Уточнение инклинометрии при построении геологической модели
Халилова Г.А., Кунакбаева З.Г., Яркеева Н.Р., Линд Ю.Б.

Филиал ООО «РН-ГИР» в городе Уфе — БашНИПИнефть
В статье рассматриваются методы зарезки боковых стволов (ЗБС) и боковых горизонтальных стволов (БГС) как эффективные технологии интенсификации добычи нефти на зрелых месторождениях. Основное внимание уделяется важности качественного геологического 3D-моделирования, которое является ключевым инструментом для успешного планирования и выполнения данных геолого-технических мероприятий. Успех ЗБС во многом зависит от точности собранных данных о геологическом строении района бурения, что позволяет минимизировать риски и оптимизировать процесс бурения.
В работе проведен анализ наиболее распространенных сложностей при построении геологической модели для сопровождения бурения боковых стволов. Одной из основных проблем является некорректность исторической инклинометрии, особенно в условиях поздней стадии разработки месторождений. Проблема заключается в некорректности архивных замеров инклинометрии, которые могут приводить к значительным расхождениям между фактическим и расчетным положением скважин. В частности, смещения могут достигать 400 м по горизонтали и 20 м по глубине, что требует проведения гироскопических исследований для оценки точности данных. Предложены практические пути разрешения указанных проблем: смена направления бурения скважины ЗБС, включение скважины под контроль инклинометрии, отказ от кандидата на бурение и выбор другой скважины ЗБС. Каждое из предложенных решений направлено на оптимизацию процесса бурения боковых стволов и повышение качества геологической модели. Рекомендации по записи данных двумя различными гироскопами на этапе бурения помогут выявить возможные причины расхождений и улучшить точность прогнозных показателей. Предлагается использование гироскопических инклинометров отечественного производства, которые обеспечивают более точные измерения траектории скважины. Внедрение данных подходов не только повысит эффективность бурения ЗБС, но и снизит затраты на капитальный ремонт скважин, что является важным аспектом в условиях современных вызовов нефтедобывающей отрасли.

Введение

Зарезка боковых стволов (ЗБС) при разработке нефтяных месторождений, в том числе с горизонтальным окончанием (ЗБГС), — эффективный вид геолого-технических мероприятий на зрелых месторождениях, позволяющий вернуть в эксплуатацию нефтяные скважины [1–3]. Технология зарезки боковых горизонтальных стволов применяется прежде всего для интенсификации добычи нефти [4, 5]. Однако бурят и оценочные БС — в новые залежи или недоизученные пласты, что актуально в случае снятия рисков при вводе в эксплуатацию новых скважин.
При планировании БГС необходимо собрать актуальную базу данных по району бурения для построения геологической 3D-модели, которая является одним из инструментов в сопровождении бурения. От качества построения модели зависят проводка бокового горизонтального ствола в пределах целевого интервала и конечный его результат.
При планировании и построении профиля ствола скважины возникают определенные технические ограничения — влияние смещения ствола от устья до забоя, интенсивность материнского ствола, глубина залегания пласта, значения пластового давления [6].
В ходе работы могут возникнуть несовместимые условия для бурения скважины, поглощения бурового раствора или, наоборот, газонефтеводопроявления из-за разности пластового давления. Следует также учитывать отход от материнского ствола скважины ввиду превышения нагрузок на мобильную буровую установку. Геологическое 3D-моделирование предоставляет возможность наглядно представить и учесть все нюансы геологического строения, различные риски и охарактеризовать целевой пласт с высокой степенью детальности.
Роль инклинометрии при построении геологических моделей является актуальным и важным направлением в геонауках. Инклинометрия, как метод измерения углов наклона и отклонений скважин, позволяет значительно повысить точность геологических прогнозов и оптимизировать процесс бурения. В работе [7] акцентируется внимание на достоверности скважинных данных, что является основополагающим при построении качественных геологических моделей. Кроме того, в исследовании [8] подчеркивают важность статистической оценки вероятности погрешностей инклинометрии, что также свидетельствует о необходимости интеграции точных измерений в процесс моделирования.
В контексте современных вызовов, связанных с необходимостью повышения точности инклинометрии, авторы работ [9, 10]
предлагают новые подходы к обработке непрерывных замеров инклинометрии и рассматривают методы повышения точности измерений в процессе бурения.
Целью исследования является усовершенствование подхода к работе с результатами исторической инклинометрии, необходимыми для построения качественной и актуальной модели для сопровождения ЗБС и ЗБГС.

Анализ и сравнение замеров инклинометрии для построения геологической модели

При построении геологической модели необходимо собрать актуальную базу данных по району бурения, учитывая все геологические особенности строения месторождения. При планировании ЗБС и построении геологической модели анализируются возможные сложности, одной из которых является некорректность инклинометрии [11]. Это связано с тем, что большинство месторождений находятся на поздней стадии разработки, и скважины на них бурились в прошлом столетии, в отсутствие современных методов контроля.
Определение траектории скважины с помощью инклинометра является одним из необходимых циклов подготовительных работ для ЗБС. Данный прибор предназначен для определения траектории скважины в автоматическом режиме в процессе измерения с регистрацией глубины скважины, азимута, зенитного угла, а также угла поворота отклонителя [12-14]. Погрешность измерений при этом может быть связана с некорректными архивными замерами прошлых лет. В связи с тем что по ряду скважин «старого» фонда могут быть выявлены неточности в замерах инклинометрии, для получения более точной информации о фактическом положении скважины используются гироскопические инклинометры отечественного производителя ИГН-73 [15, 16].
Современные средства измерения предусматривают этапы контроля в момент проведения исследования. Отследить некачественное выполнение инклинометрии можно при проведении ее записи на кустовой площадке. Запись кривых инклинометрии прибором ИГН-73 выполняется на спуске и подъеме, соответственно, сравнивая их, можно отбраковать некачественно выполненное исследование.
При проведении гироскопических исследований нередко выявляются расхождения в плане с архивными данными замеров инклинометрии 70–80-х гг. XX в. Смещение от первичного положения может составлять по горизонтали до 400 м, а по глубине — до 20 м. В таких случаях проводится оценка качества гироскопической инклинометрии, и если замеры выполнены корректно, то выполняется перестроение модели по результатам этих данных.
Замер гироскопа включает в себя три источника погрешности:
  • глубина, которая зависит от точности ее контроля;
  • зенитный угол, который влияет на расчет вертикальной глубины (TVD);
  • азимут, который влияет на определение направления гироскопа и, как следствие, на точность ориентации и навигации с его использованием.
Точность инклинометров страдает от многих факторов, погрешность измерения зависит от типа прибора, а также глубины и типа раствора. Чем больше удлинение, тем больше погрешность.
После проведения указанных выше замеров специалисты-геофизики и маркшейдеры выполняют сравнительный анализ значений зенитного угла и истинного (географического) азимута с данными инклинометрии основного ствола и записями гироскопа. Согласно РД 153-39.0-072-01 допускаемая основная погрешность измерения азимута для зенитных углов более 3° — не более ± 2°, допускаемая основная погрешность измерения зенитного угла — не более ± 0,5°. При сравнительном анализе были выявлены отклонения более 3° по азимуту и более 1° по зениту, в связи с чем было принято решение провести перезапись другим прибором (рис. 1). В противном случае несоответствие абсолютных отметок может привести к разногласиям в геологической модели.
Рис. 1. Сравнение замеров гироскопической инклинометрии с данными исторической инклинометрии основного ствола

Отклонения, выявленные при сравнении замера гироскопа и исторической инклинометрии, также затрагивают и расхождения по глубине. На рисунке 2 видно, как данные по глубине, полученные при замере инклинометрии, были ниже по абсолютным отметкам, чем данные по глубине, полученные при замере гироскопа, что, в свою очередь, показывает понижение структуры.
Рис. 2. Расхождения в замерах исторической и гироскопической инклинометрии по вертикали (более 17 м)

На структурном построении данный «отлет» материнского ствола скважины по результатам записи гироскопической инклинометрии составляет 350 м (рис. 3).
Рис. 3. Расхождения в замерах исторической и гироскопической инклинометрии на структурном построении

При перезаписи структура «ложится» согласно текущим отметкам окружения, благодаря чему в геологической 3D-модели наблюдается корректное распространение коллектора. Такие промыслово-геофизические исследования позволяют расположить боковой ствол наиболее достоверно, что, в свою очередь, влияет на выработку запасов по площади дренирования.
Если расхождения по гироскопической инклинометрии наблюдаются выше допустимых значений, предлагаются три варианта практического решения ситуации.

Полученные результаты

Решение 1. Смена направления бурения скважины ЗБС
При отходе от материнского ствола скважины на расстояние более 1 000 м бурение горизонтального ствола сложно реализуемо по техническим причинам. В этом случае возможен вариант рассмотрения альтернативных целей по геологической модели — смена азимутального направления бурения (рис. 4) либо смена целевого интервала (рис. 5). Это позволит не отказываться от кандидата на бурение.
Рис. 4. Карта кровли пласта (смена направления бурения на объекте)

Рис. 5. Геологический разрез (смена целевого пласта)

Так, при проектировании ЗБС на одном из месторождений Западной Сибири представлены предварительные цели на бурение на пласт № 3 (рис. 5). В ходе моделирования выявлен риск обводнения в связи с близостью ВНК, который был подтвержден пилотным стволом. С учетом полученного насыщения и отхода от материнского ствола более чем на 1 000 м, было принято решение сменить целевой интервал на вышележащий продуктивный пласт № 1.
Решение 2. Скважина включается под контроль инклинометрии
Для БГС с зенитным углом более 80° можно выполнить разработку рекомендаций по включению в корпоративную программу контроля инклинометрии. Условием включения в данную программу является совокупность нескольких факторов:
  • бурение под кровлю целевого интервала (рис. 6);
  • бурение по маломощному пропластку (рис. 7);
  • структурная изменчивость (в том числе падение структуры) в области бурения (рис. 7);
  • бурение вблизи водонефтяного контакта.
Рис. 6. Геологический разрез (бурение под кровлю целевого интервала)

Рис. 7. Геологический разрез (падение структуры; маломощный пропласток)

Решение 3. Отказ от кандидата на бурение и выбор подходящей скважины ЗБС
После перезаписи гироскопа необходимо проанализировать расстояние до соседних скважин, так как нельзя допустить пересечение кандидата с ранее пробуренной скважиной. Такая ситуация может возникнуть, когда фактическое положение ствола скважины отличается от данных исторической инклинометрии.
В таком случае решение отказа от кандидата на бурение позволит снизить возможные негативные последствия и риски, связанные с пересечением стволов скважин. Возможные последствия при неверной привязке замеров:
  • сложности при прохождении инструмента (спуско-подъемные операции, проработки, шаблонировки);
  • сложности при спуске обсадных колонн;
  • риски пересечений в процессе бурения соседних стволов при использовании уплотняющей сетки бурения;
  • негативное влияние на точность результатов геологического моделирования.
Для оптимизации процесса бурения боковых стволов, а также построения геологической модели рекомендуется изначально проводить запись двумя разными гироскопами. Данное решение позволит повысить качество 3D-модели и выявить возможные причины несоответствия фактических и прогнозных показателей, тем самым увеличив эффективность бурения ЗБС. Кроме того, это позволит снизить затраты на повторный выезд бригады капитального ремонта скважин в случае возникновения необходимости перезаписи.
За счет применения усовершенствованного подхода к моделированию удалось повысить успешность бурения и увеличить количество пробуренных стволов в рассматриваемом регионе (рис. 8).
Рис. 8. Эффективность усовершенствованного подхода к геологическому моделированию

Из рисунка 8 видно, что произошло увеличение количества фактически пробуренных БГС по сравнению с бизнес-планом на 18,6 %. Бурение боковых стволов с многостадийным гидроразрывом пласта также увеличилось на 23 %.
Геологическая модель позволяет на раннем этапе спрогнозировать эффективную длину БГС, которая далее закладывается в расчет запускных параметров. Последние годы наблюдается увеличение эффективной длины бокового горизонтального ствола (рис. 9).
Рис. 9. Динамика общей и эффективной длины бокового горизонтального ствола

Благодаря рекомендациям по применению двух гироскопов ИГН-73 повысилось качество геологической 3D-модели, что подтверждается повышением прогнозной способности по достижению эффективной длины горизонтального ствола. По финальным отчетам, в которых сопоставляются плановые и фактические значения, достижение эффективной проходки составляет в среднем до 102 %, что подтверждает объективность и корректность построенной геологической модели.
Халилова Г.А., Кунакбаева З.Г., Яркеева Н.Р., Линд Ю.Б.

Филиал ООО «РН-ГИР» в городе Уфе — БашНИПИнефть, Уфа, Россия

zg_kunakbaeva@rn-gir.rosneft.ru
Материалы — геолого-геофизические данные центральной части Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции, инклинометрия для определения траектории скважин. Метод исследования охватывает сбор, анализ и обработку материалов, а также построение геологической модели для планирования зарезки боковых стволов.
боковой горизонтальный ствол, геологическое моделирование, инклинометрия, гироскоп
Халилова Г.А., Кунакбаева З.Г., Яркеева Н.Р., Линд Ю.Б. Уточнение инклинометрии при построении геологической модели для сопровождения бурения боковых горизонтальных стволов // Экспозиция Нефть Газ. 2026. № 1. С. 44–49. DOI: 10.24412/2076-6785-2026-1-44-49
28.01.2026
УДК 550.8.05
DOI: 10.24412/2076-6785-2026-1-44-49
Рекомендуемые статьи
© Экспозиция Нефть Газ. Научно-технический журнал. Входит в перечень ВАК
+7 (855) 222-12-84