Впервые наклонно-направленное бурение начало применяться в середине XX века, при котором скважины бурятся не вертикальными, а наклонными (с отклонением ствола скважины от вертикали и изменением зенитного угла и азимута бурения). Общепринято, что основоположниками этой технологии являются американские нефтяники Джон Истман, Роман Хайнс и Джордж Фейлинг, впервые применившие его в 1934 году для добычи нефти из месторождения Конро (штат Техас). Первая в СССР скважина с наклонным в заданном направлении стволом была пробурена роторным способом в 1934 году в Азербайджане на острове Артем (близ Баку), молодым инженером Николаем Тимофеевым под научным руководством инженеров-конструкторов сектора турбинного бурения ГИИНМАШ (позднее институт нефтяного машиностроения, АзИНМАШ), позже самостоятельной Специальной Экспериментальной Конторы Турбинного Бурения (СЭКТБ), директором которого с 1934 по 1942 гг. был Эйюб Тагиев, эвакуированной в 1941 из Баку в Краснокамск (Пермская область, тогда Молотов). Турбинным способом опытную промышленную наклонную скважину, глубиной 1920 метров, 220-метровым отклонением забоя (конечной нижней точки) от устья (начальной верхней точки) и максимальной кривизной ствола 22° предназначалась для освоения нефтеносного участка, залегавшего под Баиловской электростанцией имени Красина, пробурили в начале 1941 года в Азербайджане в бухте Ильича («Баил Лиманы»), специалисты Бакинской ЭКТБ. Подобный метод применил в 1941 году азербайджанский мастер-нефтяник Ага Нейматулла при научно-методической поддержке молодого ученого МамедПаша Пири оглы Гулузаде (сын известного бурового мастера Уста-Пири) для добычи нефти из труднодоступных месторождений, который в дальнейшем часто использовался на суше (район Биби Эйбат), а также в Каспийском море в 1946-47 годах.
В 1943 году, благодаря эвакуации в Пермскую область Бакинской ЭКТБ конструкторской группы, пермские нефтяники совершили технологический переворот в мировом бурении. Впервые в мире в Прикамье на сухопутном месторождении под Краснокамском был применен высокоэффективный технологический прорыв — кустовой турбинный способ бурения. Еще до войны бурение на Краснокамском месторождении турбинным способом опытной скважины показало увеличение скорости проходки в 2,5 раза. Краснокамское нефтяное месторождение открыли в 1934 году случайно, при бурении артезианской скважины на стройплощадке будущего целлюлозно-бумажного комбината, естественно, крупнейшего в Европе. Два года потребовалось, чтобы доразведать в Краснокамске промышленные запасы нефти, и столько же — на выяснение контуров нефтеносности. К 1938 году, когда выяснилось, что в районе Краснокамска залегают значительные запасы нефти, в границах месторождения уже работал бумажный комбинат и полным ходом возводился жилой массив Соцгородок.
Ситуация складывалась патовая — предполагаемые продуктивные залежи нефти находись не только под производственными и жилыми кварталами, но и под руслом Камы, и в районе прилегающего к Краснокамску Пальтинского болота. Общая площадь залегания труднодоступных запасов оценивалась примерно в 3 тыс. гектаров. Именно здесь, как нельзя кстати пришлись турбобуры бакинских конструкторов, ставшими основоположниками отечественной школы турбинного бурения.
Во время эвакуации на восток огромного количества индустриальных объектов, в Прикамье удалось сформировать нефтяной комплекс полного цикла, включающий все стадии: геологоразведку, бурение, добычу и переработку нефти, прикладную науку и отраслевое машиностроение. В эвакуации бакинские инженеры-новаторы продолжили прикладные исследования в области бурения, занимались разработкой бурового оборудования.
В 1942 году проходку опытной скважины № 2-Н в рабочем поселке Гознака доверили буровой бригаде бакинца-стахановца Али Абубекирова. До отметки 550 метров бурение велось вертикально. Начиная с этой глубины, предстояло добиться отклонения забоя на расстояние 110 метров. Для набора кривизны ствола служила обычная 8-миллиметровая бурильная труба, изогнутая на три градуса. После 45 метров — забой отклонился всего на 1°, а после замены трубы на более жесткую — 11-миллиметровую, увеличили изгиб до 6°, взяли более стойкое долото, бурильные трубы стали крепить не вручную, а машинным ключом. Только на глубине 950 метров кривизна ствола достигла 30°. Забой скважины отклонился на 106 метров и врезался в нефтяной пласт. В дальнейшем пермские буровики научились доводить отклонение почти до 500 метров. На буровой №232 скважину подвели под тот самый 205-квартирный дом, на 234-й — под русло Камы, на 235-й — под корпуса фабрики Гознак. Практика показала, что наклонно-направленное бурение намного эффективнее вертикального (средняя коммерческая скорость турбинного бурения вертикальных скважин составляла 251 метр на станко-месяц, наклонных — 313 метров).
Наклонное турбинное бурение позволяет с одной компактной площадки забурить сразу несколько скважин с различными азимутами стволов и отклонениями забоев, осваивая залежь не отдельными разрозненными скважинами, а объединяя их в группы — кусты. Один нефтепровод, один водовод, одна ЛЭП, единая установка сбора нефти, общая насосная станция — быстро, дешево и практично! Сокращение объемов строительно-монтажных работ, дорожного строительства и транспортных расходов максимально удешевляют и ускоряют производство работ. Новаторское решение кустовое бурение позволяет производить передвижку буровых установок в сборе, без демонтажа силового и агрегатного оборудования.
В 1944–1945 годах на Краснокамском нефтепромысле пробурили кустовым способом 40 скважин в 16 кустах. Полученная экономия составила 3,64 млн рублей. (для сравнения — стоимость танка Т-34 около 135 тыс. рублей, бомбардировщика Ил-4 – 380 тыс. рублей).
Тагиев Эйюб Исмаилович (27.01.1912 -17.01.1967) профессор, доктор технических наук, заслуженный деятель науки и техники Азербайджанской ССР, крупнейший ученый в области бурения нефтяных и газовых скважин, один из создателей первого в мире многоступенчатого турбобура, которым пользуются во всем мире. Автор уникальных технологий проводки наклонных и горизонтальных скважин.
Тагиев Э.И. с коллективом авторов получил Сталинские премии за выдающиеся изобретения и коренные усовершенствования методов производственной работы: 1942г., третья степень — за изобретение многоступенчатой гидравлической турбины для бурения глубоких скважин; 1947 г., вторая степень — за разработку и широкое внедрение метода непрерывного наклонного бурения нефтяных скважин; 1951 г., третья степень-за разработку и внедрение двухствольного бурения нефтяных и газовых скважин. Автор более 15 изобретений, 18 международных патентов на ценные изобретения, более 60 научных работ, в том числе книг: «Двуствольное бурение нефтяных и газовых скважин» (1954) (в соавторстве с С. Л. Залкиным), «Вибрационное и ударно-вращательное бурение» (1961) (в соавторстве с Ф. Ф. Вознесенским, А. В. Кичигиным, В. М. Славским); «Ударно-вращательное бурение скважин» (1965) (в соавторстве с А. В. Кичигиным). Председатель Межотраслевого научно-технического совета по сверхглубокому бурению.
В 44 года стал заведующим кафедрой технологии и исследований буровых процессов в Институте им. Губкина. Не оставил он и свое детище — лабораторию турбовибраторов во Всесоюзном научно-исследовательском институте техники бурения. Чуть позже он стал проректором института по науке. Автору 50 книг, монографий и статей ученый совет института им. Губкина в декабре 1965 года (Тагиев был в зарубежной командировке) вынес решение о присуждении ему степени доктора технических наук без защиты.
Э.И. Тагиев и М.П. Гулузаде
Программы сверхглубокого бурения в США и СССР
В 1958 году в США появилась программа сверхглубокого бурения «Мохол», призванной обогнать СССР в научном соперничестве, установив мировой рекорд в сверхглубоком бурении. Название проекта связано с фамилией хорватского ученого-геофизика, который выделил поверхность раздела между земной корой и мантией «граница Мохо», а «hole» по-английски «скважина». Планировалось бурить в океане, где, по данным геофизиков, земная кора значительно тоньше, чем на материках. Надо было спустить трубы на несколько километров в воду, пройти 5 км океанского дна и достичь верхней мантии.
В апреле 1961 года у острова Гваделупа в Карибском море, где водная толща достигает 3,5 км, геологи пробурили пять скважин, самая глубокая из них вошла в дно на 183 метра. Результат бурения окрылил ученых, они стали готовить новую фазу бурения, но конгресс США прекратил финансирование ввиду превышения стоимости проекта за 100 млн. $. Проект «Мохол» показал, что сверхглубокое бурение в океане возможно.
Позже в США подготовили новую программу изучения океанского дна (Deep Sea Drilling Project) со специально построенным для этого проекта судном «Гломар Челленджер» и «Джойдес Резолюшн», с 1968 года пробурили в дне различных океанов и морей почти 800 скважин, достигнув максимальной глубины 1741 м ниже дна океана. К середине 1980-х годов результаты морского бурения подтвердили теорию тектоники плит.
В СССР и в частности в Азерб. ССР конечно знали о постройке и испытании американцами полупогружной буровой установки в Мексиканском заливе, новое явление — нефтедобыча в море. В Азербайджане имелась практика морской добычи на Нефтяных Камнях, город, созданный на сваях, на которых строилась дорога, отдельные небольшие основания для буровых скважин, но плавучей буровой установки, какую уже построили американцы, не было. Крайне необходимо было добыть информацию об этом ноу-хау.
В 1963 году академик Мамедпаша Гулузаде рассказал, что о морском бурении услышал на одном из нефтяных конгрессов, проводимых в Японии. Сабит Оруджев, первый заместитель Министра нефтедобывающей промышленности СССР предложил послать академика М. Гулузаде, известного ученого с мировым именем в Техас. Была тщательно разработана программа визита в США академика Гулузаде. Вернувшись, он подробно рассказал:
«В США делали упор на вопросы освоения морских шельфов, говорили о новой технике, способствующей бурению скважин на глубине моря в толще воды до 200-300 метров, американцы проводят испытание первой полупогружной буровой установки, с которой можно пробурить в море скважину до глубины 5000 м.»
Перед азербайджанскими учеными появилась новая задача: достать материалы, содержащие расчеты, описание конструкции, схемы, чертежи, деталировку — словом, все, что касалось проекта. В конце 1990-х годов плавучие полупогружные буровые установки, сооруженные в СССР, бороздили моря от Сахалина, Северного до Каспийского, но усовершенствованные, отечественного производства.
Главными героями операции «Мохол» были легендарные сыны азербайджанского народа Сабит Оруджев и Мамедпаша Гулузаде.
Автор: Алиев Гашим Мамед Джафар оглы, зам. Председателя НКА азербайджанцев Москвы.