ВИТРИК В.Г. – Генеральный директор, к.т.н.
КОНДРАТЬЕВА А.В. – Начальник проектно-сметного отдела
СЕЛИННЫЙ М.Ю. – Ведущий геолог
ГАЛУШКА Р.Н. – Заместитель начальника УРРБС
ООО “НТП ”БУРОВАЯ ТЕХНИКА”
Нефтегазовая промышленность Украины имеет многовековую историю: первые исторические данные о добыче нефти на территории Украины появились еще в XIV веке. В 20-х годах XIX века началась промышленная добыча нефти в районе г. Борислав на Прикарпатье. А уже в середине XX века природный газ украинского происхождения транспортировался в Россию, Белоруссию, Литву, Латвию, Польшу, Чехословакию и Австрию.
Максимальная добыча нефти и газа по месторождениям Украины пришлась на середину 70-х годов. Максимальная добыча нефти в 1973 году составила 13.2 млн. т, причем доля только двух месторождений, расположенных в Прилукском нефтегазовом регионе, Гнединцевское и Леляковское, составляла около 8 млн т. нефти. Максимальная добыча природного газа в 1975 году составила 68,7 млрд куб. м. В настоящее время добыча нефти сократилась до 1.8 млн т., а газа до 19,9 млрд куб. м., что обусловлено, прежде всего, значительной истощенностью крупнейших месторождений и не привлечением к разработке меньших по запасам залежей.
По данным Министерства энергетики и угольной промышленности Украины, начальные потенциальные ресурсы углеводородов в Украине оцениваются в 9,3 млрд. тонн условного топлива, в том числе нефти с газовым конденсатом - 1,6 млрд тонн (17,6%), свободного газа - 7, 3 трлн куб. м (77,8%). На государственном балансе находятся 296 месторождений, в том числе 67 нефтяных, 112 нефтегазоконденсатных, 70 газовых и 98 газоконденсатных. Только Днепровско-Донецкая впадина вмещает более триллиона кубометров газа, а неразведанные ресурсы нефти с газовым конденсатом оценены в 157 и 186 млн т.
Среди первоочередных задач, решение которых позволит нарастить запасы и увеличить добычу собственных углеводородов, необходимо выделить две главные:
- введение в разработку новых нефтегазовых месторождений за счет кратного увеличения объемов геолого-разведочного и эксплуатационного бурения;
- увеличение коэффициента извлечения нефти и газа из залежей углеводородов за счет эффективного использования современных технологий и оборудования на уже разведанных и действующих месторождениях. Это относится как к строительству новых скважин и скважин действующего фонда, так и к законсервированным и недействующим по разным причинам нефтегазовым скважинам, которых в Украине значительное количество (до 5-7 тыс. по данным разных исследователей).
Именно тема повышения нефтеотдачи и интенсификации добычи углеводородов на месторождениях, находящихся на поздней стадии разработки, а также тех, что относятся к категориям трудноизвлекаемых и является на сегодня более реальной в ближайшей перспективе, по сравнению с поисками и освоением новых площадей и нефтегазовых месторождений.
Необходимо отметить важное преимущество в том, что эти месторождения уже обустроены, имеют действующую инфраструктуру для добычи, подготовки и транспортировки нефти , газа и конденсата до конечного потребителя, и запасов углеводородов еще достаточно, что позволяет при значительно меньших затратах и за счет использования современных технологий повысить степень извлечения углеводородного сырья на действующих месторождениях Украины.
Все это, безусловно, требует, кроме применения высокоэффективных технологий интенсификации притока в действующих скважинах и восстановления законсервированных и недействующих скважин, бурения значительного количества новых скважин для раскрытия и увеличения площади дренирования продуктивного пласта, особенно при наличии слабопроницаемых и неоднородных по литологии коллекторов.
Следует также учитывать, что основная часть нефтегазодобывающих регионов Украины находится в зоне ценных сельскохозяйственных угодий и земель, густой поселенческой сети, в заповедных, курортных зонах и на землях лесного фонда. Кроме того, повышенные требования природоохранных органов к процедуре отвода площадок для размещения бурового и эксплуатационного оборудования, техногенные препятствия, сложный рельеф местности и значительные затраты на строительство нефтегазовых скважин требуют поиска новых, более эффективных методов (подходов) к разработке залежей углеводородов.
Наиболее распространенным и общеизвестным методом бурения на залежи, которые находятся в зонах недосягаемости вертикальным бурением является бурение наклонно направленных скважин. В этом случае главной целью является не столько эффективное вскрытие продуктивного пласта-коллектора, сколько достижение запроектированной точки входа в пласт с удаленной точки (площадки), на которой еще возможно смонтировать буровой станок, пробурить скважину и, в случае успешности, обвязать и запустить ее в эксплуатацию.
Обычно используется S-образный профиль, позволяющий при достаточной толщине продуктивного пласта или раскрытии нескольких горизонтов качественно выполнить цементирование эксплуатационной колонны и надежно изолировать различные по характеристикам газо-нефте-водоносные горизонты.
При бурении на один эксплуатационный объект, более эффективным в плане вскрытия продуктивного горизонта, при одновременном обеспечении надежного (гарантированного) вхождения в кровлю нефтегазовой залежи, является бурение основного наклонно - направленного ствола и завершение его горизонтальным участком непосредственно в продуктивном пласте. Указанная технология позволяет значительно увеличить площадь контакта скважина - продуктивный пласт, что в десятки раз эффективнее, для извлечения углеводородов, по сравнению с раскрытием пласта вертикальным стволом. Важным является также возможность значительного сокращения общего количества вертикальных эксплуатационных скважин и буровых площадок соответственно, которые традиционно, за редким исключением, закладываются в проектах разработки нефтегазовой залежи. (Рис.1)
Научно-техническое предприятие «Буровая техника» создано в 2000 году, как украинская нефтесервисная компания, в основу деятельности которой были заложены ориентация на современные технологии и обеспечение качественного сервиса при строительстве и капитальном ремонте нефтегазовых скважин в соответствии с требованиями международных стандартов.
Руководство и специалисты компании изначально ориентированы на обеспечение буровых и нефтедобывающих компаний полным комплексом сервисных услуг при реализации проектов по сооружению и капитальному ремонту вертикальных, наклонно-направленных и горизонтальных скважин, начиная с разработки проектной документации, обеспечения материалами и оборудованием и заканчивая освоением скважин.
Компания динамично развивается, имеет соответствующие разрешения и лицензии, квалифицированный персонал, необходимое оборудование и производственную базу.
С целью повышения конкурентоспособности на рынке предоставления нефтесервисных услуг в компании разработана политика качества предприятия, введены и поддерживаются в рабочем состоянии системы менеджмента качества, экологического менеджмента и управления гигиеной и безопасностью труда (ДСТУ ISO 9001: 2009, ДСТУ ISO 14001: 2006, ДСТУ OHSAS 18001: 2010).
Международный аудит подтверждает надежность предприятия на соответствие его деятельности международным стандартам качества.
Одним из главных направлений более чем 15-летней деятельности компании «НТП «Буровая техника» на рынке сервисных услуг является разработка и реализация проектов по бурению и капитальному ремонту нефтяных и газовых скважин с наклонно-направленным, горизонтальным и многозабойным окончанием эксплуатационных стволов на месторождениях Украины и шельфе Черного и акватории Азовского морей. (Рис.2)
Особое внимание уделяется разработке технико-технологических решений при выполнении работ на месторождениях, находящихся на завершающей стадии разработки, а также на месторождениях с трудноизвлекаемыми запасами, которые на сегодня составляют более 70% от находящихся в разработке нефтегазовых месторождений Украины. Результатом деятельности компании является успешное бурение более 50 скважин на Гнединцевском, Прилукском, Качановском, Малодевицком, Южно- Панасивском, Бугруватовском и других месторождениях Украины, на которых были реализованы (выполнены) комплексы сервисных услуг (буровые растворы, долота, направленное бурение с применением систем MWD и др.) (Рис.3).
Активное участие специалисты компании принимали в разработке технологии, проектной документации, а также непосредственное участие в бурении и креплении первой в Украине двухствольной скважины №10 Булганакского газового месторождения в акватории Азовского моря, а также куста пяти горизонтальных скважин на Северо-Казантипском газовом месторождении. ( Рис.4, 5).
Изучение опыта бурения горизонтальных, многоствольных и разветвленных нефтегазовых скважин на суше, а также шельфе Азовского и Черного морей - позволило разработать эффективную систему разбуривания месторождений, находящихся в эксплуатации на протяжении длительного периода.
На сегодня есть две взаимосвязанные проблемы, которые значительно усложняют процессы эффективной разработки нефтегазовых месторождений, а именно:
- практически невозможно эффективное извлечение углеводородов из низкопродуктивных, слабопроницаемых, литологически-неоднородных залежей, порой довольно значительных, а также вести разработку остаточных нефтенасыщенных зон в истощенных коллекторах путем бурения вертикальных скважин;
- практически невозможно получить разрешение на выделение большого количества земельных участков для размещения бурового оборудования и бурения скважин, а также размещения эксплуатационного оборудования в дальнейшем, после завершения скважин бурением и получением притока углеводородов.
Практическое решение этих проблем, по аналогии с громадным накопленным опытом строительства и эксплуатации нефтегазовых скважин на месторождениях Западной Сибири (Российская Федерация), - это кустовое размещение эксплуатационных скважин, когда на одной площадке размещаются вертикальная - пилотная, для уточнения литолого-стратиграфического разреза и геолого-технических условий бурения и выбора наиболее эффективной технологии проводки скважины в данном блоке и ряд эксплуатационных скважин с наклонно-направленными и горизонтальными стволами.
Следует отметить, что применение кустового бурения, кроме обеспечения условий наиболее эффективной разработки за счет максимально возможного уплотнения сетки эксплуатационных скважин нефтегазовой залежи, позволяет значительно сократить строительно-монтажные работы, уменьшить объем вспомогательных работ, упростить автоматизацию процесса добычи и обслуживания эксплуатационного оборудования и сократить объемы перевозок и затраты на обустройство нефтегазового промысла. Кроме того, сокращение общего количества буровых площадок автоматически приводит к уменьшению протяженности дорог и технологических коридоров для их обеспечения.
Особого внимания заслуживает кустовое бурение на площадках, где расположены ранее пробуренные и находящиеся в эксплуатации скважины. Строительство новых скважин или бурение боковых стволов в ранее пробуренных скважинах, расположенных в пределах этой же площадки - это экономия как за счет уже осуществленного отвода земель и размещенного эксплуатационного оборудования и трубопроводов, так и достаточного количества геолого-геофизических и промысловых материалов по конкретному участку нефтегазовой залежи, что позволяет более эффективно планировать оптимальную схему дренирования залежи и проектировать с максимальной точностью привязки по глубине направление, траекторию профиля наклонно-направленных и горизонтальных стволов бурящихся скважин.
Указанный подход был применен, прошел испытания, отработан и успешно внедряется при разработке технологии и схемы размещения новых эксплуатационных скважин на кустовых площадках одного из месторождений Прилукского нефтегазодобывающего района, где специалистами компании НТП «Буровая техника», в качестве генерального подрядчика, успешно реализованы проекты по бурению 23 горизонтальных скважин. На рис.6 показаны траектории фактически пробуренных скважин с одной кустовой площадки.
На карте (рис.7) показаны кустовые площадки скважин, которыми разбуривается нефтенасыщенный песчано-карбонатный коллектор «доларенит», толщина которого составляет от 3 до 5 метров. В этом маломощном пласте пробурены горизонтальные стволы длиною до 200 м, продуктивная зона которых крепится хвостовиком-фильтром, без проведения цементировочных работ. Для сравнения приводятся дебиты по нефти в вертикальных и наклонно-направленных скважинах в центре куста (2-5т / сутки) и всего куста с горизонтальными скважинами от 20 до 40 т / сутки, причем начальные дебиты в отдельных скважинах могут достигать до 20-30т / сутки.
Необходимо отметить, что успешному выполнению работ способствует использование комплекса современного высокоэффективного оборудования для наклонно-направленного и горизонтального бурения, а именно:
- Винтовые забойные двигатели с регулируемым углом перекоса и увеличенным крутящим моментом и гидравлические ясы канадской компании «Wenzеl»;
- Телеметрические системы канадской компании «DrillTeсk» с гидравлическим каналом связи и Гамма датчиком;
- Долота PDC компании «Halliburton».
При бурении наклонно-направленного и горизонтального участков, проводится постоянный геолого-технологический контроль за параметрами режима бурения и литологическим составом пород и насыщающих их флюидов с использованием станции ГТД, что позволяет оперативно реагировать на все отклонения от проектных параметров, как технологических режимов, так и геологических условий строения залежи, с принятием, непосредственно на буровой, решений по корректировке профиля скважины соответственно фактическим данным, полученным в процессе бурения.
Основные требования к сооружению куста скважин обусловлены ограниченными по размерам площадками, форма и размер которых зависит от количества скважин, расстояния между ними (между устьями нефтяных эксплуатационных скважин минимум 5 м, «Правила безопасности в нефтегазодобывающей промышленности Украины»), схем размещения оборудования, норм технического надзора и пожарной безопасности. Кроме того, схемы расположения устьев скважин определяются особенностями условий бурения и очередности ввода скважин в эксплуатацию, а также рельефа местности и требованиями безопасности буровых работ и т.д.
При разработке проектной документации уделяется внимание оптимальному размещению оборудования с целью минимизации его передвижения при проведении монтажно-демонтажных работ и подготовительных работах к бурению следующих скважин в кусте.
ВЫВОДЫ:
Использование современных технологий и высокоэффективного оборудования канадского производства: системы телеметрии с гидравлическим каналом связи MWD с Гамма датчиком, высокомоментные забойные двигатели, полимерных безглинистых растворов и безопорных долот PDC, позволяет эффективно управлять траекторией и успешно проводить горизонтальные стволы согласно запроектированной траектории при толщине пласта до 4м (практически в 2-х метровом коридоре).
Спуск предыдущей (эксплуатационной) обсадной колонны практически в кровлю продуктивного пласта при зенитных углах 80-84 град., позволяет в дальнейшем использовать при бурении в продуктивном пласте специальные, с минимальной плотностью, безглинистые биополимерные растворы, а также осуществлять спуск фильтра-хвостовика в продуктивную зону без его последующего цементирования.
Бурение специального «пилотного» ствола (при зенитном угле до 45 град) с использованием системы MWD и Гамма датчика, проведение комплекса геофизических исследований, пометровый отбор шлама непосредственно в процессе бурения, сплошной отбор керна в интервале залегания продуктивного пласта позволяют успешно реализовать следующие положения проекта:
- уточнить литологический состав, мощность и фильтрационно-емкостные параметры пласта-коллектора, а также вышезалегающих и подстилающих пород, и что самое важное, точно определить глубину залегания кровли проектного горизонта, с привязкой к показаниям ГК, что позволит, во-первых, уточнить запроектированную траекторию горизонтального ствола скважины и во-вторых, оперативно ее коррелировать, как по показаниям Гамма-каротажа, проводимого в процессе бурения, так и по результатам исследования отобранного шлама;
- провести в стационарной лаборатории литолого-петрофизический анализ керна, исследовать степень воздействия различных составов кислотных растворов на образцы керна и подобрать оптимальную рецептуру кислотного раствора для проведения, в дальнейшем, работ по интенсификации притока скважины.
Возможность размещения на кустовой площадке дополнительных амбаров и парка дополнительных емкостей, обвязка их с оборудованием для приготовления и очистки различных типов буровых растворов и специальных жидкостей, включая растворы на углеводородной основе, позволяет реализовать следующие экологические и технологические программы:
- осуществлять разделение и очистку отходов бурения и сточных вод, с возможностью захоронения очищенного шлама на буровой площадке или вывоза в специальные шламонакопители, а очищенную воду использовать для повторного приготовления раствора и специальных жидкостей;
- осуществлять оперативное планирование и проведение работ по использованию специальных жидкостей и растворов в процессах вскрытия продуктивного пласта, глушения при проведении внутрискважинных работ, проведении интенсификации притока и других операций за счет наличия необходимого количества жидкостей непосредственно на кустовой площадке.
Реализация проектов по разработке месторождений направленными скважинами с кустовых площадок особенно актуальна при разработке средних и малых нефтегазовых месторождений, включая сланцевые проекты, на территориях природоохранных зон, горной, лесистой и болотистой местностях или в пределах морских акваторий.
