Сведения о бурении скважин. Элементарные сведения о конструкции нефтяных и газовых скважин

Назначение скважин. Краткие сведения о бурении скважин.

Скважиной называется цилиндрическая горная выработка в земной коре, имеющая при малом поперечном сечении весьма значительную длину и предназначенная для извлечения полезных ископаемых на поверхность.

Начало скважины (на поверхности) называют устьем, ее конец- забоем. Все полое пространство от устья до забоя называется стволом.

Скважины могут быть вертикальными или наклонно-направленными. В отдельных случаях бурят горизонтальные скважины.

По назначению скважины делятся:

1) поисковые - для поисков новых залежей

2) разведочные - для изучения геологического строения и свойств продуктивных пластов с целью получения информации, необходимой для установления площадных размеров залежей и подсчетов запасов в них полезных ископаемых, а также для проектирования систем разработки

3) добывающие (эксплуатационные) – для извлечения из недр нефти и газа.

4) нагнетательные – для закачки в недра воды, воздуха или газа со специальными целями (поддержание пластового давления)

5) наблюдательные и контрольные – для наблюдения за ходом разработки залежи (для контроля Рпл, положения ВНК, ГНК) при помощи различных приборов, спускаемых в скважину

6) специальные:

а) оценочные – для оценки нефтенасыщенности пластов, уточнения

положения контуров нефтеносности и т.д.

б) водозаборные – для водоснабжения буровых установок и систем

нагнетания воды в продуктивные пласты

в) поглощающие – для сброса сточных вод в глубоко залегающие пласты,

чтобы не загрязнять поверхностные водоемы

г) зажигательные – для образования очагов подземного горения нефти при

использовании тепловых методов разработки

 

Способы бурения: механическое, термическое, физико-химическое, элетроискровое. Широкое применение: механический способ бурения: ударный, ударно-вращательный, вращательный.

Вращательное бурение. Скважина высверливается непрерывно вращающимся долотом. Разбуренные частицы породы в процессе бурения выносятся на поверхность непрерывно циркулирующей струей бурового раствора.

В зависимости от местонахождения двигателя вращательное бурение разделяют на: роторное – двигатель находится на поверхности и приводит во вращение долото на забое колонной буровых труб; и бурение с забойным двигателем (турбиной) (гидравлическое или при помощи электрического бура) – двигатель переносится к забою скважины и устанавливается над долотом.

Процесс бурения состоит из следующих операций:

- спуско- подъемных работ (опускание буровых труб с долотом в скважину до забоя и подъем буровых труб с отработанным долотом из скважины);

- работы долота на забое (разрушение породы долотом).

Эти операции периодически прерываются для спуска обсадных труб в скважину, чтобы

предохранять стенки скважины от обвалов и разобщить нефтяные и водяные горизонты.

Пробурив с поверхности земли скважину, на глубину 30-600 м, в нее спускают кондуктор, служащий для перекрытия слабых (неустойчивых) пород или верхних притоков воды и для создания вертикального направления ствола скважины при дальнейшем бурении. После спуска кондуктора проводят цементирование (тампонаж), т.е. закачивают цементный раствор через обсадные трубы в кольцевое пространство между ними и стенками скважины. Цементный раствор, поднимаясь вверх, заполняет затрубное пространство. После затвердения цементного раствора бурение возобновляется.

В скважину спускают долото, диаметр которого меньше диаметра предыдущей обсадной

колонны. Затем в пробуренную до проектной глубины скважину опускают колонну обсадных труб (эксплуатирующих колонну) и цементируют ее.

Если при бурении под эксплуатационную колонну возникают большие осложнения, то после кондуктора спускают одну или две промежуточные (технические) колонны.

 

Полный цикл строительства скважины:

1) Подготовительные работы – устройство подъездного пути, планировка площади, устройство фундаментов и т.п.

2) ВМР – строительство или перетаскивание вышки, монтажно–бурового оборудования, установка его на фундаменте.

3) Подготовительные работы и бурение скважины.

4) Бурение скважины – проходка и крепление.

5) Испытание скважины на приток нефти (освоение).

6) Демонтаж бурового оборудования.

Буровая установка – сложный комплекс машин, механизмов, аппаратуры,

металлоконструкций, средств контроля и управления, расположенных на поверхности.

В комплект буровой установки входят:

- вышка для подвешивания талевой системы и размещения буровых труб, оборудование для СПО, оборудование для подачи и вращения инструмента, насосы для прокачивания промывочной жидкости, силовой привод, механизмы для приготовления и очистки промывочной жидкости, механизмы для автоматизации и механизации СПО, КИПиА. В комплект буровой установки входят также металлические основания, на которые монтируется оборудование.

Различные условия и цели бурения при наличии большого разнообразия глубин и

конструкций скважин не могут быть удовлетворены одним типоразмером буровой установки, поэтому предусмотрены разные буровые установки.

В ОАО «Сибнефть-Ноябрьскнефтегаз» из-за природных условий (сильная болотистость, лесистость) применяется кустовое бурение на насыпных островах. При этом виде бурения устья скважин размещаются на площадке по одной прямой через каждые 3-5 м. Если в кусте более 6-8 скважин, то они обычно разделяются противопожарным разрывом в 50 м.

В настоящее время в ОАО «Сибнефть-Ноябрьскнефтегаз» широко применяется бурение наклонно-направленных скважин и «зарезки» вторых стволов в существующих скважинах.

В случае, если наклонно-направленная скважина заканчивается горизонтальным участком, то она называется горизонтальной. Процесс бурения называется горизонтальным.

Для вскрытия продуктивных пластов (горизонтов) с целью их эксплуатации или опробования в эксплуатационной колонне и цементном кольце пробивают отверстия при помощи перфорации. Широкое применение получила перфорация фокусированными струями газов, которые возникают при взрыве кумулятивных зарядов.

Последнее мероприятие перед сдачей скважины в эксплуатацию – вызов притока жидкости из пласта. Приток жидкости в скважину возможен только в том случае, когда давление на забой в скважине меньше пластового давления. Поэтому все работы по освоению скважины заключаются в понижении давления на забой и очистке забоя от грязи, бурового раствора и песка. Эти работы осуществляются разными способами в зависимости от характеристики пласта, величины пластового давления, количества газа, технической оснащенности.

Не подлежат передаче следующие скважины:

- с негерметичной колонной;

- с цементным стаканом в колонне больше, чем предусмотрено проектом;

- с негерметичной обвязкой устья;

- с отсутствием цемента за колонной против эксплуатационных пластов;

- в аварийном состоянии.

 

Требования при приемке скважин из бурения:

1) Необходимо убедиться в наличии правильности оформления актов на опрессовку эксплуатационной колонны, головки, фонтанной арматуры, коллекторов от скважин до ГЗУ, спуска шаблона согласно плану освоение скважины, промывку на воду и нефть.

2) Совместно с представителем УБР осмотреть оборудование устья скважины, обращая внимание на соответствие установленных колонной головки и фонтанной арматуры указанным в акте. Перечислить в акте все имеющиеся в наличии задвижки, шпильки, а для фонтанных и нагнетательных скважин указать наличие и состояние лубрикатора, площадки, лестницы. А также:

3) Площадка куста в радиусе 25 м от устья скважины должна быть очищена от оборудования, металлолома, замазученности и так, чтобы верхняя кромка муфты кондуктора была на уровне земли.

4) Фонтанная арматура должна быть установлена в одной плоскости.

5) При приемке механизированных скважин убедиться в наличии и работоспособности не только наземного, но и подземного оборудования,

6) При приемке нагнетательной скважины в отработку на нефть она должна быть обвязана как по нефти, так и по воде, на фланце водяного коллектора должна быть установлена заглушка.

7) Шламовые амбары должны быть обвалованы и ограждены.

8) В течение двух суток необходимо подписать акт приема скважины.

9) Не подписывать акт приема скважины и передать свои замечания начальнику цеха, если в течение двух суток замечания не будут устранены.