tumnigИзвестия высших учебных заведений. Нефть и газOil and Gas Studies0445-01083033-8174Industrial University of Tyumen10.31660/0445-0108-2021-3-52-62tumnig-940Research ArticleБУРЕНИЕ СКВАЖИН И РАЗРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЙDRILLING OF WELLS AND FIELDS DEVELOPMENTТехнологические решения для строительства скважин на месторождениях высоковязких сланцевых углеводородовTechnological solutions for well construction in high-viscous shale hydrocarbon fieldsОвчинниковВ. П.OvchinnikovV. P.

Овчинников Василий Павлович, доктор технических наук, профессор кафедры бурения нефтяных и газовых скважин

Тюмень

Vasiliy P. Ovchinnikov, Doctor of Engineering, Professor at the Department of Drilling Oil and Gas Wells

Tyumen

РожковаО. В.RozhkovaO. V.

Рожкова Оксана Владимировна, ассистент кафедры бурения нефтяных и газовых скважин

Тюмень

Oksana V. Rozhkova, Assistant at the Department at the Department of Drilling Oil and Gas Wells,

Tyumen

rozhkovaov@tyuiu.ruБастриковС. Н.BastrikovS. N.

Бастриков Сергей Николаевич, доктор технических наук, профессор кафедры бурения нефтяных и газовых скважин

Тюмень

Sergey N. Bastrikov, Doctor of Engineering, Professor at the Department of Drilling Oil and Gas Wells,

Tyumen

ЛеонтьевД. С.LeontievD. S.

Леонтьев Дмитрий Сергеевич, кандидат технических наук, ассистент кафедры бурения нефтяных и газовых скважин

Dmitry S. Leontiev, Candidate of Engineering, Assistant at the Department of Drilling Oil and Gas Wells

Tyumen

ОвчинниковП. В.OvchinnikovP. V.

Овчинников Павел Васильевич, доктор технических наук, профессор кафедры современных технологий бурения скважин

Москва

Pavel V. Ovchinnikov, Doctor of Engineering, Professor at the Department of Modern Drilling Technologies

Moscow

Тюменский индустриальный университетРоссияIndustrial University of TyumenRussian FederationРоссийский государственный геологоразведочный университет имени Серго ОрджоникидзеРоссияSergo Ordzhonikidze Russian State University for Geological ProspectingRussian Federation202115072021035262Copyright © Овчинников В.П., Рожкова О.В., Бастриков С.Н., Леонтьев Д.С., Овчинников П.В., 20212021Овчинников В.П., Рожкова О.В., Бастриков С.Н., Леонтьев Д.С., Овчинников П.В.Ovchinnikov V.P., Rozhkova O.V., Bastrikov S.N., Leontiev D.S., Ovchinnikov P.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tumnig.tyuiu.ru/jour/article/view/940

Рассмотрены основные технологические процессы сооружения скважин для добычи высоковязких углеводородов из продуктивных низкопористых коллекторов с высокими термобарическими условиями, к которым относятся и сланцевые залежи баженовской свиты. По результатам обзора и анализа существующих решений в области освоения таких залежей обосновано и предложено следующее: сооружение разветвленных многозабойных по азимуту скважин с горизонтальным окончанием, осуществление селективного многостадийного гидроразрыва в продуктивном пласте; использование при вскрытии пласта технологических жидкостей на нефтяной основе, а для разобщения — тампонажных материалов, продукт твердения которых представлен термически стойкими гидратными фазами (гидроосновными гидросиликатами). Разветвленные скважины имеют горизонтальное окончание большой протяженности (порядка 1 000 метров и более). Эффективно работает только часть горизонтального участка, что является основанием для разработки и применения стадийного как по времени, так и по простиранию, метода гидроразрыва пласта. На уровне изобретения разработаны способ и устройство для проведения многостадийного селективного гидроразрыва пласта в скважинах с горизонтальным окончанием. В статье изложен способ его осуществления, проведено сравнение с уже имеющимися. Особое внимание уделено необходимости использования при первичном вскрытии пласта растворов на углеводородной основе, а для разобщения — тампонажных растворов из композиционных материалов, продукт твердения которых представляет камень, сформированный низкоосновным гидросиликатом кальция.

The article discusses the main technological processes of well construction for the production of high-viscosity hydrocarbons from productive lowporosity reservoirs with high temperature and pressure conditions, which include shale deposits of Bazhenov formation. According to the results of the review and analysis of existing solutions in the development of this deposits, the following measures were justified and proposed: construction of branched multi-hole azimuth horizontal wells, implementation of selective multi-stage hydraulic fracturing in the productive formation; the use of oil-based process fluids when opening the reservoir, the use of plugging materials for isolation of the reservoir, the hardening product of which is represented by thermally stable hydrate phases (hydrobasic hydrosilicates). Вranched wells have a long horizontal end (about 1 000 meters or more). Only a part of the horizontal section works effectively, which is the basis for the development and application of the staged, both in time and along the strike, hydraulic fracturing method. At the level of the invention, a method and apparatus for carrying out multistage selective hydraulic fracturing in wells with horizontal completion have been developed. The article describes a method for implementing multistage selective hydraulic fracturing, comparing this method with the existing ones. Much attention is given to the need to use hydrocarbon-based solutions for the initial opening the reservoir, to use cement slurries from composite materials to separate the reservoir, the hardening product of which is a stone formed by low-basic calcium hydrosilicate.

высоковязкая нефтьбаженовская свитатампонажный растворфибраармированиеhigh-viscosity oilBazhenov formationcement slurryfibrahardbandingReferencesОрлов, С. В. Новая нефть. Технологическое развитие меняет нефтяную карту мира / С. В. Орлов. – Текст : электронный // Сибирская нефть : онлайн-журнал. – 2020. – № 8/175. – С. 8–14. – URL: https://www.gazprom-neft.ru/press-center/sibneft-online/archive/2020-october/.Orlov, S. V. (2020). Novaya neft'. Tekhnologicheskoe razvitie menyaet neftyanuyu kartu mira. Sibirskaya neft', (8/175), pp. 8-14. (In Russian). Available at: https://www.gazpromneft.ru/press-center/sibneft-online/archive/2020-october/Щёлокова, Д. В. Нетрадиционные углеводороды как источник неисчерпаемости топливно-энергетических ресурсов / Д. В. Щёлокова. – Текст : непосредственный // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2016. – № 1 (103). – С. 120–126.Shchelokova, D. V. (2016). Non-conventional hydrocarbons as a source of inexhaustible energy resources. Problems of Gathering, Treatment and Transportation of Oil and Oil Products, (1(103)), pp. 120-126. (In Russian).Сооружение скважин на месторождениях с аномально высокими термобарическими условиями / В. П. Овчинников, О. В. Рожкова, П. В. Овчинников [и др.]. – Тюмень : Тюменский индустриальный университет, 2020. – 234 с. – Текст : непосредственный.Ovchinnikov, V. P., Rozhkova, O. V., Ovchinnikov, P. V., Fattakhov, M. M., Melekhov, A. V., Shamsutdinov, N. M.,… Bastrikov, S. N. (2020). Sooruzhenie skvazhin na mestorozhdeniyakh s anomal'no vysokimi termobaricheskimi usloviyami. Tyumen, Industrial University of Tyumen Publ., 234 p. (In Russian).Гурари, Ф. Г. Клиноформы — особый тип литостратонов / Ф. Г. Гурари. – Текст : непосредственный // Геология и геофизика. – 1994. – № 4. – С. 21–22.Gurari, F. G. (1994). Klinoformy - osobyy tip litostratonov. Russian Geology and Geophysics, (4), pp. 21-22. (In Russian).Геология нефти и газа Западной Сибири / А. Э. Конторович, И. И. Нестеров, Ф. К. Салманов [и др.]. – Москва : Недра, 1975. – 680 c. – Текст : непосредственный.Kontorovich, A. E., Nesterov, I. I., Salmanov, F. K., Surkov, V. S., Trofimuk, A. A., & Erv'e, Yu. G. (1975). Geologiya nefti i gaza Zapadnoy Sibiri. Moscow, Nedra Publ., 680 p. (In Russian).Осыка, A. B. Условия формирования аномальных разрезов баженовской свиты на Тевлинско-Русскинском месторождении / А. В. Осыка. – Текст : электронный // Вестник недропользователя Ханты-Мансийского автономного округа. – 2003. – № 11. – URL: http://www.oilnews.ru/11-11/usloviya-formirovaniya-anomalnyx-razrezov-bazhenovskoj-svity-natevlinsko-russkinskom-mestorozhdenii/.Osyka, A. B. (2003). Usloviya formirovaniya anomal'nykh razrezov bazhenovskoy svity na Tevlinsko-Russkinskom mestorozhdenii. Vestnik nedropol'zovatelya Khanty-Mansiyskogo avtonomnogo okruga, (11). (In Russian). Available at: http://www.oilnews.ru/11-11/usloviya-formirovaniyaanomalnyx-razrezov-bazhenovskoj-svity-na-tevlinsko-russkinskom-mestorozhdenii/Зубков, М. Ю. Клиноформенное строение неокома и «аномальных» разрезов баженовской свиты в пределах Кальчинского месторождения (по данным сейсморазведки и тектонофизического моделирования) / М. Ю. Зубков, Я. А. Пориейстер – Текст : непосредственный // Пути реализации нефтегазового потенциала ХМАО : VIII научно-практическая конференция. Сборник докладов. – 2005. – Вып. 8, Т. 2. – С. 305–318.Zubkov, M. Yu., & Porieyster Ya. A. (2005). Klinoformennoe stroenie neokoma i "anomal'nykh" razrezov bazhenovskoy svity v predelakh Kal'chinskogo mestorozhdeniya (po dannym seysmorazvedki i tektonofizicheskogo modelirovaniya). Puti realizatsii neftegazovogo potentsiala KHMAO: VIII nauchno-prakticheskaya konferentsiya. Sbornik dokladov, (8(2)), pp. 305-318. (In Russian).Салмин, М. В. Уточнение литогенетической модели формирования аномального разреза баженовской свиты / М. В. Салмин. – Текст : непосредственный // Нефтяное хозяйство. – 2005. – № 12. – С. 26–28.Salmin, M. V. (2005). Specification of lithogenous models of formation of an abnormal profile of Bazhenovskaya suite. Oil Industry, (12), pp. 26-28. (In Russian).Фаттахов, М. М. Классификатор многозабойных и многоствольных скважин / М. М. Фаттахов. – Текст : непосредственный // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2015. – № 4. – С. 22–24.Fattakhov, M. M. (2015). Classifier of splitters and multi-lateral wells. Construction of Oil and Gas Wells on Land and Sea, (4), pp. 22-24. (In Russian).Сооружение многоствольных (многозабойных) скважин с горизонтальным окончанием / Д. Л. Бакиров, В. П. Овчинников, М. М. Фаттахов [и др.]. – Текст : непосредственный // Бурение и нефть. – 2020. – № 10. – С. 28–33.Bakirov, D. L., Ovchinnikov, V. P., Fattakhov, M. M., Ovchinnikov, P. V., Rozhkova, O. V., & Babushkin, E. V. (2020). Construction of multi-bottle (multilateral) wells with horizontal ending, Burenie i neft', (10), pp. 28-33. (In Russian).Развитие технологий заканчивания скважин с горизонтальным и многозабойным окончаниями в ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» / М. М. Фаттахов, Д. Л. Бакиров, А. Ю. Сенцов [и др.]. – Текст : непосредственный // Нефтяное хозяйство. – 2016. – № 8. – С. 25–27.Fattakhov, M. M., Bakirov, D. L., Sentsov, A. Yu., Sokolov, I. S., Yarmolenko, O. A., & Kovalev, V. N. (2016). Development of technologies of horizontal and multilateral wells completion in LUKOIL-West Siberia LLC, Oil Industry, (8), pp. 25-27. (In Russian).Повалихин, А. С. Бурение наклонных, горизонтальных и многозабойных скважин / А. С. Повалихин, А. Г. Калинин, С. Н. Бастриков ; под общей редакцией А. Г. Калинина. – Москва : ЦентрЛитНефтеГаз, 2011. – 645 с.Povalikhin, A. S., Kalinin, A. G., & Bastrikov, S. N. (2011). Burenie naklonnykh, gorizontal'nykh i mnogozaboynykh skvazhin. Moscow, TsentrLitNefteGaz Publ., 645 p. (In Russian).Изменения фильтрационных свойств в породах-коллекторах при бурении / О. Н. Павельева, Ю. Н. Павельева, Л. А. Паршукова, В. П. Овчинников. – Текст : непосредственный // Недропользование XXI век. – 2020. – № 1 (83). – С. 64–69.Pavelyeva, O. N., Pavelyeva, Yu. N., Parshukova, L. A., & Ovchinnikov, V. P. (2020). Changes in filtration properties of rocks reservoirs while drilling. Nedropol'zovaniye XXI vek, (1(83)), pp. 64-69. (In Russian).Причины осложнений при спуске обсадных колонн в скважину на Унтыгейском месторождении / В. П. Овчинников, Н. А. Аксенова, О. В. Рожкова, А. Е. Орлова. – Текст : непосредственный // Бурение и нефть. – 2019. – № 4. – С. 22–25.Ovchinnikov, V. P., Aksenova, N. A., Rozhkova, O. V., & Orlova, A. E. (2019). Causes of problems during casing running at Untygeyskoye field. Burenie i neft', (4), pp. 22-25. (In Russian).Овчинников, В. П. Вскрытие месторождений высоковязких нефтей / В. П. Овчинников, О. В. Рожкова. – Текст : непосредственный // Нефть и газ : технологии и инновации : материалы Национальной научно-практической конференции (Тюмень, 19–20 ноября 2020 г.). В 3 томах. Том 1 / Отв. ред. Н. В. Гумерова. – Тюмень : Тюменский индустриальный университет, 2020. – С. 97–99.Ovchinnikov, V. P., & Rozhkova, O. V. (2020). Vskrytie mestorozhdeniy vysokovyazkikh neftey. Neft' i gaz: tekhnologii i innovatsii: materialy Natsional'noy nauchnoprakticheskoy konferentsii (Tyumen, November, 19-20, 2020). V 3 tomakh. Tyumen, Industrial University of Tyumen Publ., pp. 97-99. (In Russian).Сабитов, Р. М. Проведение поинтервального ГРП с использованием технологии растворимых шаров в качестве потокоотклонителей / Р. М. Сабитов, А. Н. Багаев. – Текст : непосредственный // Экспозиция Нефть Газ. – 2017. – № 3 (56). – С. 34–38.Sabitov, R. M., & Bagaev, A. N. (2017). Hydraulic fracturing, using soluble spheres technology as diverters. Exposition Oil & Gas, (3(56)), pp. 34-38. (In Russian).Постнов, А. А. Точечная стимуляция при многоэтапном разрыве пласта / А. А. Постнов, А. С. Оганов. – Текст : непосредственный // Нефть, газ и бизнес. – 2015. – № 6. – С. 24–27.Oganov, A. S., & Postnov, A. A. (2015). Point stimulation of reservoirs during multistage hydraulic fracturing. Neft', gaz i biznes, (6), pp. 24-27. (In Russian).Совершенствование технологии освоения месторождений высоковязких нефтей / В. П. Овчинников, О. В. Рожкова, П. В. Овчинников, Н. М. Шамсутдинов. – Текст : непосредственный // Интегрированное научное сопровождение нефтегазовых активов : опыт, инновации, перспективы : сборник научных трудов (по материалам Международной научно-практической конференции) / Отв. ред. К. А. Мещеряков ; Филиал ООО «ЛУКОЙЛИнжиниринг» «ПермНИПИнефть». – Пермь – 2019. – С. 280–282.Ovchinnikov, V. P., Rozhkova, O. V., Ovchinnikov, P. V., & Shamsutdinov, N. M. (2019). Sovershenstvovanie tekhnologii osvoeniya mestorozhdeniy vysokovyazkikh neftey. Integrirovannoe nauchnoe soprovozhdenie neftegazovykh aktivov: opyt, innovatsii, perspektivy: sbornik nauchnykh trudov (po materialam Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii). Perm, pp. 280-282. (In Russian).Оборудование забоев скважин продуктивных интервалов высоковязких нефтей / В. П. Овчинников, О. В. Рожкова, П. В. Овчинников, Н. М. Шамсутдинов. – Текст : непосредственный // Достижения, проблемы и перспективы развития нефтегазовой отрасли : материалы IV Международной научно-практической конференции (Альметьевск, 16–18 октября 2019 г.). – Альметьевск : Альметьевский государственный нефтяной институт, 2019. – С. 82–84.Ovchinnikov, V. P., Rozhkova, O. V., Ovchinnikov, P. V., & Shamsutdinov, N. M. (2019). Oborudovanie zaboev skvazhin produktivnykh intervalov vysokovyazkikh neftey. Dostizheniya, problemy i perspektivy razvitiya neftegazovoy otrasli: materialy IV Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii (Almetyevsk, October, 16-18, 2019). Almetyevsk, Almetyevsk State Oil Institute Publ., pp. 82-84. (In Russian).Ямбаев, М. Ф. Основные особенности термогазового метода увеличения нефтеотдачи применительно к условиям сложнопостроенных коллекторов (на основе численного моделирования) : специальность 25.00.17 «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений» : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Ямбаев Марат Фаргатович. – Москва, 2006. – 153 с. – Текст : непосредственный.Yambaev, M. F. (2006). Osnovnye osobennosti termogazovogo metoda uvelicheniya nefteotdachi primenitel'no k usloviyam slozhnopostroennykh kollektorov (na osnove chislennogo modelirovaniya). Diss. … kand. tekhn. nauk. Moscow, 153 p. (In Russian).Булатов, А. И. Тампонажные шлаковые цементы и растворы для крепления скважин / А. И. Булатов, Д. Ф. Новохатский. – Москва : Недра, 1975. – 224 с. – Текст : непосредственный.Bulatov, A. I., & Novokhatskiy, D. F. (1975). Tamponazhnye shlakovye tsementy i rastvory dlya krepleniya skvazhin. Moscow, Nedra Publ., 224 p. (In Russian).Рожков, С. Ю. Влияние объема концентрации фибры на прочностные показатели цементного камня при дисперсном армировании / С. Ю. Рожков, В. П. Овчинников, О. В. Рожкова. – Текст : непосредственный // Булатовские чтения. – 2020. – Т. 3. – С. 306–310.Rozhkov, S. Yu., Ovchinnikov, V. P., & Rozhkova, O. V. (2020). Vliyanie ob''ema kontsentratsii fibry na prochnostnye pokazateli tsementnogo kamnya pri dispersnom armirovanii. Bulatovskie chteniya - Readings name of A. I. Bulatov, 3, pp. 306-310. (In Russian).Тихонов, М. А. Совершенствование фиброармированных тампонажных материалов : специальность 25.00.15 «Технология бурения и освоения скважин» : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Тихонов Михаил Алексеевич. – Уфа, 2013. – 174 с. – Текст : непосредственный.Tikhonov, M. A. (2013). Sovershenstvovanie fibroarmirovannykh tamponazhnykh materialov. Diss. … kand. tekhn. nauk. Ufa, 174 p. (In Russian).Исследование фазовых преобразований тампонажного камня для формирования долговечной крепи скважин с термогазовым воздействием на пласт / Д. Л. Бакиров, В. П. Овчинников, В. А. Бурдыга [и др.]. – Текст : непосредственный // Нефтепромысловое дело. – DOI 10.30713/0207-2351-2020-10(622)-27-31. – 2020. – № 10 (622). – С. 27–31.Bakirov, D. L., Burdyga, V. A., Fattakhov, M. M., Melekhov, A. V., & Ovchinnikov, V. P. (2020). Research of the cement stone phase transformations to form a long-lasting well support with a thermal gas impact on the formation. Oilfield Engineering, (10(622)), pp. 27-31. (In Russian). DOI: 10.30713/0207-2351-2020-10(622)-27-31Агзамов, Ф. А. Исследования влияния армирующих добавок на расширение в облегченных цементах / Ф. А. Агзамов, А. А. Бекбаев. – Текст : непосредственный // Нефтегазовое дело. – 2016. – Т. 14, № 1. – С. 11–19.Agzamov, F. A., & Bekbaev, A. A. (2016). Investigations of the reinforcing agents impact on the expansion in lightweight cement. Petroleum Engineering, (14(1)), pp. 11-19. (In Russian).Агзамов, Ф. А. Влияние фиброармирования на свойства тампонажных материалов / Ф. А. Агзамов, М. А. Тихонов, Н. Х. Каримов. – Текст : непосредственный // Территория Нефтегаз. – 2013. – № 4. – С. 26–31.Agzamov, F. A., Tikhonov, M. A., & Karimov, N. Kh. (2013). Vliyanie fibroarmirovaniya na svoystva tamponazhnykh materialov. Oil and Gas Territory, (4), pp. 26-31. (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.