Бурение горизонтальных скважин — это один из наиболее продуктивных способов увеличения нефтеотдачи пласта. Но процесс может осложняться многими факторами, например, давлением и поглощающими пластами, которые невозможно предугадать при разработке конструкторской документации. Ученые Пермского Политеха создали уникальный высокотехнологический комплекс для строительства горизонтальных скважин, способный работать по заданным алгоритмам и управлять траекторией ствола, а также передавать информацию о состоянии пласта нефтяникам.
Система для отслеживания траектории в процессе бурения горизонтальных скважин / © Александр Мелехин, пресс-служба ПНИПУ
На телеметрическую систему получен патент. Разработка выполнена в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
При бурении скважина получается узкой: диаметр составляет всего 20 сантиметров, а ее глубина может достигать трех-четырех километров. Под землей навигация затруднена, поэтому исследователи ПНИПУ предложили использовать телеметрическую систему, которая выполняет функции навигации и собирает всю необходимую информацию для бурения горизонтальных скважин. Она, словно «глаза», помогает специалистам точно следовать заданной траектории, сокращать время и полностью контролировать процесс под землей.
«Система в реальном времени передает сигналы на поверхность. Необходимо учитывать, что в условиях глубокого бурения действуют огромное давление и постоянные вибрации. Все эти факторы делают работу крайне сложной. Поэтому навигационная система для скважин играет критически важную роль, обеспечивая точность и безопасность всего процесса», – рассказывает Александр Мелехин, доцент кафедры «Нефтегазовые технологии» ПНИПУ, кандидат технических наук.
Работа проходит следующим образом: в систему вводятся координаты забоя, прокладывается траектория до цели по критическим точкам. Во время бурения устройство, оснащенное оптико-волоконным гироскопом, идет точно по заданному маршруту, собирает информацию внутри пласта и передает ее наверх. Этот процесс контролирует буровая бригада, в случае отклонения от траектории или других аварийных ситуаций, специалистам поступает сигнал. Это помогает быстро сориентироваться и направить систему по нужному «маршруту».
«Мы с коллегами уже прошли первое опытное промышленное испытание, то есть наша система, что называется, «в железе» и готова к использованию. Но во время проверки поняли, что нам еще необходимо улучшить. Мы сформировали требования к приборной базе на основании разработанной математической модели процессов тепломассопереноса в скважине. Сейчас дорабатываем недочеты и к концу этого года планируем выйти на второй этап испытания», – добавляет Александр Мелехин.
Политехники уже заключили соглашение о сотрудничестве с ООО «ПКНРУС». Благодаря разработке ученых ПНИПУ у нефтегазовых предприятий появится возможность проводки горизонтальных скважин на высоких широтах и санкционных месторождениях, что способствует укреплению технологического суверенитета нашей страны.
