Г. ГРИГАШКИН, В. КУЛЬЧИЦКИЙ, Е. ГРИГАШКИНА, НПП "Самарские горизонты", РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина
Освоение нефтегазовых месторождений шельфа с морских платформ невозможно без технологий ориентированного управления траекторией, непрерывного контроля геофизических и технологических параметров наклонно-направленных и горизонтальных скважин забойными телеметрическими системами. Важной задачей является адаптация российских бескабельных забойных телесистем с электромагнитным каналом связи к условиям морского бурения при разработке нефтегазовых месторождений континентального шельфа.
Серийно выпускаемая Научно-производственным предприятием "Самарские горизонты" и широко используемая, в частности, буровыми предприятиями ОАО "Газпром" забойная телеметрическая система ЗТС-172 была модернизирована и адаптирована к условиям морского бурения. Испытания проводились на Азовском море при бурении горизонтальных скважин № № 13 и 15 Восточно-Казантипского ГМ, наклонной скважины № 10 Северо-Булганакскойго ГМ на Черном море, при бурении с самоподъемной плавучей буровой установки (СПБУ) "Таврида" наклонно-направленной скважины № 32 Штормового ГКМ. В отличие от систем MWD (mea-sunmmt while drilling) c гидравлическим каналом связи, системы типа ЗТС с электромагнитным каналом связи позволяют надежно получать забойную информацию при бурении на пенных или аэрированных растворах.
забошная
телеметрическая fh система **
с электромагнитным
каналом типа зтс(172м)
для морского буреНИя
скважин
«Г ц . ,Щ
Разработкой ММР-системы контроля забойных параметров
в процессе бурения занимаются более 40 зарубежных фирм и 4 отечественные. Для передачи информации с забоя скважины на поверхность применяются различные каналы связи: кабельный, электромагнитный и гидравлический. ММР-системы с проводным каналом связи измеряют и передают до 30 забойных параметров. Достоинствами кабельных систем является двухсторонняя связь между скважинной и наземной аппаратурой, возможность передачи электроэнергии для питания забойных датчиков, недостатками - высокая стоимость специального бурильного инструмента, а при использовании геофизического кабеля - повышение аварийности из-за значительных технологических ограничений процесса бурения. Основной и наиболее ответственной деталью в проводной линии связи является контактный элемент. Из-за сложности технического выполнения кабельный канал связи чрезвычайно затруднительно или невозможно применять при бурении глубоких горизонтальных скважин и скважин с отдаленным забоем.
Из бескабельных телесистем наибольшее применение получили ММР-системы с гидравлическим каналом связи (ГКС). Импульсы давления бурового раствора формируются клапаном, приводимым в действие электромагнитом или электродвигателем. Забойные датчики питаются от генератора переменного тока или батарейного источника. Основным недостатком ММР-системы с ГКС является невозможность их применения при бурении на пенных или аэрированных растворах. В российских бескабельных ММР-системах используется в основном электромагнитный канал связи (ЭМКС), когда физической средой передачи информации служит горная порода, что является бесспорным преимуществом при отсутствии сплошного гидравлического канала в скважине [1].
В связи с возрастающим вниманием нефтяных компаний к месторождениям, расположенным в шельфовой зоне, нам, разработчикам телесистем с электромагнитным каналом связи, было интересно адаптировать их к работе с морских буровых платформ.
В 2003 г. по инициативе ООО "Нафтогазтрейд" ГАО "Черномор-нефтегаз" приобрело комплект забойной телесистемы ЗТС-172М
производства НПП "Самарские горизонты", специалисты предприятия совместно со специалистами ГАО "Черноморнефтегаз" в мае-июне 2003 г. приступили к скважинным испытаниям (рис. 1).
Испытания начались при бурении горизонтальной скважины № 13 с самоподъемной плавучей буровой установки (СПБУ) "Таврида" в Азовском море на Восточно-Казантипском газовом месторождении. 24 мая произвели первый спуск ЗТС-172 м во время шаблонировки ствола под промежуточную колонну 0244,5 мм. После выхода из-под кондуктора 0339,7 мм и включения циркуляции минерализованного бурового раствора был получен устойчивый сигнал от телесистемы с глубины 183 м. Минерализация бурового раствора по С - составляла 16%. Несмотря на сильную вибрацию во время шаблонировки (вращение ротором 60 об./мин), получили стабильные показания зенитного угла и магнитного азимута, угла установки отклонителя, числа оборотов генератора и кажущегося сопротивления горных пород при максимальной достоверности показателей (9 из 9). Проработка с измерениями параметров длилась 6 часов, до глубины 345 м.
28 мая для замера траектории ствола скважины вместо стандартного кабельного инклинометра на глубину 412 м спустили с промывкой ЗТС-172 м. Результаты измерений соответствовали замерам кабельного инклинометра в пределах погрешности измерений ±0,1 по зениту и ± по азимуту. В интервале 529-846 м бурение субгоризонтального ствола со снижением зенитного угла с 90° до 81° велось стабилизирующей компоновкой с ЗТС-172М.
На рис. 2 приведена диаграмма каротажа сопротивления (КС) горизонтального ствола в процессе бурения, где в интервале 835 -845 м отчетливо виден переход от менее продуктивной к более продуктивной части газоносного пласта.
Испытания ЗТС-172м на Восточно-Казантипском газовом месторождении показали, что телеметрические системы с ЭМКС можно применять при бурении на море наклонно-направленных и горизонтальных скважин для контроля параметров траектории ствола и каротажа. Высокий уровень достоверности получаемых
Рис. 1. Схема компоновки низа бурильной колонны с ЗТС-172м
данных и возможность бурения без кабеля, особенно важные при вскрытии и бурении продуктивных горизонтов, позволяют получать параметры траектории ствола в реальном времени, что обеспечивает оперативное управление траекторией ствола скважины. ГАО "Черноморнефтегаз" рекомендовало ЗТС-172м для промышленного использования в морском бурении.
Горизонтальную скважину № 15 бурили с телесистемой ЗТС-172м на всей протяженности ствола. Технико-технологическое сопровождение осуществлялось ГАО "Черноморнефтегаз" совместно со специалистами ООО "Нафтогазтрейд" и НПП "Самарские горизонты".
Скважина проведена по проекту с высокими технико-экономическими показателями.
В процессе строительства горизонтальных скважин группа специалистов ГАО "Черноморнефтегаз" прошла теоретический и практический курс обучения технологии проводки наклонно-направленных и горизонтальных скважин с применением ЗТС-172м и ее технического обслуживания.
Следующим этапом совместных с ГАО "Черноморнефтегаз" работ было бурение "двуствольной" скважины № 10 Северо-Бул-ганакского ГМ с использованием для бурения бокового ствола забойной системы ЗТС-108 (108 мм).
Бурение с телесистемой ЗТС-172м основного ствола скважины началось 5 апреля 2004 г. с забоя 651 м.
Проектные данные на окончательный забой основного ствола:
- забой - 1338 м
- зенитный угол - 56,50
- магнитный азимут - 270.00
Набор параметров кривизны завершили в три долбления из-за отказов двух винтовых двигателей, на забое 803 м с параметрами в точке замера телесистемы (796 м):
- зенитный угол - 50.30
- магнитный азимут - 2680
В процессе бурения участка стабилизации в интервале 740-750 м наблюдались посадки инструмента, обвалообразование, что не позволило успешно завершить проводку основного ствола скважины. Была произведена зарезка нового ствола скважины, при этом продолжились посадки инструмета в том же интервале глубин, что не позволило дойти до забоя.
За время бурения телесистема ЗТС-172м не включалась в компоновку только при проработке скважины без двигателя вплоть до 19 апреля, когда по геологическим показаниям было принято решение о постановке цементного моста и зарезке нового ствола обычной н/наклонной скважины с глубины 640 м.
На зимний период СПБУ "Таврида" была перебазирована на га-зоконденсатное месторождение Штормовое (Черное море). Появилась возможность испытания телесистемы с электромагнитным каналом связи в новых условиях: на глубине до 50 м, при повышенной минерализации морской воды.
Эксплуатационная наклонно-направленная скважина №32 Штормового ГКМ была заложена в сводовой части Штормового ГКМ с отходом 1500 м по азимуту 980. Проектная глубина скважины 2600 м (по вертикали 1890 м).
Испытания забойной телесистемы продолжались в три этапа с февраля по июль 2005 г.
При бурении скважины наблюдались сальникообразования, затяжки инструмента при подъеме, посадки при спуске в интервале 1200-1400 м с повышением давления при промывке. Осложнения были вызваны сужением ствола, выпучиванием глин майкопских отложений, неполным выносом шлама при бурении и оседанием его на стенках скважины в интервалах зенитного угла 400 и больше. Сказывались также большая протяженность открытого ствола (около 1200 м) и влияние ранее пробуренных и эксплуатируемых скважин МСП-17 на раздренировании майкопских отложений. Было пробурено пять стволов с двумя отстрелами компоновки из-за "прихватов".
Два этапа испытаний прошли неудачно, первый - из-за недостаточной подготовки и отказов оборудования, второй - из-за малой удаленности места установки антенны от СПБУ (сказывался экранирующий эффект металлических конструкций буровой платформы).
После профилактики и подготовки забойной телесистемы к проведению работ, установки антенны на значительном удалении (до 1200 м) от СПБУ, с 27 июня по 04 июля проведены испытания при проработке третьего ствола скважины в интервале глубин 679-1835 м (по инструменту).
КНБК (Воронка) 185 мм (=0,31 м)/СБТ-127 мм (=9 м)/ПП (=0,25 м)/зтс-172 м (=5,1 м)/пп (=0,25 м)/пп (=0,25 м)/клс-310 мм (=0,7 м)/убт-203 мм (=11 м)/клс-309 мм (=0,7 м)/убт-203 мм (=16 м)/УБТ-165 мм (=27 м)/СБТ-127 (=остальное).
}
/ \\
тм
г* та и и н :г га и и т я: от
Г.- . и | н н и
Рис. 2. Диаграммы каротажа горизонтального ствола
Я' л. ГА1 га 3 1™ 411 и
v
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.