Пути решения проблем, возникающих при бурении скважин в Восточной Сибири
Е.А. ГЛАДКОВ,
к.г.-м.н., доцент
Томский государственный архитектурно-строительный университет
gladkov1974@mail.ru
А.А. ШИРИБОН,
к.г.-м.н., доцент кафедры геологии нефти и газа
Иркутский государственный университет
Е.Г. КАРПОВА,
старший преподаватель
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Рассмотрены основные проблемы, возникающие при бурении и освоении месторождений Восточной Сибири. Проводится сравнительный анализ основных этапов строительства скважин в Западной и Восточной Сибири. Даны рекомендации по уменьшению времени строительства скважин в Восточной Сибири.
WAYS SOLUTIONS OF THE PROBLEMS ENCOUNTERED DURING DRILLING IN EASTERN SIBERIA
E.GLADKOV, Tomsk state University of architecture and construction, A.SHERIBON, Irkutsk state University, E.KARPOVA, National research Tomsk Polytechnic University
The basic problems arising in the drilling and development of oil fields in Eastern Siberia are placed in the article. A comparative analysis of the main stages of construction of wells in Western and Eastern Siberia. Recommendations to reduce the time of construction of wells in Eastern Siberia are given.
Keywords: Geology of oil and gas, oil field development, Eastern Siberia, Western Siberia, unconventional resources
ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ
Важной проблемой российской нефтяной отрасли является истощение разрабатываемых в настоящее время месторождений Западной Сибири. Поэтому первоочередной задачей в ближайшие годы является освоение месторождений Восточной Сибири. Введенные против России экономические санкции могут существенным образом повлиять на дальнейшее геологическое изучение и разработку углеводородных запасов Восточной Сибири, что невозможно без применения современных высоких технологий при бурении скважин и дальнейшем освоении месторождений.
В основании Восточной Сибири лежат древняя Сибирская платформа и смежные с ней краевые системы, которым в нефте-геологическом отношении соответствуют Лено-Тунгусская и Хатангско-Вилюйская нефтегазовые площади (НГП). К перспектив-
Важной проблемой российской нефтяной отрасли является истощение разрабатываемых в настоящее время месторождений Западной Сибири. Поэтому первоочередной задачей в ближайшие годы является освоение месторождений Восточной Сибири.
ным нефтегазоносным можно отнести около 3,5 млн км2. На территории Восточной Сибири открыто более 58 месторождений нефти и газа (из которых 10 крупных и 3 уникальных), а ресурсный потенциал оценивается в 65 - 99 млрд т нефтяного эквивалента. Для полноценного геологического изучения необходимо пробурить сотни новых скважин, каждая из которых стоит в несколько раз
Табл. 1. Пример времени строительства скважин на месторождениях Западной и Восточной Сибири
Западная Сибирь Восточная Сибирь
Месторождение Месторождение №1 (развед.) Месторождение № (развед.) Месторождение №3 (экспл.) Даниловское НГКМ (экспл.) Дулисьмин-ское НГКМ (развед.) Южно-Ко-выктинская (развед.) Юрубчено-Тохомская (развед.) Ярактинское (экспл.)
Длина скважины (1Щ, м 3156,2 3205,3 3350 2402,04 2882,2 3200 2693 2890
Вертикальная глубина (TVD), м 2624,6 2400 3062,48 1870 2500 3200 2693 2700
Т бурения,ч 129,43 270,22 116,6 330,98 983,36 2314,1 1253,65 274,16
Т промывки, ч 81,55 273,94 46,8 73,15 134,97 148,9 105,25 45,5
Т наращивания, ч 11 60,24 15,7 56,34 100,72 67,3 85,35 48
Т спуско-подъемные операции, ч 273,66 443,62 90,9 516,87 1548,18 623,4 848,03 142,03
Т ремонта, ч 0,95 54,08 4,2 16,83 228,99 37,3 105,97 8,16
Т подготовительно-заключительные работы, ч 26,68 340,2 479 16,51 59,65 92,2 38,5 11,99
Т геофизические исследования (ГИС), ч 58,96 110,06 50,2 90,5 86,83 93,8 136,14 107,99
Т крепления (продавки цемента ), ч 7,15 46,1 5 79,83 151 182,9 149,92 145,83
Т ожидание затвердевания цемента, ч 24,54 13,4 375 69,83 44,66 151,3 11 40
Т аварий,ч 0 3,16 2,2 15 143,14 121,9 68 0
Т ослож, ч 0 0 0 160,49 0 200,8 0 0
Т простоев, ч 2,07 32 5,9 48,16 172 121,9 160,35 11,17
Полное календарное время строительства скважины, сут 25,7 68,6 17,6 61,4 152,2 173,2 123,4 34,8
Полное календарное время строительства скважины, месяц 0,9 2,3 0,6 2,0 5,1 5,8 4,1 1,2
наука - производству ^
дороже, чем скважина, пробуренная в Западной Сибири. Время бурения, ч
Средняя глубина проектных скважин Восточной Сибири от 2500 - 2700 м, а продолжительность бурения составляет в среднем 3 - 4 месяца (табл. 1). Типовой стратиграфический разрез обычно представлен туфами, углями, долеритами, доломитами, каменной солью, алевролитами, песчаниками (табл. 2)
Несомненно, что основная проблема обусловлена труднодоступностью и удаленностью месторождений, отсутствием развитой инфраструктуры, что приводит к существенному увеличению капитальных затрат, необходимых для строительства скважин, трубопроводов и обустройства месторождений.
К основным сложностям геолого-технологических условий бурения скважин можно отнести:
1) наличие многолетнемерзлых пород с избыточной льдистостью;
2) повсеместно распространенный трапповый магматизм;
3) многочисленные зоны поглощения, обусловленные повышенной трещиноватостью пород;
4) наличие солевых пачек с высокой кавернозностью;
5) аномально низкие пластовые температуры;
6) аномально низкие пластовые давления;
7) существенную дифференциацию пластовых давлений по разрезу при наличии большого количества проницаемых и водонасыщенных горизонтов;
8) наличие нескольких водоносных горизонтов, проявляющих себя как поглощающие или проявляющие зоны;
9) присутствие многозалежных сложнопостроенных продуктивных толщей с отсутствием непроницаемых перемычек между газонефтенасыщенными горизонтами и подошвенной водой;
10) гидратообразование при разработке месторождений;
11) недостаток водных ресурсов для массового заводнения (поэтому для многих месторождений проблема решается применением газа);
12) высокую сейсмоактивность региона и др.
ПУТИ РЕШЕНИЯ
По мнению авторов, для того, чтобы освоение Восточной Сибири пошло более быстрыми темпами, необходимо решить две основные проблемы - уменьшить время строительства скважины и отработать технологию выработки подвижных извлекаемых запасов нефти и газа [1, 2].
Наиболее актуальным, на взгляд авторов, является уменьшение времени строительства скважин. Так, на рис. 1
Архей+протерозой(кристаллический фундамент) ■ 31,1
Ушаковская свита 101,7
Среднемотекая подсвита 268,8
Парфеновский горизонт — 55,6
Верхнемотская годсвита 6
Осинский горизонт н 55,6
Усольская свита Бельская свита Булайская свита 180,3
314,6 112,7
Ангарская свита 155,0
Литвинцевская свита 130,0
Верхоленская свита + Илгинская свита
Четвертичная система 2,7
616,7
0,0 100 200 300 400 500 600 700 Рис. 1. Пример времени бурения различных свит, ч
хорошо видно, что бурение различных свит существенно разнится по времени. Наиболее труднобуримые породы (рис. 2) - отложения солоноватых доломитов, ангидритов, мергелей, а также интрузивных образований, представленных, как правило, гранито-гнейсовыми породами. Например, на Верхнечонском месторождении присутствие большого количества долеритов приводит к риску обвалов и поглощений; в пластах аргиллитов возможны прихваты инструмента и поглощения; в продуктивном пласте присутствуют песчаники, переслаивающиеся с твердыми пропластками аргиллитов с непредсказуемыми углами залегания, при бурении которых крайне сложно удержать требуемый угол бурения.
Сложное тектоническое строение месторождений Восточной Сибири [3, 4], часто приводит к тому, что вскрытие продуктивных пластов происходит на глубине, существенно отличающейся от расчетной. Трещинова-тость пород сложно спрогнозировать, и бурение таких отложений неизменно приводит к катастрофическим поглощениям.
Так, на одном из месторождений время, затраченное на строительство скважины, составило 173,2 суток, из которых на одно только бурение ушло 96,4 суток (табл. 1). Таким образом, 55,7% от времени строительства скважины было израсходовано на бурение. Непосредственно бурение в Западной Сибири занимает в среднем 16,4 - 276% от
Для успешного освоения месторождений нефти и газа в Восточной Сибири первоочередной задачей является уменьшение времени строительства скважин.
Табл. 2. Типовой стратиграфический разрез
Интервал разреза Время Скорость,
Стратиграфия кровля подошва толщина Породы бурения, ч м/ч
Четвертичная система 0 15 15 песчаник,алевролит 2,7 5,5
Верхоленская свита + Илгинская свита 15 830 815 песчаник, алевролит, аргиллит, мергель, известняк 291,1 2,8
Литвинцевская свита 830 1025 195 доломит, гипсо-доломит 130,0 1,5
Ангарская свита 1025 1273 248 доломит, ангидрит 155,0 1,6
Булайская свита 1273 1397 124 доломит, доломит глинистый, ангидрит, гипс 112,7 1,1
Бельская свита. 1397 1806 409 доломит, ангидрит 314,6 1,3
Усольская свита 1806 2365 559 соль, доломит 180,3 3,1
Осинский горизонт 2365 2415 50 доломиты солоноватые, ангидриты 55,6 0,9
Верхнемотская подсвита 2415 2785 370 доломиты солоноватые, ангидриты 616,7 0,6
Парфеновский горизонт 2785 2835 50 песчаник, алевролит, аргиллит, мергель, известняк 55,6 0,9
Среднемотская подсвита 2835 3050 215 доломиты, , мергель, ангидриты 268,8 0,8
Ушаковская свита 3050 3172 122 алевролит, аргиллит 101,7 1,2
Архей+протерозой (кристаллический фундамент) 3172 3200 28 интрузивные породы (гранито-гнейсы) 31,1 0,9
Общее время бурения, ч 2315,8
Средняя скорость проходки, м/час 1 ,7
Скорость, м/ч
Архей+протерозой (кристаллический фундамент) Ушаковская свита Среднемотекая подсвита Парфеновский горизонт Верхнемотская годсвита Осинский горизонт Усольская свита Бельская свита Булайская свита Ангарская свита Литвинцевская свита Верхоленская свита + Илгинская свита Четвертичная система
3,1
2,8
5,5 6
Рис. 2. Пример времени бурения труднобуримых свит, ч
общего времени строительства скважины, а в Восточной Сибири уже 22,4 - 55,7%.
Поэтому крайне важно иметь необходимый запас химических реагентов для оперативной ликвидации осложнений, использовать для увел
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.