- проводка стволов ГС и РГС с целью резкого повышения нефтеотдачи пластов;
- забуривание и проводка новых стволов (горизонтальных) из бездействующих скважин к объектам с повышенной концентрацией остаточных запасов нефти для ввода в эксплуатацию простаивающих скважин с повышенным дебитом;
- извлечение из недр остаточных запасов нефти (>60 % добытых) с целью реанимации месторождений, находящихся на поздней стадии разработки;
- проводка ГС и РГС с применением электробуров с целью повышения качества их строительства и эффективности проведения буровых работ;
- разобщение пластов при креплении ГС и РГС для повышения нефтегазоотдачи пластов.
Важным направлением повышения эффективности применения ГС является максимальное снижение капитальных вложений при их проводке. Доведение величин относительных капитальных вложений до уровня стран, в которых эти технологии широко применяются (США, Канада, Франция и др.), т.е. до 1,7—2,0, позволит почти в 2,5 раза повысить успешность использования капитальных вложений при строительстве ГС.
К настоящему времени вырисовываются области возможного применения ГС, которые в соответствии со способом бурения и в зависимости от используемых технических средств можно разделить на три группы:
- с большим радиусом искривления горизонтальной части ствола относительно вертикального участка — для бурения таких скважин используется серийное оборудование;
- со средним радиусом искривления — такие скважины требуют применения специального оборудования (отклонители, УБТ и т.д.), размер и конструкция которых позволяют получать радиусы 40—80 м;
- с малым радиусом — наряду со специальным оборудованием эти скважины предъявляют дополнительные требования к технологии бурения и ориентированию инструмента;
- основная цель их строительства — восстановление бездействующего фонда, доразработка месторождений.
В области проводки скважин основным направлением работ стало создание технических средств и отработка технологий бурения стволов ГС с минимальным отклонением от расчётной траектории. Наибольшим сдерживающим фактором в этой области является отсутствие ряда приборов непрерывного контроля траектории проводки, осуществления каротажных работ в процессе входа в пласт и проходки горизонтальной части ствола (ГК, НГК).
Практика показала, что больше всего влияют на эффективность применения технологии разработки залежей углеводородов ГС технологии первичного и вторичного вскрытия, освоения продуктивных пластов — особенно в условиях низкого пластового давления. Качественное вскрытие продуктивных пластов является одной из ключевых проблем продуктивности скважин и эффективности извлечения углеводородов. Кроме геологических причин это в большой степени зависит от существующих технологий вскрытия пластов, которые не обеспечивают сохранения коллекторских свойств нефтегазового пласта в области, прилегающей к стволу скважины. Анализ фактических данных об ухудшении продуктивности скважин [97, 141] показывает существенное ее снижение в процессе вскрытия. Производительность 50 % всех исследуемых пластов более чем в 2 раза меньше их природных возможностей, 25 % — более чем в 4 раза и 10 % — более чем в 10 раз.
Горизонтальные стволы скважин, пробуренные на десятки и сотни метров по простиранию пластов, вскрывают в неоднородных эксплуатационных объектах несколько участков с различной проницаемостью, что существенно повышает дебит скважин и извлечение запасов нефти и газа. В то же время накопленный промысловый опыт свидетельствует о более низкой, по сравнению с расчетной, эффективности применения ГС. Анализ показывает [17], что по основным нефтегазодобывающим районам России только по 71,5 % имеющегося фонда ГС отмечено увеличение среднегодовых дебитов нефти по сравнению с вертикальными.
Исходя из богатого опыта изучения проблемы для вертикальных скважин можно утверждать, что одной из основных причин снижения фактической продуктивности ГС по сравнению с их потенциальными возможностями являются техногенные изменения природного состояния нефтегазового пласта в околоскважинных зонах. Однако использование результатов исследований влияния качества вскрытия пластов на продуктивность скважин, проведённых для вертикальных скважин, малоперспективно для горизонтальных, так как оно не учитывает существенных различий в формировании околоскважинных зон:
- в отличие от вертикальных скважин воздействие буровых агентов на продуктивный пласт для ГС осуществляется в течении гораздо более длительного периода;
- ствол ГС испытывает более сложные и интенсивные деформационные процессы по сравнению со стволом вертикальной скважины;
- ГС вскрывают геологические неоднородности разного масштабного уровня — от отдельных неоднородных включений до неоднородности, связанной с геологическим строением залежи;
- технология бурения, заканчивания и испытания ГС несколько иная, чем для вертикальных, что обусловливает специфику околоскважинных зон.
Проведенные исследования [93, 132, 134, 162, 254] показывают, что в околоскважинной зоне ГС концентрируется поле давлений и возникают значительные градиенты. Эти факторы изменяют проницаемость пласта, в результате чего продуктивность ГС снижается на 30—35 %.
Таким образом, при строительстве ГС возникает ряд проблем [65], решение которых требует дальнейших проработок при внедрении технологии разработки нефтегазовых месторождений ГС:
- геологическая неоднородность по простиранию пласта существенно влияет на формирование околоскважинных зон ГС;
- горизонтальное расположение обусловливает ассиметрию изменения свойств пласта в околоскважинных зонах;
- относительная вязкость и ограниченная толщина пласта изменяют характер проникновения фильтрата в пласт;
- вдоль ствола ГС происходит перераспределение удельного дебита, в области забоя и устья формируются аномальные концевые эффекты по удельному притоку;
- неоднородность проницаемости вдоль ствола ГС увеличивает дифференциацию по удельному притоку;
- локальное нарушение целостности пласта при вскрытии влияет на продуктивность ГС.
Отсутствие надёжных, апробированных технологий вскрытия, освоения, оценки интервалов притока, интенсификации интервалов притока, проведения геолого-технических мероприятий и ремонтно-изоляционных работ в стволе ГС негативно отражается на технико-экономических показателях применения технологий разработки залежей углеводородов ГС.
При эксплуатации ГС возникают проблемы проведения геолого-технических мероприятий по горизонтальному стволу. Следовательно, конструкция хвостовика обсадной колонны должна соответствовать требованиям надежной изоляции заколонного пространства в продуктивной части по простиранию пласта во избежании заколонных перетоков, "задавливания" одной области пласта другой. Таким образом, появляется возможность для проведения поинтервальных работ по интенсификации притока, проведения ремонтно-изоляционных работ и т.д. Кроме того, конструкция скважины должна соответствовать требованиям, предъявляемым для организации ГТМ и вторичных методов разработки залежей углеводородов [48, 114, 180, 239]. В настоящее время технологии бурения при пониженном гидростатическом давлении в стволе скважины, позволяющие сократить длину необсажен-ного участка ствола в продуктивном пласте без заметной потери продуктивности, появляются как у нас, так и за рубежом [45, 53, 264].