Наклонно направленное бурение

Наклонно направленная скважина отличается от вертикальной заданным смещением конечного забоя от вертикали и его направлением по сторонам света.

Бурение наклонных скважин возможно как при использовании забойных двигателей, так и роторным способам. Собственно искривление ствола скважины достигается применением специальных компоновок низа бурильной колонны, обеспечивающих отклоняющую силу на долоте, или асимметричное разрушение забоя, или то и другое.

Реализация необходимого пространственного положения ствола скважины достигается с помощью ориентирования отклоняющих компоновок низа бурильной колонны перед началом и в процессе бурения. В качестве отклоняющих при бурении забойными двигателями применяют компоновки, включающие один или несколько центраторов, два эксцентрично расположенных центратора, эксцентричный ниппель, кривой переводник, специальные отклонители типов ОТ, ОТС, ОТШ. С помощью компоновок с одним или несколькими центраторами можно управлять только значением зенитного угла скважины. Все остальные позволяют изменять также и азимут скважины.

Кривой переводник — толстостенный патрубок с пересекающимися продольными осями присоединительных резьбовых соединений. Наиболее распространенными углами между пересекающимися осями являются 1,5 - 3,5°. Увеличение указанного угла сверх 3,5°, как правило, не приводит к возрастанию темпа набора кривизны. Кривой переводник включается в компоновку обычно между одной секцией турбобура или укороченного турбобура и УБТ. Очевидно, что темп изменения кривизны зависит от угла перекоса кривого переводника, а также от текущего зенитного угла ствола скважины.

В качестве примера возможно привести следующее: в соответствии с «Инструкцией по бурению наклонных скважин с кустовых площадок на нефтяных месторождениях Западной Сибири» при бурении предусмотрена компоновка: долото диаметром 295 мм, турбобур ЗТСШ-240-1, секция или Т12МЗБ-240, кривой переводник, УБТ диаметром 178мм и длиной 12мм.

Возникновение отклоняющей силы в компоновках с эксцентричным ниппелем достигается за счет монтажа на ниппеле турбобура упругой (резиновой) накладки.

При бурении секционными турбобурами соединения валов и корпусов верхней и нижней секций турбобура направлены под углом 1-2°, что и обеспечивает набор кривизны при бурении ствола скважины. Отклонители ОТ и ОТС представляют собой искривленный переводник, установленный между ниппелем и корпусом турбобура. Вал при этом выполнен разрезным, радиальной опорой нижней части вала служит ниппель.

Отклоняющие приспособления, применяемые при роторном бурении, и технология бурения наклонно направленных скважин роторным способом имеют свои особенности. В этом случае отклонители используются только в начальный момент для придания стволу нужного направления. Количество установок отклоняющих приспособлений, которые необходимы для обеспечения заданного искривления скважины, определяет способность проходимых пород и их пропластков отклонять ствол скважины от проектного направления. Искусственное искривление ствола скважины осуществляется подбором соответствующих компоновок низа бурильной колонны при определенных режимах бурения. Отклоняющие приспособления также специфичны и представляют собой клиновидные устройства с наклонным направлением для долота. Они имеют полукруглое или V-образное сечение с приспособлениями для крепления в открытом или обсаженном стволе. По конструкции они бывают несъемными неизвлекаемыми (длина 2,5-4,5м), оставляемыми в скважине и извлекаемыми после осуществления процесса бурения в установленном направлении (примерно 15м нового ствола скважины). Неизвлекаемые отклонители применяют в обсаженных скважинах. Сверху они имеют раструб для направления долота и устройства для крепления в скважине.

Извлекаемые отклонители характеризуются наличием (для их подъема) в верхней части муфты диаметром, равным диаметру нижней части долота, а в нижней - остроконечного выступа, внедряющегося в породу на забое и препятствующего вращению отклонителя.

Для стабилизации и уменьшения зенитного утла скважины как в роторном, так и турбинном (электро-) бурении применяются компоновки с различным числом центраторов и их расположением.

Проектирование наклонно направленных скважин сводится к выбору типа профиля (вертикальной и горизонтальной проекций), расчету траектории положения оси скважины в пространстве, выбору компоновок для реализации расчетного профиля и режима бурения.

Профили скважины могут проектироваться в одной плоскости - это обычный тип профиля и с учетом пространственного искривления - профиль пространственного типа. Последние используются, к сожалению, реже и их применение связывается со сложными геологическими условиями бурения, влияние которых на самопроизвольное искривление велико.