Бурение нефтяных и газовых скважин

Понятие о скважине

Бурение— это процесс сооружения скважины путем разрушения горных пород. Скважинойназывают горную выработку круглого сечения, сооружаемую без доступа в нее людей, у которой длина во много раз превышает диаметр.

Верхняя часть скважины называется устьем, дно — забоем,боковая поверхность — стенкой,а пространство, ограниченное стенкой, — стволом скважины. Длина скважины— это расстояние от устья до забоя по оси ствола, а глубина— проекция длины на вертикальную ось. Длина и глубина численно равны только для вертикальных скважин. Однако они не совпадают у наклонных и искривленных скважин.

Элементами конструкции скважин являются направление, кондуктор, промежуточная и эксплуатационная колонны. Начальный участок скважин называют направлением.Поскольку устье скважины лежит в зоне легкоразмываемых пород, его необходимо укреплять. В связи с этим направление выполняют следующим образом. Сначала бурят шурф — колодец до глубины залегания устойчивых горных пород ) (4...8 м). Затем в него устанавливают трубу необходимой длины и диаметра, а пространство между стенками шурфа и трубой заполняют бутовым камнем и заливают цементным раствором.

Нижерасположенные участки скважины — цилиндрические. Сра­зу за направлением бурится участок на глубину от 50 до 400 м диамет­ром до 900 мм. Этот участок скважины закрепляют обсадной трубой 1 (состоящей из свинченных стальных труб), которую называют кон­дуктором.

Затрубное пространство кондуктора цементируют. С помощью кондуктора изолируют неустойчивые, мягкие и трещиноватые поро­ды, осложняющие процесс бурения.

После установки кондуктора не всегда удается пробурить скважи­ну до проектной глубины из-за прохождения новых осложняющих го­ризонтов или из-за необходимости перекрытия продуктивных пла­стов, которые не планируется эксплуатировать данной скважиной. В таких случаях устанавливают и цементируют еще одну колонну, на­зываемую промежуточной.Если продуктивный пласт, для разработ­ки которого предназначена скважина, залегает очень глубоко, то ко­личество промежуточных колонн может быть больше одной.

Последний участок скважины закрепляют эксплуатационной ко­лонной.Она предназначена для подъема нефти и газа от забоя к устью скважины или для нагнетания воды (газа) в продуктивный пласт с целью поддержания давления в нем. Во избежание перетоков нефти и газа в вышележащие горизонты, а воды в продуктивные пласты простран­ство между стенкой эксплуатационной колонны и стенкой скважины заполняют цементным раствором.

Для извлечения из пластов нефти и газа применяют различные ме­тоды вскрытия и оборудования забоя скважины. В большинстве слу­чаев в нижней части эксплуатационной колонны, находящейся в про­дуктивном пласте, простреливают (перфорируют) ряд отверстий в стенке обсадных труб и цементной оболочке.

В устойчивых породах призабойную зону скважины оборудуют различными фильтрами и не цементируют или обсадную колонну опускают только до кровли продуктивного пласта, а его разбуривание и эксплуатацию производят без крепления ствола скважины.

Устье скважины в зависимости от ее назначения оборудуют арма­турой (колонная головка, задвижки, крестовина и др.).

При поисках, разведке и разработке нефтяных и газовых место­рождений бурят опорные, параметрические, структурные, поисковые, разведочные, эксплуатационные, нагнетательные, наблюдательные и другие скважины.

Опорные скважинызакладываются в районах, не исследованных бу­рением, и служат для изучения состава и возраста слагающих их пород.

Параметрические скважинызакладываются в относительно изу­ченных районах с целью уточнения их геологического строения и пер­спектив нефтегазоносности.

Структурные скважиныбурятся для выявления перспективных площадей и их подготовки к поисково-разведочному бурению.

Поисковые скважиныбурят с целью открытия новых промышлен­ных залежей нефти и газа.

Разведочные скважиныбурятся на площадях с установленной про­мышленной нефтегазоносностью для изучения размеров и строения

залежи, получения необходимых исходных данных для подсчета запа­сов нефти и газа, а также проектирования ее разработки.

Эксплуатационные скважинызакладываются в соответствии со схемой разработки залежи и служат для получения нефти и газа из

земных недр.

Нагнетательные скважиныиспользуют при воздействии на экс­плуатируемый пласт различных агентов (закачки воды, газа и т. д.).

Наблюдательные скважиныбурят для контроля за разработкой залежей (изменением давления, положения водонефтяного и газонеф­тяного контактов и т. д.).

Кроме того, при поиске, разведке и разработке нефтяных и газо­вых месторождений бурят картировочные, сейсморазведочные, специальные и другие скважины.