Новые буровые технологии БУД и СНЦ от БК ПНГ

Новые буровые технологии БУД и СНЦ от БК ПНГ(pdf)

Система Непрерывной Циркуляции - СНЦ, общий вид(jpg)

Система Непрерывной Циркуляции - СНЦ, детальный вид(jpg)

Видео работы гидравлического манипулятора СНЦ(mp4)

Бурение с Управляемым Давлением или на Депрессии – БУД, общая схема(bmp)

Вопреки расхожему мнению, первую в мире скважину для добычи нефти пробурили наши соотечественники под руководством майора Алексеева на Бакинских промыслах в 1846 году – на 11 лет раньше американского инженера Уильямса. За прошедшие 170 лет нефтяная отрасль сыграла огромную роль в развитии промышленности, и ныне ежедневный объем добываемой нефти в мире достигает 75 млн. баррелей. Однако прилегающие к поверхности месторождения быстро исчерпываются, что требует постоянного поиска и внедрения новых технологий бурения.

Технология бурения нефтяных скважин

Первоначально единственной технологией бурения нефтяных скважин оставалась ударно-канатная – медленная, крайне неэффективная и трудоемкая. В 1886-м был изобретен вращательный роторный способ – повсеместно использовавшийся вплоть до 1929 года. Затем массовое внедрение электричества внесло свои коррективы – и в отрасли появились первые электробуры, а также винтовые и забойные двигатели. Это позволило приступить и к наклонному, а позже горизонтальному бурению, в несколько раз повысив отдачу месторождений.

При этом главным тормозящим фактором оставалось отсутствие подробных сведений о расположении пластов (залегающих, как правило, тоже наклонно либо горизонтально). Скважины бурились, чуть ли не «вслепую», и до 1980 года представление об их перспективности можно было получить, лишь завершив этап бурения до конца. Наконец, последние два десятилетия прошлого века ознаменовались внедрением первой по-настоящему современной технологией, использовавшей так называемую телеметрическую систему измерений в процессе бурения (английская аббревиатура MWD). И, наконец, в 21 веке активно стали осваиваться добыча нефти на шельфе, гидравлический разрыв пластов, разработка сланцев и прочие инновационные методы.

Технология горизонтального бурения нефтяных скважин

На заре своего появления, в 1930-х, бурение горизонтальных скважин на нефть хоть и стало использоваться в роли перспективного способа добычи, но отличалось малой эффективностью и дороговизной. Тем не менее, коэффициент извлечения был существенно повышен, и потери в себестоимости работ не шли ни в какое сравнение с затратами на геологоразведку.

Способность же скважин при таком бурении искривляться, переходя от вертикального участка к полностью горизонтальному, сделала возможной доступ к пластам на значительной глубине, залегающим в местах с недопустимостью вертикального бурения – расположенных под населенными пунктами, сельскохозяйственными угодьями, водоемами и т.д.

Технологии бурения на обсадных колоннах

Еще одним передовым технологическим новшеством при бурении горизонтальных скважин на нефть стало применение обсадных колонн – крайне важное с точки зрения не только эффективности, но и безопасности (особенно на истощенных пластах, в условиях переменного давления в стволах скважин и их нестабильности). Впервые подобная система бурения на обсадных колоннах DwС (Drilling-with-casing) была применена компанией Weatherford, нашедшей способ создавать разобщение пластов при укреплении стенок путем заполнения затрубного пространства специальными цементными растворами.

Спуск обсадных колонн при бурении позволил кардинально повысить герметичность и долговечность канала, при этом:

• сократив сроки строительства на 25-30%;
• улучшив уровень очистки ствола и его гладкость;
• добившись беспрерывной, высокоскоростной циркуляции промывочных жидкостей в затрубных пространствах.

Технологии бурения с управляемым давлением – БУД

Система измерений в процессе бурения, позволяющая оперативно руководить изменением направления траектории проходки, привела к возникновению и еще одной инновации. Ею стала технологии БУД (бурения с возможностью управлять величиной давления в режиме реального времени), основываясь на потоковом поступлении телеметрических данных от MWD – включая параметры температуры, давления, плотности породы, величину магнитного резонанса и даже гамма-излучения. Рабочим «инструментом» при этом выступает не кабель, а пульсация бурового раствора (двоичные сигналы которого преобразуются в удобочитаемые данные соответствующим программным обеспечением).

Система непрерывной циркуляции бурового раствора – СНЦ

Наконец, следует отметить и технологию бурения, известную как СНЦ (или система непрерывной циркуляции раствора для бурения). Необходимость ее крайне важна – поскольку прекращение циркуляционного процесса даже на несколько минут грозит прихватами инструментария, обвалами, осыпями, а в худших случаях – и полной утерей контроля и самой скважины.

Технология бурения этого вида хороша тем, что для обеспечения беспрерывной циркуляции не требует перерывов на СПО либо наращивание бурильных колонн.