Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка технологии формирования сочленения ( стыка ) основного и бокового стволов в многоствольных скважинах, обеспечивающего доступ в оба ствола в процессе эксплуатации скважины.

Номер контракта: 14.577.21.0060

Руководитель: Ошибков Александр Валерьевич

Должность руководителя: директор

Докладчик: Фролов Сергей Андреевич, директор

Организация: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет"
Организация докладчика: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет"

Аннотация скачать
Постер скачать
Презентация скачать
Ключевые слова:
многоствольная скважина (мсс), многозабойная скважина, боковой ствол, ответвление, многоствольный «стык», максимальный контакт с коллектором (мкк), одновременно-раздельная эксплуатация (орэ), технические средства для заканчивания скважин.

Цель проекта:
Разработка технологических решений для повышения качества и эффективности строительства добывающих скважин путем внедрения технических средств для сочленения («стыка») основного и бокового стволов многоствольных скважин.

Основные планируемые результаты проекта:
1.В ходе первого этапа прикладного научного исследования был произведен выбор направления исследования, проанализированы существующие отечественные и зарубежные решения в области строительства многоствольных скважин. Проведение сравнительной оценки вариантов возможных конструктивных и технологических решений позволило выбрать и обосновать направление исследования, в ходе которого были предложены оригинальные конструкторские решения и технологические подходы, совокупность которых составляет разрабатываемую технологию формирования сочленения (стыка) основного и бокового стволов в многоствольных скважинах, обеспечивающего доступ в оба ствола в процессе эксплуатации скважины. Анализ эффективности разрабатываемой технологии позволил выделить основные преимущества над зарубежными аналогами и оптимизировать найденные подходы и решения.
На втором этапе, предусматривающего разработку лабораторного образца масштабируемых технических средств для реализации технологии сочленения стыка основного и бокового ствола и дальнейших стендовых его испытаний, проведены дополнительные исследования, направленные на изучение свойств элементов предполагаемой конструкции. Исследование включало проведение вычислительных экспериментов в программном комплексе ANSYS, оценивающее напряженно-деформированного состояния стыка многоствольной скважины. В ходе компьютерных экспериментов, было установлено, что разрабатываемая конструкция испытывает значительные нагрузки, непосредственно зависящие от перепада давления со стороны скважины и породы, поэтому характеристики обсадной трубы бокового ствола, находящейся непосредственно в месте стыка - легкоразбуриваемой трубы, имеют критическое значение для надежности конструкции и безаварийности последующей эксплуатации. Проведенное исследование позволило рекомендовать для изготовления соединения клиновой подвески и подвески хвостовика посадочного узла стыка, входящих в состав лабораторного образца, использовать алюминиевую легкоразбуриваемую трубу ТЛ. Также на втором этапе разработана эскизная конструкторская документация на лабораторный образец масштабируемых технических средств и технологии сочленения («стыка») основного и бокового стволов при строительстве многоствольных скважин.
На отчетном этапе ведется разработка эскизной конструкторской документации на стенд для опробования лабораторного образца масштабируемых технических средств и технологии сочленения («стыка») основного и бокового стволов при строительстве многоствольных скважин.
2. Разрабтываемая технология и технические средства для формирования сочленения («стыка») основного и бокового стволов обеспечивают строительство многоствольной скважины 4 уровня сложности по классификации TAML с возможностью дальнейшего дооснащения до TAML 5.
Многоствольный стык согласно технического задания имеет диаметр основного ствола 178 мм и бокового ствола 114 мм.
На текущий момент разработана эскизная конструкторская документация на лабораторный образец масштабируемых технических средств для реализации технологии сочленения («стыка») основного и бокового стволов состоящая из следующих основных элементов:
- Посадочный узел стыка, спускаемого в скважину в составе обсадной колонны перед цементажом скважины,
- Устройство для калибровки посадочного узла стыка в скважине после цементажа,
- Посадочный узел стыка, спускаемого в скважину в составе хвостовика перед цементажом скважины,
- Устройство для калибровки стыка в скважине после цементажа, сцепки и герметизации основного ствола с хвостовиком;
-Устройство для ориентации ремонтного или эксплуатационного оборудования по стволам (основному или хвостовику).

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Описание конечного продукта, создаваемого с использованием результатов, планируемых при выполнении проекта, места и роли проекта и его результатов в решении задачи/проблемы.

Результаты ПНИ будут использоваться при строительстве многоствольных скважин, а именно на этапе бурения и заканчивания боковых стволов. Результаты внедрения позволят увеличить объем строительства многоствольных скважин, как на ранее разработанных нефтегазовых месторождениях, так и на осваиваемых новых территориях, включая шельф Арктики.
Приведенная технология с учетом применения собственных разрабатываемых на этапах ПНИ технических средств, а также инновационного отечественного оборудования позволит снизить стоимость строительства многоствольной скважины от 15 до 25 %, повысить ее надежность и долговечность в процессе эксплуатации.

Оценка элементов новизны научных (технологических) решений, применявшихся методик. Сопоставление с результатами аналогичных работ, определяющими мировой уровень.

Разрабатываемые технология и технические средства благодаря совокупности инновационных технических решений позволят увеличить безремонтный период многоствольной скважины и выполнить задачу импортозамещения зарубежных технологий и технических средств в области строительства многоствольных скважин.
Новизна разрабатываемой технологии заключается в совокупности применяемого оборудования, которое позволяет производить работы по строительству многоствольных скважин более эффективно по сравнению с лучшими зарубежными аналогами, представленными технологиями HOOK Hanger компании Baker Hughes, RapidConnect компании Schlumberger и LatchRite компании Halliburton. Указанная эффективность достигается за счет меньшей стоимости оборудования при сопоставимых временных затратах на строительство, большей надежности технологии, широких возможностях последующей эксплуатации. Заявленные возможности разрабатываемой технологии и ее превосходство над решениями зарубежных нефтесервисных компаний являются результатом разработки и внедрения оригинальных конструкторских решений, в числе которых:
Наличие автономной системы ориентации оригинальной конструкции (разрабатываемое оборудование. Данная система имеет возможность дополнительной гидравлическаой индикации при ориентировании оборудования. Наличие данной функции позволит обеспечить двойной контроль установки инструмента в ответном пазу, что сократит затраты на дополнительные СПО, привлечение систем телеметрии и исключит возможность вырезки окна в неверном направлении.
Фиксация хвостовика с эксплуатационной колонной при цементировании реализуется путем разработки и применения клиновой подвески изготовленной из легкоразбуриваемых, материалов, обеспечивающей фиксацию хвостовика при цементировании. Проведенные исследования
напряженно-деформированного состояния стыка скважин позволили рассчитать конструкцию оборудования таким образом, чтобы обеспечить надежную и безаварийную эксплуатацию при различных внутрискважинных условиях. Применение клиновой подвески и патрубков хвостовка из легко разбуриваемых материалов позволяет снизить время строительства по сравнению с аналогами и максимально снижает риски получения аварийных ситуаций при формировании стыка бокового ствола.
Возможность последующей инсталляции оборудования для одновременно-раздельной, поочередной, либо смешанной эксплуатации объектов через материнский и боковые стволы, а также дооснащения компоновки до TAML 5. Данная возможность обеспечивается благодаря тому, что создается стык с равнопроходными диаметрами.

Пути и способы достижения заявленных результатов, ограничения и риски.

Для проверки работоспособности разрабатываемой технологии и технических средств, на текущем этапе разрабатываться испытательный стенд для опробования лабораторного образца масштабируемых технических средств и технологии сочленения («стыка») основного и бокового стволов при строительстве многоствольных скважин. Испытательный стенд максимально приближенно имитирует реальные условия, при которых предполагается работа испытываемого оборудования и технологии. Проведенные в будующем испытания позволят максимально точно определить возможность достижения заявленных результатов, выявить основные ограничения и оценить возможные риски.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Полученные результаты будут использоваться в нефтяной и газовой промышленности.
Предполагаемыми географическими рынками, для внедрения разрабатываемой в рамках проекта технологии сочленения (стыка) основного и бокового стволов скважин являются Ханты-Мансийский автономный округ и Ямало-ненецкий автономный округ. В указанных округах присутствуют следующие основные недропользователи: ОАО «Роснефть», - ОАО «Сургутнефтегаз», ОАО «ЛУКОЙЛ», ОАО «Газпром нефть», ОАО «Славнефть Мегионнефтегаз», ОАО «РуссНефть», ОАО «Газпром нефть Ноябрьскнефтегаз», ОАО «Новатек».
Полученные результаты ПНИ позволят в дальнейшем развить новые научно-технические и технологические решения в области сооружения многоствольных скважин. Создать основу для формирования реального отечественного конкурентно-способного сектора экономики взаимодействием машиностроения и нефтегазовой отросли.
Полученные результаты ПНИ будут являться фундаментом для дальнейшего развития исследований, в том числе в рамках совместных изысканий на международном уровне.

Текущие результаты проекта:
В рамках проекта выполнено 2 этапа. Разработана конструкторская документация для стенда проведения лабораторных испытаний.