Горизонтальное бурение

Что это

Горизонтальное бурение — способ проходки скважины, при котором ствол намеренно отклоняется от вертикального направления и в целевой зоне идёт горизонтально или под малым углом к пласту. Это позволяет вскрыть продуктивный горизонт на протяжённом участке — от нескольких сотен метров до 3–5 км и более — вместо одной точки, как при вертикальной скважине. Технология применяется в нефтегазовой добыче, коммунальном строительстве и геотехнических работах.

Зачем это нужно

Вертикальная скважина пересекает пласт толщиной, например, 20 метров — и всё. Горизонтальная скважина проходит вдоль того же пласта на 1500 метров, увеличивая площадь дренирования в десятки раз. Это напрямую влияет на дебит: горизонтальные скважины в среднем дают в 3–5 раз больше нефти или газа, чем вертикальные в том же пласте. Особенно технология востребована при разработке низкопроницаемых коллекторов — сланцевой нефти и газа, где без горизонтального бурения в сочетании с гидроразрывом пласта добыча экономически нецелесообразна. Именно горизонтальное бурение стало основой сланцевой революции в США в 2000-х годах.

Как это работает

Скважина начинается вертикально, затем на заданной глубине — в так называемой точке начала набора кривизны (KOP, Kick-Off Point) — буровая компоновка начинает плавно отклонять ствол. Угол набирается постепенно: типичная интенсивность — 3–10 градусов на 30 метров проходки. Когда ствол достигает 90 градусов к вертикали, начинается горизонтальный участок непосредственно в продуктивном пласте.

• Управляемые роторные системы (RSS) и телеметрия MWD/LWD позволяют в реальном времени отслеживать положение долота и корректировать траекторию.
• Забойный двигатель (турбобур или винтовой двигатель) вращает долото независимо от бурильной колонны — это упрощает управление направлением.
• Горизонтальный участок может быть прямым, волнообразным или разветвлённым — в зависимости от геологии и задачи.
• После бурения горизонтальный ствол, как правило, обсаживают и цементируют, либо оставляют открытым — в зависимости от устойчивости породы.

Примеры применения

• Добыча сланцевого газа и нефти (формации Баккен, Игл Форд, Пермский бассейн в США) — горизонтальное бурение здесь является стандартом с 2008–2010 годов.
• Разработка шельфовых месторождений с берега: скважина уходит вертикально вниз, а затем горизонтально на несколько километров под морское дно — без строительства морской платформы.
• Бестраншейная прокладка трубопроводов и кабелей под дорогами, реками и железнодорожными путями методом ГНБ (горизонтально-направленного бурения) — коммунальная разновидность технологии.
• Дегазация угольных шахт: горизонтальные скважины заблаговременно извлекают метан из угольного пласта, снижая риск взрывов.
• Геотермальная энергетика: горизонтальные скважины увеличивают теплообмен с горячими породами.

Связанные понятия

• Наклонно-направленное бурение (ННБ) — более широкий термин: любое отклонение ствола от вертикали, включая наклонные скважины без выхода в горизонталь.
• Гидравлический разрыв пласта (ГРП) — технология, которую почти всегда применяют совместно с горизонтальным бурением при добыче сланцевых углеводородов.
• Многозабойное бурение — создание нескольких ответвлений из одного ствола скважины.
• MWD/LWD (Measurement/Logging While Drilling) — телеметрические системы, передающие данные о положении и свойствах пласта в процессе бурения.
• ГНБ (горизонтально-направленное бурение) — строительная разновидность технологии для бестраншейной прокладки коммуникаций.

Частые заблуждения

Горизонтальное бурение нередко путают с любым наклонным. На самом деле наклонная скважина под углом 45 градусов — это ещё не горизонтальная: последняя предполагает выход ствола на угол 80–90 градусов к вертикали и прохождение вдоль пласта. Ещё одно заблуждение — что технология обязательно экологически опасна. Сама по себе она нейтральна; экологические риски связаны с конкретными операциями (например, ГРП) и качеством обсадки скважины, а не с горизонтальным направлением ствола.