Научно-методическое обоснование увеличения длины горизонтальных интервалов стволов скважин

• Автор: Габзалилова, Альфира Хамитовна
• Шифр специальности: 25.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 151 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Основные аспекты проводки горизонтальных скважин. Постановка задач исследований

1.1. Общее состояние проблемы бурения горизонтальных скважин

1.2. Общие аспекты управления коэффициентами трения и силами

сопротивления при проводке горизонтальных интервалов скважин

1.2.1 .Влияние отдельных факторов на силы сопротивления продольному перемещению колонны

1.2.2. Коэффициенты трения

1.2.3. Силы сопротивления продольному перемещению колонны при бурении забойными двигателями и при спуско-подъемных операциях
1.2.4. Силы сопротивления продольному перемещению и моменты сопротивления при вращении колонны ротором (бурение и ликвидация прихватов)
1.2.5. Общие аспекты управления коэффициентами трения и силами
сопротивления
1.3. Основные методы повышения эффективности бурения горизонтальных стволов скважин
1.3.1. Использование смазывающих добавок в промывочную жидкость
1.3.2. Управление волновыми процессами в бурильной колонне с помощью гидравлических вибраторов
1.3.3. Увеличение нагрузки на породоразрушающий инструмент с помощью гидроцилиндров (за счет перепада давления внутри колонны и в кольцевом пространстве)
1.3.4. Снижение сил трения колонны использованием на горизонтальном интервале ствола облегченных труб
1.4. Краткий анализ аналитических исследований осевой нагрузки на

породоразрушающий инструмент
1.5. Постановка задач исследований
2. Исследование нелинейности потерь осевой нагрузки по длине колонны
в горизонтальной скважине
2.1. Общие сведения о потерях осевой нагрузки по длине колонны в многоинтервальной горизонтальной скважине
2.2. Потери осевой нагрузки на трение от локального искривления ствола скважины
2.3. Потери осевой нагрузки на наклонных интервалах ствола скважины
2.4. Потери осевой нагрузки на спирально деформированном участке
сжатой части колонны труб
2.5. Потери осевой нагрузки на трение на интервалах набора и спада
зенитного угла скважины
2.6. Потери осевой нагрузки на трение при спиральной деформация
колонны на интервале набора или спада зенитного угла скважины
Выводы
3. Исследование осевых нагрузок на забой и на подъемный механизм буровой установки в трех... шести горизонтальных скважинах
3.1. Общие положения
3.2. Шестиинтервальная скважина с участками: вертикальным, набора зенитного угла, стабилизации, набора, набора интенсивного и горизонтальным
3.3. Трехинтервальная горизонтальная скважина
3.4. Четырехинтервальная горизонтальная скважина с интервалом набора азимутального угла на горизонтальном участке
3.5. Радиусы искривления ствола при наборе зенитного угла для горизонтального интервала скважины
3.5.1. Промысловая практика
3.5.2. Минимально допустимые радиусы искривления ствола при наборе

зенитного угла
Выводы
4. Технологические методы снижения сил трения, увеличение глубины и эффективности бурения горизонтальных, наклонных скважин
4.1. Общие аспекты увеличения длины эффективного бурения горизонтального интервала ствола
4.2. Использование многоступенчатых гидроцилиндров для увеличения нагрузки на забой за счет управления направлением сил трения колонны о стенки скважины
4.3. Увеличение нагрузки на забой использованием новых конструкций
труб для бурения длинных горизонтальных интервалов стволов скважин
4.3.1. Винтообразные (спиральные) трубы
4.3.2. Облегченные (легкосплавные) бурильные трубы
4.4. Снижение коэффициентов трения использованием скважинных вибраторов
4.4.1. Общие положения
4.4.2. Технология рационального применения скважинных вибраторов
4.4.2.1. Роторное бурение
4.4.2.2. Бурение забойными двигателями
4.4.3. Выбор расстояния между вибраторами
4.5. Уменьшение затрат энергии от снижения коэффициентов трения при
вращении колонны ротором
Выводы
Заключение
Список используемых источников
Приложение
Следовательно, при проектных и при текущих технологических расчетах целесообразно проведение расчетов осевой нагрузки по одному из следующих методов:
- по проектному профилю ствола скважины с дополнительным введением в них поправочных коэффициентов на локальную кривизну ствола (величиной, как правило, не более 10... 12 % ; более точное определение проводится по замерам в скважине, с использованием наземных регистраторов осевой нагрузки, например, по разнице показаний приборов для колонны, длина которой, при спуске или при подъеме, различается на 200...300 м);
- по результатам инклинометрических замеров в реальной скважине, но с использованием более полных методов расчета, основанных на решениях дифференциальных уравнений четвертой, а не второй степени, или идентичных, по результатам, систем уравнений кинетостатики гибких нитей.
1.5. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ
Продуктивность добывающих и приемистость нагнетательных горизонтальных скважин и, соответственно, нефтеотдача пластов в значительной мере предопределяются длиной и траекторией их горизонтальных интервалов стволов. С удлинением длины горизонтального интервала возрастает и влияние на производительность скважин нелинейности загрязнения прискважинной зоны продуктивного коллектора инфильтратом промывочной жидкости, что необходимо учитывать при выборе конструкции эксплуатационной колонны (как вариант, хвостовика), сопутствующих этой нелинейности технологий освоения, глушения и ввода скважин в эксплуатацию [68; 70; 71; 73].
К сожалению, как показал проведенный анализ, учет этих факторов производится в промысловой практике, по тем или иным причинам, в недостаточно полной мере. При этом, наибольшие технологические трудности осуществления, а также себестоимость выполнения соответствуют операциям по проводке длинных горизонтальных интервалов стволов. В процессе бурения выполнение этих операций сопровождается необходимостью обеспечения какой-то минимальной, технологически осуществимой и экономически целесообразной, нагрузки на породоразрушающий инструмент (долото).
Осевая нагрузка на долото предопределяется продольной составляющей веса растянутой части колонны и потерями ее на трение, зависящими от профиля и траектории ствола горизонтальной скважины. Потери осевой нагрузки на трение, как показал проведенный анализ, не всегда достаточно полно учитываются по отдельным интервалам ствола по отдельным интервалам ствола. Полнота учета потерь осевых нагрузок в определенной мере затрудняется и многочисленностью возможных профилей многоинтервальных скважин, что следует учитывать и при выборе технологических методов увеличения осевой нагрузки на забой и режимов их осуществления [75, 76].