Оптимизация строительства горизонтальных скважин в условиях динамического истощения пласта

Объект: Горизонтальные скважины. Газоконденсатное месторождение. Западно-Сибирская НГП, Россия

Цель работы: Предотвращение осложнений и снижение времени строительства горизонтальных секций

Проблематика: на месторождении пробурено 4 горизонтальных скважины со средним сроком бурения горизонтальной части – 90 суток. Большое количество осложнений: поглощения, прихват бурильного инструмента. Потеря ствола и перебуривание секции под хвостовик.

Описание работы:

Работа проводилась в 3 этапа:

  • Построение 4D-геомеханической модели;

Было сделано предположение о влиянии на устойчивость ствола истощения пласта за счет разработки соседнего участка. Выполнено 4Д-моделирование, то есть прогноз горно-геологических условий и безопасного окна бурения с учетом снижения давлений в пласте. Прогноз показал узкое окно безопасного бурения в пласте.

Рис. 1 РУСС для проектной и оптимальной траектории 

  • Оптимизация строительства скважины на этапе планирования;

Понимание безопасного окна бурения и его зависимость от направления бурения позволили определить наиболее безопасный азимут бурения горизонтальной части и оптимальный удельный вес бурового раствора.

Рис. 2  Изменение траектории ГС с проектной на оптимальную

Определены типы рисков геологических и технологических осложнений, а также интервалы их возникновения.

Определен объем возможного обвального шлама, выданы рекомендации по очистке ствола в виде карты промывок.

  • Геомеханическое сопровождение строительства скважины

В процессе бурения проводился 24/7-мониторинг бурения, при сопровождении обновлялись параметры безопасного окна бурения, по результатам которого производилась выдача рекомендаций по операционным параметрам бурения и УВБР.

Результат: 


Было оптимизировано и пробурено без осложнений 2 ГС. Среднее время бурения горизонтальной части – 18 суток, сокращение бурения горизонтальной части в 5 раз.

 

 

При реализации данного проекта выполнено:

Расчет устойчивости стенки ствола

На основании полученных параметров геомеханической модели для плановой траектории скважины производится Расчет Устойчивости Стенки Ствола (РУСС)

Прогноз АВПД

В настоящее время приповерхностные запасы углеводородов истощаются. Разработка более глубоких продуктивных пластов сталкивается с рядом трудностей, носящих как технический, так и геологический характер. Одной из причин, приводящих к аварийным ситуациям, является наличие аномально высокого пластового давления (АВПД).

Оптимизация траекторий и конструкций скважин

По результатам Расчета Устойчивости Стенки Ствола скважины производится оптимизация конструкции и траектории скважин. Это комплексный итерационный процесс, так как изменение одного параметра требует пересмотра других.

Скважинное
моделирование

1D – или скважинное моделирование является базовым для геомеханического моделирования. 1D – геомеханическая модель — это численное представление Механических Свойств, Давлений и Напряжений (МСДН) горной породы вдоль траектории скважины. Такая модель должна достоверно описывать поведение горного массива с точки зрения деформаций и разрушений.

3D – геомеханическое моделирование

3D – геомеханическое моделирование позволяет полноценно учесть изменение геологического разреза по латерали и влияние тектоники. В результате моделирования определяются механические свойства, давления и напряженно-деформированное состояние в каждой точке исследуемого объема. Модель строится от дневной поверхности до горизонтов, лежащих под разрабатываемыми пластами.

4D – геомеханическое моделирование

4D – геомеханическое моделирование – это построение динамической модели - необходимые параметры моделируются не только по объему горного массива, но и во времени.

Керновые
исследования

Изучение керна позволяет определить физические и химические свойства породы, её проницаемость, наличие нефти или газа, а также спрогнозировать условия добычи и оценить экономическую ценность месторождения.