Легко ли добыть нефть. Как воскресить скважину: зарезка бокового ствола⁠⁠

Больше месяца назад я начал серию статей о том, каким образом можно восстановить дебит (производительность) скважины. За это время я успел побывать на карантине, приехать домой и попасть снова на две недели карантина, четыре раза сдать тест на коронавирус, а также написать четыре статьи на эту тематику: общие положения (Легко ли добыть нефть. Как воскресить скважину: теория), перфорацию скважины (Легко ли добыть нефть. Как воскресить скважину: перфорация), солянокислотные обработки (Легко ли добыть нефть. Как воскресить скважину: СКО и РИР) и ремонтно-изоляционные работы (Легко ли добыть нефть. Как воскресить скважину: новые горизонты)

Сегодня напишу о том, как можно восстановить дебит скважины с помощью зарезки (забуривания) бокового ствола (ЗБС). В теме про конструкцию скважин я писал, что скважины бывают различного типа. Чаще всего бурятся вертикальные скважины (особенно их много бурили раньше). При этом способе бурения ствол скважины пробуривается под углом, близким к развернутому, относительно устья скважины. По мере истощения легкодоступных запасов, которые добывали с помощью вертикальных скважин, нефтяникам пришлось работать над совершенствованием технологий строительства скважин. В 40-х годах прошлого столетия Александр Григорян и Константин Царевич (американские нефтяники Джон Истман, Роман Хайнс и Джордж Фейлинг, впервые применили его немного раньше, в 1934 году) технологию проходки скважин, ствол которых находится под углом, относительно устья скважины. В результате появились наклонно-направленные и горизонтальные скважины. При этом не надо думать, что горизонтальные скважины идут строго под углом 90 градусов относительно устья и вертикального ствола, они просто близки к нему и идут в пределах участка пласта.

Но какую бы мы не сделали скважины, после ввода ее в работу формируется зона (контур) питания скважины. Эта зона питания скважины характеризуется пониженным давлением относительно другой части пласта, и ее форма напоминает воронку, ее так и называют - воронка депрессии. Именно благодаря депрессии (пониженному давлению), к скважине и происходит приток жидкости и газа. Формируется призабойная зона пласта.

Схема и модель воронки депрессии

В результате длительной работы скважины в контуре питания обязательно происходят процессы, которые снижают дебит скважины. Во-первых, происходит кольматация (загрязнение) пор пласта, в результате чего снижается проницаемость пласта. Во-вторых, происходит снижение содержание нефти в зоне питания, происходит ее обводнение, в результате чего резко снижается подвижность нефти, а при обводненности около 80% нефть вообще теряет подвижность. Но самое опасное – это появление конусов обводнения - локального поднятия поверхности подошвенной воды при эксплуатации скважине в нефтяных и газовых залежах. В результате вода прорывается в скважину и нефти уже не видать или ее будет очень мало, хотя ее еще много вокруг скважины.

Конус обводнения и его формирование

Если не помогает ни один из перечисленных выше методов повышения нефтеотдачи, то прибегают к гораздо более затратному – забуриванию бокового ствола. Она заключается в том, что в определенном участке скважины (напротив продуктивного пласта), пробуривают новый, горизонтальный ствол, которые может тянуться на сотни метров. Пятьсот метров – это вполне себе норма, а вовсе не исключение. В результате в работу вовлекаются ранее не используемые участки пласта, а также трудноизвлекаемые запасы, извлечь которых ранее не представлялось возможности. По сути боковой ствол позволяет заменить уплотнение скважины, при этом существенно снижаются затраты, иной раз в разы, чем при бурении скважины с нуля. Если учесть, что бездействующий фонд скважин исчисляется десятками тысяч, то технология ЗБС позволяет восстановить работу многих месторождений без организации большого бурения.

Теперь о технологии. Перед бурением бокового ствола на скважину заезжает бригада капитального ремонта скважин, чтобы провести подготовительные работы. Проводят глушение скважины, извлекают оборудование, после чего проводит работу геофизическая партия. Она точно определяет глубину пласта для разработки. После этого бригада КРС спускает пакер и устанавливает цементный мост, отсекая часть неиспользуемого ствола скважины. Также проводят опрессовку эксплуатационной колонны для выяснения негерметичности, так как ЗБС необходимо делать только в скважине с герметичной колонной (хотя бы по регламенту).

После этого бригада КРС съезжает и заезжает бригада ЗБС со специальной мобильной буровой установкой для ЗБС типа МБУ-160 (140, 125) производства Кунгурского машиностроительного завода или ее аналога. Теоретически боковой ствол может забурить и бригада КРС, но я никогда про это не слышал, не слишком приспособлен подъемник для этого, да и квалификации для этого нет.

Установка для ЗБС

Сначала скважину обследуют геофизики, потом шаблонами и печатями (часто это делает КРС), выбирают место для забуривания ствола. После чего начинают бурение. Его могут вести двумя способами:

1. Вырезают участок обсадной трубы и в этом месте начинают боковой ствол. Берут расстояние между муфтами обсадных колонн, это и легче, и меньше влияет на прочность колонны. Сейчас применяется редко.

2. Бурят с помощью отклоняющего клина

К сожалению (или счастью) я не работал в бурении, поэтому про горизонтальное бурение знаю только теоретически, поэтому предоставляю слово @Akumba, который писал про наклонно-направленное бурение, думаю при забуривании бокового ствола применяются сходные технологии (Как добывают нефть.Наклонно направленное бурение)
Можно также посмотреть видео, правда качество оставляет желать лучшего

Если пласт низкопроницаемый, то часто забуривание бокового ствола совмещают с гидроразрывами пласта вдоль него, что приводит к увеличению зону питания скважины. Такая технология называется Fishbones – рыбья кость. Центральный ствол с трещинами от ГРП напоминает позвоночник рыбы, отсюда и название

Модель Fishbones

После этого все происходит как после пробуривания и освоения новой скважины. Разница только в том, что на горизонтальных скважинах не используют штанговые насосы (известные станки-качалки), а при спуске электроцентробежного насоса используют специальные протекторы (протектолайзеры), чтобы не кабель (КПБП) не был нарушен в горизонтальном стволе скважины

Протекторы для защиты кабеля