перепада можно связать с переслоением пород, ограниченным расходом, а также износом долота.
3) ВЗД с маслостойким эластомером отработал гарантийный ресурс на отказ (147,1 часов циркуляции), при ревизии наблюдался осевой люфт, равный 5 мм (допустимое значение).
4) Расчетная интенсивность использованной КНБК аналогична рабочей КНБК без каротажного комплекса LWD (процентное соотношение ротор/слайд идентично, при этом для сравнения были использованы подобные профили секций).
5) Несмотря на большое количество центрирующих элементов в составе КНБК (дополнительно 2 полноразмерных), момент и вес соответствовали расчетным значениям.
6) Спуск ОК диаметром 178 мм был выполнен без осложнений.
График бурения первой скважины
Секция под ЭК на первой из скважин была пробурена также в один рейс. После чего осуществлялось шаблонирование с приборами каротажа. На графике бурения (глубина под ЭК аналогична второй скважине) видно, что время бурения секции составило 5,5 суток (по плану заложено 6,5 суток), на работы после добуривания секции под ЭК заложено 4,5 суток, при этом фактическое время составило 5 суток.
График бурения второй скважины
На второй скважине время бурения под ЭК составило 6 суток (заложено было 7), фактическое время на выполнение работ после добуривания составило 4 суток (заложено было 3,5 суток). При этом был произведен осложненный подъем с проработкой, на выполнение которого дополнительно затратили порядка 16 ч и наблюдались осложнения при шаблонировании колонны КНБК с райбером, что потребовало еще 3 часа дополнительных работ. Таким образом разница во времени с первой скважиной при прочих равных условиях составила около 2 суток. Это соответствует фактическому времени, затраченному на шаблонировку с приборами каротажа на первой скважине, и составляет чуть менее двух суток.
Итоги использования КНБК с приборами каротажа LWD компании Weatherford
Технологические:
• Удачное расположение элементов КНБК (длин) как для сборки на буровой площадке, так и для бурения.
• Загрузка источников и программирование были осуществлены без проблем. По датчику IDS (10-11 м от долота) при снятии замера можно точно сориентироваться и понять, каким будет официальный замер от HEL (38-39 м от долота) после очередной пробуренной свечи, т. е. возможно сокращение зоны непромера (стандартно оно составляет 17 м).
• Большое количество центрирующих элементов при несложном профиле скважины (нет разворота по Az) не влияет на процесс бурения и хождения инструмента, т. е. расположение элементов КНБК в целом удовлетворительное, однако на сборку, программирование и загрузку уходит порядка 5 часов, что соответствует регламентированному времени, указанному в технических пунктах договора с компанией-заказчиком.
Временные:
• При бурении за один рейс с применением LWD приборов экономия времени при строительстве скважины составляет порядка 2 суток.
• Зона вскрытых аргиллитов остается необсаженной гораздо меньший промежуток времени (почти 2 суток), что сокращает риски их обвала.
Геологические:
• Геологическая служба компании-заказчика получает информацию в режиме реального времени, что позволяет им лучше ориентироваться по вертикали спуска эксплуатационной колонны, и уже через несколько часов после окончания подъема получить обработанную и проанализированную петрофизиками компании Weatherford информацию по разрезу.
• Как показала практика добуривания аналогичной КНБК на других скважинах, значительная длина и жесткость компоновки не позволяет использовать
ее при разворотах по азимуту более 60 градусов. При глубине спуска колонны, превышающей 2700 м (даже без разворота азимута), наблюдаются проблемы в нижних интервалах с доведением нагрузки при бурении в слайде, за счет чего существенно снижается скорость проходки, а при скорости бурения свыше 60 м/ч иногда наблюдается некачественная запись каротажей.
По окончании работ можно сказать, что применение КНБК с приборами каротажа при бурении под ЭК сразу из-под кондуктора дало значительное – почти в 2 суток – сокращение сроков строительства скважины. При этом снижаются риски обвала породы, а специалисты геологической службы максимально оперативно получают точную информацию по разрезу. Однако при выборе такой КНБК для бурения всей секции необходим индивидуальный подход к каждой скважине и учет всех возможных рисков, включая прихваты, нужно также принять во внимание особенности профиля скважины, что важно для проведения гидравлических расчетов и расчетов на дохождение нагрузки.
На данный момент уже подобраны несколько скважин-кандидатов для проведения дальнейших испытаний. Внедрение данной практики на постоянной основе позволит ускорить введение новых скважин в эксплуатацию на ВЧНГКМ. Специалистами отдела бурения ПАО «ВЧНГ» совместно со специалистами «Везерфорд» ежедневно проводится работа по поиску путей сокращения сроков строительства скважин и снижения технологических рисков бурения.
Андрей Клабуков, координатор проекта, Weatherford Россия
Андрей Дубровин, менеджер по наклонно-направленному и горизонтальному бурению, Weatherford Россия
В. В. Шульга, начальник управления по бурению ПАО «ВЧНГ»
