- Внедрение телесистемы LWD-650 вместо MWD – 650;
- Снижение затрат по геофизическим работам;
- Внедрение ДЭС-630 фирмы "Камминс" вместо ДЭС-630 6ДМ21 ;
- Внедрение алмазных долот 214,3 FD 255S-A22 вместо шарошечных.
Бурение первых горизонтальных скважин началось на Федоровском месторождении на группу пластов АС 4-8. Пласты данной группы отличаются малым этажом нефтеносности (12 метров), т.е. необходима большая точность проводки горизонтальных стволов, чтобы сохранить коридор, дающий возможность беспрепятственно добывать нефть без прорыва газа из газовой шапки и быть на достаточном расстоянии от водо–нефтяного контакта. Подобные задачи первые три года решались использованием телесистемы MWD – 650, в которых был лишь один инклинометрический зонд. Геонавигация в стволе производилась с помощью геофизического комплекса АМАК « Обь», т.е. в зависимости от геологического строения района бурения производились промежуточные каротажи.
В 2002 году ОАО «Сургутнефтегаз» начало бурение горизонтальных скважин с «хвостовиками» на пласты БС 10, БС 16 и юрские отложения на Конитлорском, Тончинском и Северо – Юрьевском месторождениях. Проектные глубины скважин колебались в интервалах 3000 – 3450м. Как известно, бурение глубоких горизонтальных скважин сопряжено с большими затратами времени как на проводку ствола, так и на проведение привязочных каротажей (геофизических замеров в стволе скважины) в толще нефтеносного пласта, что, в свою очередь, кратно повышает вероятную аварийность производимых работ. Все это привело к необходимости закупки новых телесистем MWD – 350, в которых кроме инклинометрического зонда добавлен еще и гамма – датчик.
Работа гамма–датчика основана на регистрации естественного радиоактивного фона горных пород, который регистрируется стинциляционными трубками. Использование телесистем MWD – 350 на первых же скважинах показало свою высокую эффективность за счет сокращения, а затем и полного отказа от промежуточных каротажей.
Из вышеизложенного можно сделать вывод о том, что применение малогабаритных телесистем MWD – 350 дает возможность сократить непроизводительное время на производство промежуточных каротажей от 3 до 4 суток (в зависимости от глубины залегания промежуточных и проектных пластов, что соответственно сказывается и на сроках строительства скважины в целом. К недостаткам применения подобного типа телесистем можно отнести отсутствие возможности определения насыщения коллекторов, т.к. гамма - методы дают лишь стратиграфическое расчленение разрезов.
В течении 2005–2006 годов ОАО «Сургутнефтегаз» вышло бурением на те площади Федоровского месторождения, где раннее производилась и ведется выработка запасов нефти наклонно–направленными скважинами старого фонда, а это, как известно очень часто приводит к наличию зон с прорывом воды. Бурение горизонтальных скважин на пласты АС 4-8 с использованием MWD – 650 и проведением стандартной методики промежуточных каротажей стало нерентабельным в виду того, что большие участки горизонтальных стволов находились в промытых зонах. Поэтому возникла острая необходимость в приобретении телесистем с зондами резистивиметрии.
С февраля 2006 года СУПНП и КРС начало бурение горизонтальных скважин на пласты группы АС 4-8 Федоровского месторождения с использованием телесистем LWD – 650. Данные телесистемы отличаются от предыдущих наличием в своем комплекте зонда резистивиметрии, а также тем, что они более современные, т.е. все последующие разработки компании «Halliburton» будут производиться на базе данных систем. При дальнейших закупках дополнительных зондов не будет необходимости в приобретении всего комплекса зондов, наземного оборудования и компьютерных программ.
Краткое описание зондов телесистемы следующее:
Телесистема LWD-650 включает в себя следующие зонды: инклинометрический; гамма; резистивиметрии и датчик вибрации, который устанавливается вместе с гамма зондом. В компоновку также включено управляющее устройство HCIM, которое собирает полученные результаты и отправляет сигнал на поверхность, а также хранит в своей памяти информацию с зондов. Источником питания системы памяти и управления зондов служат литиевые батареи. Конструктивно телесистема LWD – 650 модульного типа, что предусматривает возможность в дальнейшем подключать к ней модули с дополнительными датчиками, чего не было в ранее закупленных телесистемах MWD – 650. Центральный скважинный процессор (HCIM) и зонды телесистемы (DDS, DGR, EWR) находятся внутри диамагнитных модулей, суммарная длинна которых около 7,5 метров. Выше, в т.н. установочном диамагнитном переводнике, длинной 5,0 метров устанавливается сборка инклинометрического зонда с пульсатором.
Гамма зонд включает в себя две банки, в которых вмонтированы счетчики Гейгера – Мюллера. Работа зонда основана на замерах естественной радиоактивности горных пород. Гамма методы дают лишь стратиграфическое расчленение разреза. Глубина исследования зонда до 20 см. Зонд резистивиметрии представляет собой конструкцию из четырех антенн и двух приемников. Работа зонда резистивиметрии (электромагнитный каротаж) основана на определении удельного сопротивления горных пород электромагнитному импульсу (сигналу 1 и 2 МГц). Приемники посылают электромагнитный сигнал частотой 1 и 2 МГ, который принимают антенны. Глубина исследования зондов от 15,2 см до 1,6 м. Таким образом электромагнитный каротаж применяется для оценки характера насыщения пласта - коллектора в процессе бурения с целью оперативного реагирования на скважинную обстановку и проводки горизонтального участка скважины по наиболее оптимальной траектории, тем самым повышая качество проводки ствола.
В процессе бурения можно получать информацию со всех четырех зондов, но это приведет резкому снижению скорости проходки, поэтому во всем мире в реальном времени получают информацию только с двух зондов. Материалы каротажа со всех 4 зондов записываются в память и их можно получить после подъема инструмента на поверхность. Существующие ограничения в механической скорости до 18 - 20м\час связаны с периодичностью во времени опроса датчиков: EWR (электромагнитный каротаж) – каждые 4 секунды и 8 секунд с датчиков DGR(гамма-зонда). Необходимо отметить, что зонд резистивиметрии имеет свой блок резервной памяти, чего нет в гамма зонде. Информация с гамма зонда записывается только в блок памяти.
Преимущества и недостатки использования систем LWD-650:
1. Использование телесистемы LWD-650 дает возможность повысить качество строительства горизонтальных скважин на месторождениях с газовой шапкой, языковым прорывом воды и подошвенной водой.
2. При бурении скважин возникали проблемы в определении ГНК в тех зонах, где он четко не выделяется. Поэтому была необходимость производить промежуточный каротаж после бурения первых 50-100 м от точки входа в горизонт с целью использования материалов АМАК «Обь» и LWD-650 для более чёткого определения ГНК, учитывая данные нейтронного каротажа, вертикальные отметки соседних скважин и начало зоны проникновения фильтрата бурового раствора в пласт. Для исключения данного промежуточного каротажа необходимо приобретение дополнительных датчиков (приборов), дающих возможность более четко определять газонефтяные контакты (ГНК).
3. Обработка материалов показала полную сходимость данных АМАК «Обь» и каротажа в процессе бурения.
4. Можно сделать вывод о том, что использование зондов системы LWD-650 дает возможность отказаться от 2 - 3 промежуточных каротажей (геофизических замеров), а при наличии дополнительных датчиков для определения ГНК, со временем можно будет отказаться и от всех каротажей.
Вышеизложенное даёт возможность сократить время строительства горизонтальной скважины от 2 до 5 суток. При этом нужно отметить главное преимущество использования телесистем нового поколения – это возможность оперативной корректировки траектории горизонтальной части ствола в зависимости от характера насыщения коллекторов.
5. Опыт проводки горизонтальных скважин на Федоровском месторождении дает право утверждать о том, что наиболее оптимальная траектория бурения - волнообразная с колебаниями вертикальных отметок от 3 до 6 метров. При этом необходимо отметить сложности, даже при бурении с LWD-650, удержать ствол в пределах проектных вертикальных коридоров +\-1м, т.к. расстояние от инклинометрического датчика до долота составляет 18м и нет, возможности спрогнозировать зенитный угол на забое. Проблема разрешима при включении в компоновку датчиков зенитного угла на забойном двигателе.
В феврале 2008 года началось тестирование телесистем LWD – 650 на Федоровском месторождении. Скважины бурились в следующей последовательности 5669\676, 5643\672, 5666\674, 5642\671 и 5668\674.
Кратко остановимся на некоторых особенностях телесистемы и принципах работы зондов:
Телесистема LWD – 650 нового поколения, которая включают в себя следующие зонды: инклинометрический; гамма; резистивиметрии и датчик вибрации, который устанавливается вместе с гамма зондом. В компоновке также включено управляющее устройство HCIM, которое дает команды зондам, собирает от них полученную информацию и отправляет сигнал на поверхность, а также хранит в своей памяти информацию с зондов. Источником питания системы памяти и управления зондов служат литиевые батареи.
Телесистемы LWD – 650 дадут возможность подключать к ним в дальнейшем дополнительные датчики, чего не было в раннее закупленных телесистемах MWD – 650, т.к. это более устаревшая модификация.
В процессе бурения можно получать информацию со всех четырех зондов телесистемы, но это приведет резкому снижению скорости проходки, поэтому во всем мире в реальном времени получают информацию только с двух зондов. Материалы каротажа со всех 4 зондов записываются в память и их можно получить после подъема инструмента на поверхность. В процессе бурения нами были настроены зонды таким образом, чтобы получать информацию с длинного и среднего зондов. Средний зонд включен для подстраховки на случай выхода из строя длинного зонда.