Описание работы:

Предыдущее бурение на участке сопровождалось критическими осложнениями, приводящими к значительному росту НПВ и даже потере стволов:

• Катастрофические поглощения бурового раствора (до 106 м³/ч) в интервалах траппов и верхних карбонатах.
• Многочисленные затяжки и посадки инструмента (до 20 тонн), особенно при спуске обсадных колонн, вызванные обрушениями пород и зашламлением ствола скважины.
• Потеря двух горизонтальных стволов из-за невозможности спуска обсадной колонны, связанной с нестабильностью ствола.
• Низкая коммерческая скорость бурения из-за постоянных остановок на ликвидацию осложнений.

В связи с этим было принято решение о проведении комплексного геомеханического моделирования и сопровождения бурения для плановой скважины:

Построение 1D геомеханической модели:

В процессе построения 1D геомеханической модели было выявлено, что ключевым фактором на данном объекте, влияющим на устойчивость ствола скважины, является направление напряжений. Анализ данных кросс-дипольного акустического каротажа и разломной тектоники выявил оптимальное направление бурения для максимальной устойчивости ствола: 150°±20° (вдоль минимального горизонтального напряжения σh min).

Стоит отметить, что кросс-дипольный акустический каротаж был прописан на соседней (близко расположенной) скважине, что позволило корректно интерпретировать его показания. В общем случае для оценки направления напряжений и выдачи рекомендаций по оптимальному азимуту траектории скважины требуется построение 3D геомеханической модели.

Был выдан детальный прогноз "безопасного окна" бурения (УВБР) вдоль проектной и альтернативных траекторий для плановой скважины.

Сопоставление полученной модели для плановой скважины с осложнениями на опорных скважинах подтвердило ее высокую прогнозную силу (например, прогноз зон поглощения в траппах с градиентом ~1.3 г/см³, зон обрушения аргиллитов до 1.45 г/см³).

Разработка рекомендаций на основе построенной модели:

• Изменение азимута траектории горизонтального ствола плановой скважины на направление, близкое к σh min (150°±20°).
• Оптимальные УВБР для каждой секции с ограничениями по ЭЦП для предотвращения поглощений.
• Конкретные процедуры промывки и очистки ствола для зон риска зашламления (особенно в интервалах набора угла 30-60°).
• Формирование карт рисков для СПО с указанием критичных интервалов (например, зоны с DLS > 3°/30 м).
• Альтернативные конструкции скважины для снижения металлоемкости с учетом спрогнозированных рисков осложнений.

Сопровождение бурения:

• Мониторинг параметров бурения и обновление РУСС в реальном времени.
• Прогноз поглощений через расчет ЭЦП на основе замеров давления на стояке.
• Анализ осложнений (затяжки, посадки инструмента, скачки давления) и выдача оперативных рекомендаций.
• Интеграция с геонавигацией через «VIRTUAL BRIDGE» между ПО GeoDrill и Geosteering Office для обмена траекториями и прогнозными разрезами.

Результат:

Использование заказчиком предложенных рекомендаций при бурении плановой скважины, а также сопровождение бурения в реальном времени позволило значительно минимизировать количество осложнений и НПВ, и, как следствие, повысить коммерческую скорость бурения/рейс в 2.2 раза.

Таблица 1. Эффективность строительства секции под хвостовик (Скв. 1, 2, 3 – без геомеханики, Проектная скв. – с геомеханикой)

Для дальнейшей оптимизации бурения рекомендовано проведение 3D-геомеханического моделирования всего участка.