Перспективы решения проблем при бурении и закачивании сважин на поздних стадиях разработки нефтяных и газовых месторождений на примере ООО "Буровые системы"

Наступивший мировой финансовый кризис поставил в непростое положение большинство буровых подрядчиков по всей территории РФ. Объемы бурения в конце 2008 года резко сократились, что привело к резкому росту конкуренции среди независимых буровых подрядчиков и, как следствие, стало гораздо сложнее выиграть тендер и получить объем буровых работ на текущий год.

При существующем дефиците объемов буровых работ и избытке подрядчиков усилились тенденции демпинга стоимости буровых работ потенциальными заказчиками.
В сложившихся условиях нефтедобывающими предприятиями пересматриваются приоритеты в сторону освоения новых объектов и увеличения объемов буровых работ методом бурения боковых стволов на старых истощенных месторождениях. 
При этом на первый план выходит необходимость улучшения качества и снижения себестоимости скважины. Для выполнения данных условий буровые предприятия должны уделять особое внимание совершенствованию существующих технологий, не забывая при этом, что для реализации этого процесса необходимо иметь соответствующие ресурсы.
Вышеизложенные проблемы в полной мере коснулись и ООО «Буровые системы».
К чести нашего предприятия решение данных проблем было начато задолго до наступившего мирового кризиса.
В структуре себестоимости буровых работ особое внимание занимают затраты, связанные со статьей «химические реагенты для приготовления и обработки бурового раствора».
Для решения задач по снижению себестоимости специалистами ООО «Буровые системы» были разработаны следующие приоритетные направления [1]:
1. Разработка новых систем буровых растворов.
2. Разработка методик по сокращению потребных объемов буровых растворов для бурения скважин.
3. Сокращение затрат на выполнение природоохранных мероприятий, связанных с утилизацией отработанного бурового раствора (ОБР) и буровых сточных вод (БСВ).
Основной объем работ в докризисный период ООО «Буровые системы» осуществляло на месторождения Урало-Поволжского региона. Большинство данных месторождений находятся на средней и поздней стадии разработки или имеют высокую степень осложненности, глубоко индивидуальную для каждого месторождения. Все это требовало увеличения объемов наклонно-направленного, горизонтального бурения и соответственно - роста глубины скважин. Введение в разработку пластов с низкими фильтрационно-емкостными свойствами, пониженными пластовыми давлениями, неоднородности физико-механических свойств горных пород в условиях солевой агрессии требовало постоянного поиска оптимальных решений.
В сложившихся условиях применяемые технологии должны обеспечивать выполнение следующих условий:
1. Первичное вскрытие продуктивных отложений должно совмещаться с операциями временной и долговременной изоляции ствола скважины от флюидов всего комплекса вскрываемых проницаемых пластов.
2. Формируемый в приствольной зоне временный изолирующий экран должен исключать гидродинамическую связь пластов и скважины и повышать гидромеханическую прочность ствола.
3. Водонасыщенные, потенциальные обводнители добываемой продукции подвергаются селективной изоляции перед креплением скважины.
4. Проведение селективной изоляции пластов, склонных к прорыву газа.
Применение вышеизложенных принципов позволило значительно снизить или предотвратить нежелательные последствия, связанные с прорывом пластовой воды, газа, осыпей и обвалов стенок скважины.
В последнее время для обработки буровых растворов широкое распространение получили экологически безопасные модификации природных полимеров, открывающие дополнительные возможности приготовления и использования буровых растворов с высокими технологическими характеристиками, оказывающие минимальное воздействие на компоненты окружающей среды в процессе их использования, утилизации и безопасного захоронения.
Для стабилизации свойств минерализованных буровых растворов используются крахмальные реагенты, относящиеся к естественным полисахаридам. Добавки крахмальных реагентов в буровой раствор позволяют эффективно снижать показатель фильтрации минерализованных буровых растворов, при этом имеют полную растворимость в растворах солей, применяемых для приготовления бурового раствора.
С целью снижения себестоимости нашим предприятием было организовано и запущено производство собственного модифицированного крахмального реагента для бурения скважин. Данный реагент успешно прошел испытания при бурении как наклонно-направленных так и горизонтальных скважин на месторождениях Урало-Поволжского региона. Направление на увеличение процентного содержания в буровых растворах химических реагентов IV класса опасности и менее сохраняет свою актуальность в обозримом будущем.
При выполнении первого и второго условий применения систем буровых растворов, отличные показатели были получены при совместном использовании минерализованных растворов с кольматантами серии «Целлотон» и ингибиторами серии «Смолополимер» производства ЗАО «Полицелл».

Несмотря на многочисленные разработки экологически безопасных буровых растворов, объемы применения химически обработанных буровых растворов на глинистой основе еще составляют существенную часть. Так, в 2008 году около 30% от всего количества использованных ООО «Буровые системы» систем буровых растворов –  это системы на глинистой основе.
В связи с этим весьма актуальным остается и направление по разработке методик по сокращению потребляемых объемов с вытекающим отсюда сокращением затрат на выполнение природоохранных мероприятий, связанных с утилизацией ОБР и БСВ.
Традиционно объем бурового раствора, затрачиваемый для бурения скважины, рассчитывается по формуле:
Vб.р.= Vскв + Vц.с. + Vзапас + Vнорматив,
   где Vскв – объем скважины,
      Vц.с. – объем циркуляционной системы,
Vзапас – объем запаса раствора, определяемый правилами безопасности ведения работ (равен двум объемам скважины),
Vнорматив – нормативный расход объема бурового раствора, затрачиваемый на бурение интервала, согласно СЭСН для месторождений УР он равен 0,38 м3/м.
В современных условиях объективное определение объема потребляемого раствора имеет неоценимое и часто решающее значение при проведении тендерных расчетов и определении стоимости скважины. Первая и третья составляющая в данной формуле не представляет интереса, так как является постоянной для данной скважины величиной.
При определении Vц.с. специалистами ООО «Буровые системы» учитываются следующие факторы:
1. Объем скважины.
2. Ожидаемая механическая скорость.
3. Эффективность работы системы очистки.
4. Длина интервала бурения на буровом растворе.
5. Физико-механические и химические свойства разбуриваемых горных пород.
6. Допускаемые колебания плотности бурового раствора в пределах ± 0,02 г/см3.
7. Исходный вес бурового раствора.

Максимальный объем циркуляционной системы определяется по формуле:
Vmaxц.с.= {ПD2скв х L х (1-Kоч) х (Rп - Rдоп) /4 х (Rдоп - Rисх)} - Vскв
Полученное максимальное количество корректируется в зависимости от ожидаемой механической скорости бурения с учетом производительности БПР в сторону уменьшения до величины Vэффектц.с, которая для УР рассчитывается, исходя из результатов промысловых испытаний, по следующей формуле
Vэффектц.с = Vmaxц.с/4

Данные значения Vэффектц.с позволяют замкнуть циркуляцию бурового раствора для начала бурения, а остальной необходимый объем бурового раствора заготавливается во время бурения через БПР. Выполнение данных работ позволило сократить общее время на заготовку бурового раствора для бурения скважины в среднем на 15 часов.
Для определения Vнорм, потребного для бурения интервала, можно воспользоваться формулой:
Vнорм = А х D2сквехр (В/Vк)
Согласно промысловым данным, коэффициенты А и В для месторождений УР составили:
Согласно применяемой на месторождениях УР схеме оборудования системы очистки, Vц.с. = 100-120 м3.
Согласно методике, предлагаемой ООО «Буровые системы», Vц.с. – 10-18 м3. Экономия при этом составляет:

Результат установки забойного цементного моста

без установки (скв. №311)            с установкой (скв. №322)