Конструкция скважины

  • ▼ 2017 (493)
    • ▼ 10 (471)
      • Требования пожарной безопасности к сбору, подготов…
      • Требования пожарной безопасности к сепараторам
      • Требования пожарной безопасности к резервуарам и р…
      • Проблема охвата разработкой слабо дренируемых учас…
      • Анализ разработки угутского месторождения
      • Характеристика геологического строения угутского м…
      • Коллекторские свойства нефтенасыщенность и неоднор…
      • Анализ текущего состояния разработки угутского мес…
      • Интерпретация результатов индикаторных исследовани…
      • Фильтрация от нагнетательной скважины 231 угутског…
      • Фильтрация от нагнетательной скважины 545 угутског…
      • Общие выводы по результатам индикаторных исследов…
      • Таблица 11 скорости перемещения индикатора на опыт…
      • Методы увеличения нефтеотдачи и технологий для воз…
      • Выбор методов увеличения нефтеотдачи и технологий …
      • Выбор конкретных модификаций технологий на угутско…
      • Технология закачки и используемая техника на угутс…
      • Общие выводы и рекомендации на угутском месторожде…
      • Требования пожарной безопасности к насосным станц…
      • Требования пожарной безопасности к электродегидрат…
      • Требования пожарной безопасности к теплообменникам…
      • Требования пожарной безопасности к установкам с ог…
      • Требования пожарной безопасности к трубопроводам (…
      • Требования пожарной безопасности к низкотемператур…
      • Пожарная безопасность при разработке и эксплуатаци…
      • Требования для месторождений нефти, содержащей сер…
      • Документы на строительство скважины
      • Структура бурового предприятия
      • Проектирование бурения скважин
      • Выбор профиля скважины
      • Выбор конструкции скважины
      • Проектирование процесса крепления скважины
      • Химические методы воздействия на призабойную зону …
      • Методы вскрытия продуктивных пластов
      • Методы увеличения проницаемости пзп
      • Вторичное вскрытие продуктивных пластов
      • Требования пожарной безопасности к ремонтно-монтаж…
      • Цементирование эксплуатационной колонны
      • Огневые работы и правила пожарной безопасности
      • Газовая сварка и правила пожарной безопасности
      • Установки пожаротушения, средства связи и сигнализ…
      • Переносные установки пожаротушения
      • Средства пожарной связи и сигнализации
      • Первичные средства пожаротушения
      • Ликвидация аварий и пожаров
      • Положение о добровольных пожарных дружинах на пром…
      • Задачи добровольной пожарной дружины
      • Порядок организации добровольной пожарной дружины …
      • Обязанности начальника добровольной пожарной дружи…
      • Обязанности начальника отделения добровольной пожа…
      • Обязанности членов добровольной пожарной дружины
      • Содержание добровольной пожарной дружины
      • Примерная программа подготовки личного состава доб…
      • Положение о пожарно- технических камиссиях на пром…
      • Задачи и порядок работы пожарно-технической комисс…
      • Программа проведения занятий по пожарно-техническо…
      • Меры предупреждения пожаров
      • Порядок работы цехового отделения дпд (боевого рас…
      • Инструкця по организации и безопасному ведению раб…
      • Организация работ по ликвидации открытого фонтанир…
      • Меры безопасности при проведении работ на устье фо…
      • Выбор запорной арматуры и подготовка ее для устано…
      • Противопожарные мероприятия при ликвидации открыты…
      • Заключительные работы, проводимые после ликвидации…
      • Инструкщия по организации безопасного проведения о…
      • Разрешение на проведение огневых работ
      • Проведение огневых работ
      • Обязанности и ответственность руководителей и испо…
      • Первичное вскрытие продуктивных пластов бурением
      • Качество ствола скважины
      • ВСКРЫТИЕ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА
      • Твердения цементных растворов скважины
      • Оборудование для цементирования скважин
      • ТАМПОНАЖНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН
      • Талон по технике пожарной безопасности к квалифика…
      • Предельно допустимые концентрации вредных веществ …
      • Предельно допустимые концентрации взрывоопасных (п…
      • КРЕПЛЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН
      • Установка цементных мостов в скважине
      • Перечень основных производственных операций, при к…
      • Способ обратного цементирования
      • Цементирование потайных колонн и секций
      • Манжетный способ цементирования
      • Перечень зданий и сооружений миннефтепрома, подлеж…
      • Двухступенчатое цементирование
      • Технология цементирования скважин
      • Крепление нефтяных и газовых скважин
      • ОСЛОЖНЕНИЯ ПРИ КРЕПЛЕНИИ СКВАЖИН
      • СВЕДЕНИЯ О ЦЕМЕНТИРОВАНИИ СКВАЖИН
      • Неавтоматические установки пожаротушения
      • Спуск обсадной колонны
      • Компоновка обсадной колонны
      • Разработка конструкции скважины
      • КРЕПЛЕНИЕ СКВАЖИН
      • Ловильные работы и ликвидация прихватов
      • Ликвидация аварий с бурильными трубами и долотами
      • Перечень зданий и сооружений подлежащих оборудован…
      • Ликвидация аварий с турбобурами
      • Аварии с обсадными трубами
      • Инструкция о порядке действий дежурного обслуживаю…
    • ► 11 (3)
    • ► 12 (19)

Выбор конструкции скважины

На основании данных о предполагаемом геологическом разрезе, глубине скважины и необходимом конечном диаметре составляется конструкция скважины.

Конструкция скважины должна быть экономичной и рациональной, т.е. обеспечивать безаварийную проходку с высокими технико-экономическими показателями.

Глубина скважины зависит от глубины залегания полезного ископаемого (исследуемого слоя, горизонта). Скважина, как правило, должна углубляться на 10-30 м ниже целевого горизонта, что связано с необходимостью надежного его исследования геофизическими методами при каротаже.

Проектная глубина скважины 534 м.

С учетом вышеуказанных факторов и применяемой аппаратуры для геофизических, инклинометрических, гидрогеологических и других видов скважинных исследований рекомендованное ВИТР-ом минимально допустимый диаметр керна и скважины выбираем равной 42 мм (диаметр керна) и 59 мм (конечный диаметр скважины).

Геологическая колонка по буримости включает горные породы IV, VI, VIII и IX категории. При бурений пород IV, VI категории возможны возникновение следующих осложнении: сужение стенок скважин, прихват бурового снаряда.

В целях предупреждения таких осложнении мною предложена следующая схема конструкции скважины. Забуривание производится породоразрушающим инструментом диаметром 93 мм до глубины 5 м. Этот интервал закрепляем кондуктором диаметром 89 мм. Далее до глубины 25 м бурение производиться породоразрушающим инструментом диаметром 76 мм и этот интервал будет закреплен обсадной трубой диаметром 73 мм. С глубины 25 м до проектной глубины 490 м бурение производится породоразрушающим инструментом диаметром 59 мм. Конструкция скважины указана на рисунке 2.

Технология бурения скважин

Забуривание скважины и установка направляющей трубы.

Учитывая, что с поверхности залегают крепкие устойчивые породы, забуривание осуществляется алмазными коронками 04А3 диаметром 76 мм наглубину 2 метра.

Забуривание осуществляется на 1-ой скорости станка с частотой вращения 155 об/мин, при осевой нагрузке 400-500 Дан.

В качестве промывомной жидкости используется техническая вода. В скважину опускается направляющая труба длиной 2,5 метра с цементированием затрубного пространства. Затем переходят на рациональный режим бурения.

Расчет параметров технологического режима бурения

К параметрам технологического режима бурения относятся осевая нагрузка на коронку6 частота ее вращения и расход промывочной жидкости пр ее соответственном ее качестве. Осевая нагрузка на породоразрушающий инструмент

С=Р*S*К6 дан, (7)

где S- общая площадь торца коронки, см2;

К- 0,8-09 -коэффициент, учитывающий вырезы матрицы;

Р- допускаемое удельное давление рабочей площади торца

Частота вращения буровой коронки рассчитывается по следующей зависимости

N= 60*V/р*D, об/мин (8)

где V- средняя окружная частота вращения коронки, для алмазной коронки V- 165-3 v/c.

Учитывая, что разрез представлен трещиноватыми породами 8-9 категории, принимаем окружную скорость V= 1,5 м/с в породах 8 категории и 1,1 м/с для пород 9 категории по буримости.

Расход промывочной чидкости определяется по формуле

Q= g*D, (9)

где g-удельный расход промывочной жидкостина мм диаметра коронки;

D- диаметр коронки, мм.

Для бурения алмазными коронками л/мин на 1 мм диаметра. По указанным формулам проведен расчет. Резултаты расчетов приведены в таблице.

Выбор качества промывочной жидкости

В качестве промываочной жидкости применяется водомасленная эмульсия и эмульгирующая паста (эмульсия В 1). Эмульсол вводится в воду в соотношении 1:100; концентрация эмульсола 1%. Эмульсионные промывочные жидкости оказывают комплексное воздействие на процесс бурения. Эмульгирующая добавка в прмывочной жидкости адсорбируясь на бурильном инструменте, на стенках скважины и керне значительно снижает продольные и поперечные колебания бурового инструмента бурильных труб, трение между ними и стенками скважины. Сниженное трение уменьшают потребную мощность привода станка. Эмульсиидействуют и как понизители твердости, что способствует повышению механической скорости, рейсовой проходки, проходки на коронку, снижение расхода алмазов.

Рациональная длина рейса

Рациональная длина рейса,учитывая опыт ранее проведенных работ на месторождении и составляет 1,5-2метра. В случае неудовлетворительного выхода керна, длина рейса снижается до 1 метра.

Технология бурения по полезному ископаемому

Контроль встречи полезного ископаемого определяется визуально осуществляется по изменению цвета промывочной жидкости,вытекающей из скважины %. Рудная зона представлена трещиноватыми крепкими породами.Основной причиной снижения выхода керна является его самозаклинивание. Для ликвидации этого явления, проектом предусматривается использование одинарного колонкового эжекторного снаряда. Изучение явления самозаклинивания и технологии бурения ОЗС посвящена специальная часть проекта.

Таблица 4 — Сводная таблица параметров режима бурения

Интервал бурения,м

Тип коронки

Категория

буримости

Осевая нагрука да Н

Частота вращения

Об/мин

Расход промыв.жидк

л/мин

14АЗ

У111

14АЗ

У111

01АЗ

01АЗ

У111

01АЗ

01А4

У111

01АЗ

Мероприятия по проводке скважин по заданной трассе

Проектом предусматривается бурение наклонных скважин. Для удержания бурового снаряда на проектной трассе используется жесткая компоновка колонкового набора (калибратор,переходник с компоновкой на бурильную трубу с наваренными на его боковой поверхности твердосплавными ребрами,Бурильные трубы диаметром 50 мм,приближенные по диаметру скважины).

Для контроля за поведением трассы проект скважин предусматриваются замеры зенитного угла и азимутальных углов с помощью инклинометров через каждые 50 метров проходки.

Рациональная длина рейса

Рациональная длина рейса не может быть произвольной. Как малая, так и большая величина проходки на рейс может быть нерациональной. В первом случае увеличивается непроизводительное время на спускоподъемные операции, во втором случае снижается количество и качество керна. Величина длины рейса должна быть увязана как с механическими свойствами горных пород, так и со свойствами колонкового снаряда, применяемого для опробования. Обычно рациональная длина рейса уточняется практическим путем.

При бурении в месторождении Артемовское рациональные длины рейса составляют:

1. В породах IV категорий по буримости длина рейса 2,0 м при механической скорости бурения 2,55 м/час.

2. В породах VI категорий по буримости длина рейса 1,7 м при механической скорости бурения 1,3 м/час.

4. 3. В породах VIII категорий по буримости длина рейса составит 1,5 м при механической скорости бурения 1,03 м/час.

5. В породах IX категорий по буримости длина рейса составит 1,2 м при механической скорости бурения 0,48 м/час.

Технология бурения по полезному ископаемому

Определение контакта вмещающей породы с полезным ископаемым позволяет своевременно принять необходимые меры, обеспечивающие получение заданного выхода керна. Встреча полезного ископаемого — особенно ответственное мероприятие, так как мы используем одинарный эжекторный снаряд и общепринятой технологии бурения.

При бурении на месторождении Родниковое чаще всего контакт породы с полезными ископаемыми определяет по изменению механической скорости бурению а так же по изменению цвета струи промывочной жидкости, выходящей из скважины. В этх случаях необходимо учитывать возможные соотношения свойств породы и полезного ископаемого: 1) порода значительно тверже полезного ископаемого; 2) порода и полезное ископаемое не отличаются по твердости (буримости); 3) порода мягче полезного ископаемого; 4) порода и полезное ископаемое отличаются по цвету; 5) порода и полезное ископаемое практически не отличаются по цвету следовательно, изменение механической скорости следует учитывать в первом и третьем случаях.

Изменение механической скорости бурения фиксируем на регистрирующей аппаратуре с учетом вероятных изменений крутящего момента, мощности, давления промывочной жидкости.

Встретив кровлю полезного ископаемого, бурение прекращаем, скважину тщательно промываем, надежно заклиниваем керн, буровой снаряд поднимаем на поверхность. В процессе подъема проводим контрольный замер глубины скважины. Нельзя допускать оставление на забое кусков керна. При необходимости промывочную жидкость заменить.

В зависимости от физико-механических свойств полезного ископаемого выбираем наиболее подходящий тип колонкового снаряда. Колонковый снаряд тщательно собираем, регулируем. Технологический режим бурения устанавливаем в зависимости от свойств полезного ископаемого и типа колонкового набора.

При бурении месторождения Артемовское для повышения выхода керна полезного ископаемого проводим следующие мероприятия по повышению выхода керна:

1. Сокращать время работы коронки на забое, т. е. бурить укороченными рейсами при максимальной скорости углубки.

2. Ограничивать расход промывочной жидкости, снижая скорость потока между керном и коронкой.

3. Не применять затупившихся коронок и тех, у которых изношены внутренние подрезные резцы.

4. Не использовать искривление и деформированные колонковые трубы, а так же несоосные колонковые снаряды.

5. Тщательно заклинивать керн и предохранять его от ударов при подъеме снаряда и давления столба промывочной жидкости, находящейся в бурильной колонке.

6. Применять бурение «всухую» в маломощных сыпучих и рыхлых отложениях.

7. При неглубоком бурении в мягких породах применять безнасосное бурение с внутренней циркуляцией промывочной жидкости, бурение комплексами с гидротранспортом керна.

8. Использовать двойные колонковые снаряды (ВКС) различной конструкций и комплексы ССК и КССК, работающие при прямой схеме циркуляций.

9. Использовать одинарные эжекторные (ОЭС), двойные эжекторные (ДЭС) и другие колонковые снаряды, создающие обратную циркуляцию промывочной жидкости в призабойной зоне.

10. Применять бурение с обратной циркуляцией по всему стволу скважины.

11. Перебуривать отложения минеральных солей с промывкой насыщенными растворами этих же солей.

12. Разрабатывать организационно-технические и технологические мероприятия по встрече и перебуриванию пласта (залежи) полезного ископаемого.

На повышение выхода керна и качества работ большое влияние оказывает квалификация бурового персонала, изучение передового опыта в аналогичных условиях.

Мероприятия по проводке скважин по заданной трассе

При проводке скважины может произойти искривление ствола скважины от заданного направления. Чтобы предупредить искривление ствола скважины необходимо проводить мероприятия по предупреждению искривления скважины, а также проводить мероприятие по борьбе с искривлением скважины.

Изменение направления оси скважины в пространстве называется искривлением. Искривление бывает естественное и искусственное.

Непреднамеренное искривление скважины, вызванное геолого-техническими принципами, называется естественным, преднамеренное искривление скважины с помощью технических средств или технологических приемов называется искусственным.

При искривлений скважин увеличивается расход бурильных труб в результате более интенсивного их трения о стенке скважины; нарушается рациональная технология бурения; растет потребляемая мощность; возникает осложнения в процессе бурения; увеличивается число аварий; затрудняется их ликвидация; становится невозможным спуск обсадных труб, преждевременно изнашивается буровое оборудование. Иногда такие скважины не удается пробурить до проектной глубины.

В нашем случае для уменьшения интенсивности искривления скважин необходимо следующее:

1. Бурение скважин вести по типовым трассам, построенным на основании закономерностей естественного искривления.

2. Скважину крепить обсадными трубами при пересечении сильнотрещиноватых зон, больших трещин, каверн и т.п.

3. Буровой станок устанавливать по уровню, шпиндель и направляющую трубу по угломеру, а азимут задавать по провешенному с помощью всех направлении.

4. Использовать буровые снаряды повышенной жесткости, увеличенной длины и диаметра.

5. Применять буровой инструмент, соответствующий условиям бурения, существующим стандартам и допускам. Составные части бурового снаряда должны иметь положенные допуски, концентрическую нарезку резьбы с выдержанными ее параметрами, не превышать норм изгиба, износа и т.д.

6. Бурение вести при оптимальных режимных параметрах, добиваясь высокой механической скорости.

Так же необходимо производить замеры по определению зенитных и азимутальных углов, т.е. инклинометрию. Инклинометрию выполняем ежесменно с помощью инклинометра И-6 (через каждый 50м).

Скважинный прибор состоит из четырех основных узлов: чувствительного элемента зенитных и азимутальных углов, передающего механизма, реле времени, свечного моста.

Все узлы смонтированы в металлической гильзе, заполненной смесью трансформаторного масла с керосином.

Техническая характеристика И-6

Диапазон измерения зенитных углов, градус…………….0,45

Погрешность измерения, градус:

зенитных углов…………………………………………….± 0,5

азимутов (при зенитных углах не менее30)………………. ± 4

Число измерений за спуск в скважину………………………1

Максимально допустимое внешнее гидростатическое давление, кг с/см2.350

Максимально допустимая температура окружающей среды, 0С….100

Время срабатывания реле времени, мин:

максимальное…………………………………….55

МАТЕРИКОВАЯ ДОБЫЧА НЕФТИ

ПОДГОТОВКА СКВАЖИН К ЭКСПЛУАТАЦИИ

Классификация и назначение скважин Конструкция скважин Влияние факторов на конструкцию скважин Физические процессы в призабойной зоне
Приток жидкости в скважину Гидродинамическое совершенство скважин Типовые конструкции забоев скважин Основы вторичного вскрытия пласта
Взрывные методы перфорации Гидропескоструйная перфорация

Понятие конструкции скважины

Конструкция скважины — это совокупность элементов крепи горной выработки с поперечными размерами, несоизмеримо малыми по сравнению с ее глубиной и протяженностью, обеспечивающая при современном техническом и технологическом вооружении безаварийное, с учетом охраны недр, экономичное строительство герметичного пространственно устойчивого канала между флюидонасыщенными пластами и остальной частью вскрытого геологического разреза, а также дневной поверхностью, эксплуатирующегося в заданных режимах и времени в зависимости от назначения: изучение геологического разреза, разведка и оценка газонефтеносности отложений, добыча продукции, поддержание пластовых давлений, наблюдение за режимом эксплуатации месторождения и др.

В газонефтяной отрасли нет также единого методического подхода к оценке качества проектирования и строительства скважин, в том числе их конструкции.

Основные элементы скважины

Основными элементами скважины являются: устье, забой, ствол, обсадная колонна, фильтр, цементное кольцо.

Устье — это начало скважины, образованное короткой вертикальной зацементированной трубой — направлением.

Забой — это дно ствола скважины.

Ствол — это горная выработка, внутри которой располагаются обсадные колонны и производится углубление скважины.

Фильтр — участок скважины, непосредственно соприкасающийся с продуктивным нефтяным или газовым горизонтом. Фильтром может служить необсаженный колонной участок ствола, специальное устройство с отверстиями, заполненное гравием и песком, часть эксплуатационной колонны или хвостовика с отверстиями или щелями.

Цементное кольцо — затвердевший цементный раствор, закачанный в кольцевое пространство между стволом и обсадной колонной с целью его герметизации.

Цементное кольцо предназначено для надежной изоляции друг от друга интервалов геологического разреза (в том числе и продуктивных) на весь период строительства, эксплуатации и обеспечения жесткой связи обсадных колонн со стенками скважины с целью формирования прочной и герметичной постоянной крепи.

Система обсадных колонн и цементных колец за ними составляют крепь скважины.

Обсадная колонна — это свинченные друг с другом и опущенные в ствол обсадные трубы с целью изоляции слагающих ствол горных пород. Различают первую обсадную колонну — кондуктор, последнюю обсадную колонну — эксплуатационную колонну, в том числе хвостовик, промежуточные обсадные колонны, в том числе летучки (лайнеры).

Обсадные колонны предназначены для изоляции стенок скважин от рабочего пространства ствола в процессе бурения и эксплуатации и обеспечивают требуемую прочность и герметичность при воздействии на них внутренних и внешних воздействий в первую очередь давления. Для создания необходимой изоляции кольцевого пространства, остающегося между обсадными колоннами, оно заливается жидким цементным раствором, твердеющим через определенное время.

Обсадные колонны по назначению подразделяются следующим образом.

Направление — первая колонна труб или одна труба, предназначенная для закрепления приустьевой части скважин от размыва буровым раствором и обрушения, а также для обеспечения циркуляции жидкости. Направление, как правило, одно. Однако могут быть случаи крепления скважин двумя направлениями, когда верхняя часть разреза представлена лессовыми почвами, насыпным песком или имеет другие особенности. Обычно направление спускают в заранее подготовленную шахту или скважину и бетонируют на всю длину. Иногда направление забивают в породу, как сваю.

Различают шахтное (или шахтовое) направление и удлиненное направление. Шахтное устанавливается, как правило, во всех случаях и его длина составляет 3-10 м. В зависимости от конкретных условий может устанавливаться удлиненное направление или от одного до нескольких направлений и в этом случае длина может достигать 100 м. Направление спускается по возможности в глинистый пласт. Диаметр колонны колеблется от 245 до 1250 мм. Трубы, используемые в качестве направления, на прочность не рассчитываются и не опрессовываются.

Кондуктор — колонна обсадных труб, предназначенных для разобщения верхнего интервала разреза горных пород, изоляции пресноводных горизонтов от загрязнения, монтажа противовыбросового оборудования и подвески последующих обсадных колонн.

Кондуктор в зависимости от геологических условий устанавливается на глубину в среднем до 100 м, а максимальная глубина до 600 м. Диаметр кондуктора, как правило, колеблется в диапазоне 177-508 мм. Он опрессовывается, как и цементное кольцо.

Шахтное направление и кондуктор являются обязательными элементами конструкции скважины.

Промежуточная обсадная колонна (их может быть несколько) служит для разобщения несовместимых по условиям бурения зон при углублении скважины до намеченных глубин.

Промежуточные обсадные колонны могут быть следующих видов:

  • сплошные — перекрывающие весь ствол скважины от забоя до ее устья независимо от крепления предыдущего интервала;
  • хвостовики — для крепления только необсаженного интервала скважины с перекрытием предыдущей обсадной колонны на некоторую величину;
  • летучки — специальные промежуточные обсадные колонны, служащие только для перекрытия интервала осложнений и не имеющие связи с предыдущими или последующими обсадными колоннами.

Секционный спуск обсадных колонн и крепление скважин хвостовиками являются, во-первых, практическим решением проблемы спуска тяжелых обсадных колонн и, во-вторых, решением задачи по упрощению конструкции скважин, уменьшению диаметра обсадных труб, зазоров между колоннами и стенками скважины, сокращению расхода металла и тампонирующих материалов, увеличению скорости бурения и снижению стоимости буровых работ.

Эксплуатационная колонна — последняя колонна обсадных труб, которой крепят скважину для разобщения продуктивных горизонтов от остальных пород и извлечения из скважины нефти или газа или для нагнетания в пласты жидкости или газа. Иногда в качестве эксплуатационной колонны может быть использована (частично или полностью) последняя промежуточная колонна.

Диаметр обсадной колонны

Проектирование диаметров обсадных колонн и долот начинают с эксплуатационной колонны и далее методом снизу-вверх. Расчет диаметров обсадных труб ведется «изнутри» с диаметра эксплуатационной колонны. Исходя из предполагаемого дебита скважины и экономического обоснования, выбирается диаметр эксплуатационной колонны. Диаметр эксплуатационной колонны определяет диаметры бурения под обсадные колонны для всей скважины, а количество промежуточных колонн определяет конструкцию колонной головки. Увеличение диаметра эксплуатационной колонны позволяет использовать более производительное скважинное оборудование, позволяет эксплуатировать в скважине одновременно несколько пластов и облегчает проведение подземного ремонта. С другой стороны увеличение диаметра эксплуатационной колонны ведет к увеличению металлоемкости обсадных колонн, объему бурения и цементирования. Возрастают нагрузки на колонную головку и ее металлоемкость. Все это ведет к увеличению затрат на строительство скважины. Уменьшение диаметра эксплуатационной колонны снижает стоимость ее строительства, но увеличивает затраты, связанные с эксплуатацией скважины. Так применение малогабаритного оборудования ведет к увеличению затрат на приобретение до 2-3х раз. Усложняется поведение подземного ремонта, что ведет, как правило, к увеличению затрат времени, и, следовательно, и материалов, а в некоторых случаях не позволяет произвести необходимый ремонт.

Сооружение скважины

Только сооруженная скважина может ответить на вопрос: имеется ли в данном районе нефтяное или газовое месторождение и какова промышленная ценность залежи углеводородов.

Сооружение скважины, независимо от ее назначения (разведочная, параметрическая, эксплуатационная и т.д.), включает в себя следующие основные этапы:

  1. Геологическое обоснование места сооружения и составление проекта скважины, которые позволяют наилучшим образом выполнить поставленную задачу.
  2. Монтаж технических средств для наиболее качественного и экономичного сооружения скважины.
  3. Проводку ствола скважины, обеспечивающую высокую скорость углубления при минимальных затратах.
  4. Глубинные геофизические и технологические исследования, позволяющие подробно изучить геологический разрез, термодинамические параметры вскрытых скважиной пластов, отобрать образцы горных пород и пластовых флюидов для лабораторных исследований.
  5. Крепление ствола обсадными трубами и цементом, обеспечивающее длительную безаварийную эксплуатацию скважины как инженерного сооружения и ее экологическую безопасность.
  6. Изготовление глубинного фильтра, обеспечивающего качественную и надежную гидродинамическую связь продуктивного пласта с полостью эксплуатационной колонны и препятствующего проникновению в колонну горной породы и других загрязняющих углеводороды примесей.
  7. Оборудование устья скважины, включающее, при необходимости, подвеску колонны насосно-компрессорных труб, обеспечивающее качественное испытание скважины и дальнейшую длительную эксплуатацию ее как объекта добычи углеводородов.

При бурении в скважину последовательно спускается определенная конструкция, состоящая из обсадных труб. Каждая последующая колонна вставляется в предыдущую, и поэтому имеет все меньший диаметр.

Дно скважины называется забоем. После проведения цементирования скважины образуется новый забой, который называется «искусственный забой». В процессе эксплуатации на забой осаждаются примеси, части изношенного оборудования или упущенный при проведении подземного ремонта инструмент и т.п., что при замерах изменяет глубину скважины и новая точка называется «текущий забой».

Если продуктивный пласт обсаживается, то низ или башмак эксплуатационной колонны устанавливается всегда (после прохождения через пористый продуктивный пласт) в непроницаемую породу. Это позволяет вскрыть продуктивный пласт, предотвратив его обводнение, что само по себе является серьезной проблемой, и может сделать скважину непродуктивной, т.е. не давшей нефти.

После создания герметичной конструкции скважины в эксплуатационную колонну, напротив продуктивного пласта, спускается на забой устройство (перфоратор), которое проделывает отверстия в обсадных трубах и цементном кольце и соединяет продуктивный пласт и скважину. Эти отверстия заполняются газом и пластовой жидкостью (нефтью), поступающей из пласта под избыточным давлением и заполняют скважину.

Требования к конструкции скважин

В зависимости от назначения скважин конструкция может существенно изменяться, но всегда должна удовлетворять некоторым общим требованиям, которые сводятся к следующему:

  • надежное разобщение пройденных пород и их герметизация, что вытекает из требований охраны недр и окружающей среды и достигается за счет прочности и долговечности крепи, герметичности обсадных колонн, межколонных и заколонных пространств, а также за счет изоляции флюидонасыщенных горизонтов;
  • получение максимального количества горно-геологической и физической информации по вскрываемому скважиной разрезу;
  • возможность оперативного контроля за вероятным межколонным или заколонным перетоком флюидов;
  • длительная безаварийная работа при условии безопасного ведения работ на всех этапах жизни скважины;
  • конструкция должна иметь определенный диаметр обсадных труб, что особо относится к эксплуатационной колонне;
  • быть стабильной (не изменять своих первоначальных характеристик в течение длительного времени или после проведения определенных технологических операций);
  • эффективное фиксирование конструкции в стволе скважины;
  • возможность аварийного глушения скважины;
  • возможность трансформации одного вида скважины в другой за счет максимальной унификации по типоразмерам обсадных труб и ствола скважины.

Кроме перечисленных, конструкция скважины должна удовлетворять определенным технологическим требованиям, основными из которых являются:

  • хорошая гидравлическая характеристика (минимум сопротивлений);
  • максимально возможное использование пластовой энергии в процессе подъема продукции на дневную поверхность за счет выбора оптимального диаметра эксплуатационной колонны и конструкции забоя;
  • возможность проведения всех видов исследований известными и перспективными глубинными приборами;
  • проведение всех технологических операций в скважине, в том числе и по воздействию на продуктивный горизонт;
  • применение различных способов эксплуатации с использованием эффективного оборудования, в том числе и с большими нагрузками на стенку скважины (колонны).

Разработка конструкции скважины

Основные параметры конструкций скважины: число и диаметр обсадных колонн, глубина их спуска, диаметр долот, которые необходимы для бурения под каждую обсадную колонну, а также высота подъема и качество тампонажного раствора за ними, обеспечение полноты вытеснения бурового раствора.

Разработка конструкции скважины базируется на следующих основных геологических и технико-экономических факторах:

  • геологические особенности залегания горных пород, их физико-механическая характеристика, наличие флюидосодержащих горизонтов, пластовые температуры и давления, а также давление гидроразрыва проходимых пород;
  • назначение и цель бурения скважины;
  • предполагаемый метод заканчивания скважины;
  • способ бурения скважины;
  • уровень организации, техники, технологии бурения и геологическая изученность района буровых работ;
  • уровень квалификации буровой бригады и организация материально-технического обеспечения;
  • способы и техника освоения, эксплуатации и ремонта скважины.

К объективным геологическим факторам относят предполагаемую и фактическую литологию, стратиграфию и тектонику разреза, мощность пород с различными проницаемостью, прочностью, пористостью, наличие флюидосодержащих пород и пластовые давления.

Геологическое строение разреза горных пород при проектировании конструкции скважин учитывают как неизменный фактор.

В процессе разработки залежи ее начальные пластовые характеристики будут изменяться, так как на пластовые давления и температуру влияют продолжительность эксплуатации, темпы отбора флюидов, способы интенсификации добычи и поддержания пластовых давлений, использование новых видов воздействия на продуктивные горизонты в целях более полного извлечения нефти и газа из недр, поэтому эти факторы необходимо учитывать при проектировании конструкции скважин.

Конструкция скважин должна отвечать условиям охраны окружающей среды и исключать возможное загрязнение пластовых вод и межпластовые перетоки флюидов не только при бурении и эксплуатации, но и после окончания работ и ликвидации скважины. В связи с этим необходимо обеспечивать условия для качественного и эффективного разобщения пластов. Это один из главнейших факторов.

Все технико-экономические факторы — субъективные и изменяются во времени. Они зависят от уровня и степени совершенства всех форм организации, техники и технологии буровых работ в совокупности. Эти факторы влияют на выбор конструкции скважин, позволяют ее упростить, однако не являются определяющими при проектировании. Они изменяются в широких пределах и зависят от исполнителей работ.

Таким образом, принципы проектирования конструкций скважин прежде всего должны определяться геологическими факторами.

Простая конструкция (кондуктор и эксплуатационная колонна) не во всех случаях рациональна. В первую очередь это относится к глубоким скважинам (4000 м и более), вскрывающим комплекс разнообразных отложений, в которых возникают различные, иногда диаметрально противоположные по характеру и природе осложнения.

Следовательно, рациональной можно назвать такую конструкцию, которая соответствует геологическим условиям бурения, учитывает назначение скважины и другие, отмеченные выше, факторы и создает условия для бурения интервалов между креплениями в наиболее сжатые сроки. Последнее условие является принципиальным, так как практика буровых работ четко подтверждает, что чем меньше времени затрачивается на бурение интервала ствола между креплениями, тем меньше число и тяжесть возникающих осложнений и ниже стоимость проводки скважины.

Классификация и назначение скважин Конструкция скважин Влияние факторов на конструкцию скважин Физические процессы в призабойной зоне
Приток жидкости в скважину Гидродинамическое совершенство скважин Типовые конструкции забоев скважин Основы вторичного вскрытия пласта
Взрывные методы перфорации Гидропескоструйная перфорация

Что такое водозаборная скважина? Какие бывают и как устроены?

Кто мы

Наш адрес сайта: экогеос.рф

Какие персональные данные мы собираем и с какой целью

Если посетитель оставляет комментарий на сайте, мы собираем данные указанные в форме комментария, а также IP адрес посетителя и данные user-agent браузера с целью определения спама.

Анонимизированная строка создаваемая из вашего адреса email («хеш») может предоставляться сервису Gravatar, чтобы определить используете ли вы его. Политика конфиденциальности Gravatar доступна здесь: https://automattic.com/privacy/ . После одобрения комментария ваше изображение профиля будет видимым публично в контексте вашего комментария.

Медиафайлы

Если вы зарегистрированный пользователь и загружаете фотографии на сайт, вам возможно следует избегать загрузки изображений с метаданными EXIF, так как они могут содержать данные вашего месторасположения по GPS. Посетители могут извлечь эту информацию скачав изображения с сайта.

Формы контактов

Если вы оставляете комментарий на нашем сайте, вы можете включить сохранение вашего имени, адреса email и вебсайта в куки. Это делается для вашего удобства, чтобы не заполнять данные снова при повторном комментировании. Эти куки хранятся в течение одного года.

Если у вас есть учетная запись на сайте и вы войдете в неё, мы установим временный куки для определения поддержки куки вашим браузером, куки не содержит никакой личной информации и удаляется при закрытии вашего браузера.

При входе в учетную запись мы также устанавливаем несколько куки с данными входа и настройками экрана. Куки входа хранятся в течение двух дней, куки с настройками экрана — год. Если вы выберете возможность «Запомнить меня», данные о входе будут сохраняться в течение двух недель. При выходе из учетной записи куки входа будут удалены.

При редактировании или публикации статьи в браузере будет сохранен дополнительный куки, он не содержит персональных данных и содержит только ID записи отредактированной вами, истекает через 1 день.

Встраиваемое содержимое других вебсайтов

Статьи на этом сайте могут включать встраиваемое содержимое (например видео, изображения, статьи и др.), подобное содержимое ведет себя так же, как если бы посетитель зашел на другой сайт.

Эти сайты могут собирать данные о вас, использовать куки, внедрять дополнительное отслеживание третьей стороной и следить за вашим взаимодействием с внедренным содержимым, включая отслеживание взаимодействия, если у вас есть учетная запись и вы авторизовались на том сайте.

Веб-аналитика

С кем мы делимся вашими данными

Если вы оставляете комментарий, то сам комментарий и его метаданные сохраняются неопределенно долго. Это делается для того, чтобы определять и одобрять последующие комментарии автоматически, вместо помещения их в очередь на одобрение.

Для пользователей с регистрацией на нашем сайте мы храним ту личную информацию, которую они указывают в своем профиле. Все пользователи могут видеть, редактировать или удалить свою информацию из профиля в любое время (кроме имени пользователя). Администрация вебсайта также может видеть и изменять эту информацию.

Какие у вас права на ваши данные

При наличии учетной записи на сайте или если вы оставляли комментарии, то вы можете запросить файл экспорта персональных данных, которые мы сохранили о вас, включая предоставленные вами данные. Вы также можете запросить удаление этих данных, это не включает данные, которые мы обязаны хранить в административных целях, по закону или целях безопасности.

Куда мы отправляем ваши данные

Конструкция скважины

Скважина – это пробуренное отверстие в земле, имеющее значительную глубину при небольшом диаметре. Начало скважины называется устьем, дно – забоем, а боковые поверхности – стенками.

На рисунке показан разрез скважины.

1 – устье

2 – стенки скважины

3 – забой

4 – направление

5 – кондуктор

6 – обсадная колонна

7 – эксплуатационная колонна

Здесь показан профиль ствола скважины, на рисунке «а» на каждом ряде обсадных колонн пишется диаметр (мм.), на рисунке «б» указана глубина (м.) установки колонн, интервал подъема цементного раствора обозначается штриховкой.

Основные характеристики скважины, это глубина, диаметр, направление. Глубина скважин зависит от назначения и колеблется от нескольких метров до нескольких километров. Диаметр скважины задается диаметром породоразрушающего инструмента – долота. Направление скважины может быть вертикальным, горизонтальным, иметь любой угол и искривление, также бывают скважины – восстающие, то есть направленные вверх (бурятся из подземных выработок).

Конструкция скважины предусматривает крепление стенок с помощью, так называемых обсадных труб. Обсадные трубы составляются в обсадные колонны и спускаются в скважину. Первая обсадная колонна, спускаемая в скважину, имеет максимальный диаметр и называется – направлением, предохраняет устье скважин от размыва грунта циркулирующим буровым раствором, её длина составляет – 5 м., а диаметр – 527 мм. Следующая колонна – кондуктор, служит для перекрытия неустойчивых верхних пород и водоносных горизонтов. При бурении скважин в условиях многолетней мерзлоты направление и кондуктор выбирают с учетом будущего растепления пород. Для предотвращения и устранения осложнений при бурении, спускают несколько промежуточных колонн. Последняя колонна, предназначаемая для работы в продуктивном горизонте, называется экcплуатационной. При подсчете числа колонн, спущенных в скважину, направление и кондуктор не учитываются. Низ всех спускаемых колонн, заканчивается короткой утолщенной трубой, называемой башмаком.При больших глубинах бурения возникает необходимость спустить колонну перекрывающую определенный интервал без выхода к устью скважины. Такая колонна называется хвостовиком или потайной колонной.

После спуска каждой колонны производится цементаж затрубного пространства. Цементаж — это операция состоящая из закачки цементного раствора в затрубное пространство колонны и последующей выдержки для застывания этого раствора. Цементаж производится с целью разобщения пластов земной коры и закрепления спущенной колонны труб в скважине. Для цементирования используют цементный раствор — смесь вяжущих материалов (цементов), затворенных некоторым количеством воды, часто с добавками химических реагентов. Цементный раствор применяемый в описанной операции, также называют тампонажным раствором.