История появления первых горизонтальных скважин

Первые попытки бурения по горизонтальной плоскости были сделаны еще в середине XIX столетия. Официально, впервые горизонтальные скважины были пробурены при развитии месторождения нефти в Баку (1846 год). Спустя практически 100 лет, в 1930-м году, в этом же регионе был разработан проект горизонтально-наклонного бурения. Данный способ бурения скважин дает возможность расположить основную буровую станцию на значительном отдалении от места добычи полезных ископаемых. Несмотря на то, что с тех пор прошло уже достаточно много времени, этот метод бурения практически не претерпел изменений и до сих пор используется современными специалистами. Например, геологи и бурильщики Норвегии взяли на вооружение данные способы бурения скважин. Там осуществляют добычу нефтяных продуктов из шельфа Северного моря, при этом, сама буровая вышка расположена на берегу моря.

Скважины с искусственным отклонением

Способы бурения скважин постепенно совершенствовались. С середины прошлого века началось осуществление наклонно-прямолинейного бурения. На основе этого принципа был разработан способ кустового бурения. Суть данного метода сводится к разветвлению наклонных скважин с одной точки («куста») в разных направлениях (могло отслоиться до десяти наклонных скважин). Таким образом, одной буровой вышкой можно охватить значительную площадь.

Наклонные скважины распространены и сегодня. Вертикальное отклонение может колебаться в диапазоне от 2-х до 6-ти градусов. Это может быть связано как с искусственными, так и с естественными причинами. Принудительное изменение траектории скважин часто применяется при разработке нефтяных месторождений. Существуют такие способы формирования скважин с искусственным отклонением:

  • Наклонное бурение;
  • Кустовой метод забуревания;
  • Многозабойное;
  • Горизонтально направленное бурение.

Искусственное изменение траектории забуревания скважин помогает оперативно освоить месторождение, а также значительно увеличить отдачу нефти с одного пласта.

Методы искусственного отклонения

На сегодняшний день существует 3 основных способа такого отклонения при бурении горизонтальных скважин:

  • Способ типовых трасс. Используя данный метод, бурильщиками учитываются принципы естественного искривления. Однако у данного способа есть один существенный недостаток – стоимость бурения значительно увеличивается.
  • Искривление траектории скважины за счет использования различных режимов бурения. Данный способ также не совершенен, так как приводит к снижению скорости работы и ограничен возможностями бурового инструмента.
  • Применение отклоняющих клиньев и других подобных специализированных устройств.

Все наклонные способы бурения скважин, в целом, сводятся к одному. На первом этапе бурение осуществляется с поверхности традиционным методом – вертикально. Затем, уже в процессе работы, осуществляется постепенное отклонение по необходимой траектории, вплоть до перехода в горизонтальную плоскость.

Главная особенность горизонтального бурения при освоении нефтяных месторождений – пересечь в горизонтальной плоскости продуктивный пласт. Попав в самое «сердце» месторождения, можно многократно увеличить нефтеотдачу. Объем нефтепродуктов и углеводородов значительно увеличивается при освоении нефтяных месторождений с помощью горизонтального бурения, а расходы и временные затраты, при этом существенно снижаются. Это достигается, прежде всего, за счет уменьшения общей сетки бурения.

Кустовой способ бурения скважин

Кустовой метод бурения горизонтальных скважин применяется уже более пятидесяти лет и на деле доказал свою высокую эффективность. Необходимость использования данного способа бурения зависит от ряда факторов, которые можно разделить на:

  • Технические. В случае нахождения на территории месторождения различных построек или сооружений.
  • Технологические. При необходимости сохранения первоначальной схемы сетки бурения.
  • Геологические. Связаны с бурением специфических – многопластовых месторождений.
  • Орографические. В случае бурения скважины под естественными образованиями в виде рек, озер и водоемов.
  • Климатические. Если разбуривание нужно осуществлять в зимний период при низких температурах.
Кустовые способы бурения скважин обладают целым рядом преимуществ:
  • Значительно сокращается время выполнения работ;
  • Простота эксплуатации горизонтальных скважин;
  • Значительное сокращение расходов при бурении (уменьшается объем транспортировок и дорожных строительств).

Минимум в одном кусте должно находиться хотя бы две скважины. Однако, как правило, скважин гораздо больше. Традиционно в одном кусте их насчитывается от 10-ти до 25-ти. В истории бурения был зафиксирован случай, когда в одном кусте было расположено 68 скважин.