Бурение и обустройство скважин

Первые сообщения о скважинах пробуренных для добычи воды, соляных растворов и газа получены около 600 лет до н.э.

Первая в мире нефтяная скважина пробурена промышленником Н.И. Воскобойниковым в Закавказье на Бакинском промысле Биби-Эйбате в 1848 году.

В этот же период французский инженер Фровель предложил способ поднятия породы наверх, очистки скважины, путем ее промывки,без остановки процесса бурения.

В 1922 году русский инженер М.А. Капелюшников изобрел гидравлический турбобур, что явилось революционным прорывом в технологии бурения, значительно увеличило эффективность бурения и скорости проходки скважин.

Бурение– процесс сооружения скважины путем разрушения горных пород.

Скважина– горная выработка круглого сечения, сооружаемая без доступа в нее людей. Длина скважины многократно превышает ее диаметр.

Устье –верхняя часть скважины.

Забой– дно скважины.

Стенка – боковая поверхность.

Ствол скважины – пространство, ограниченное стенкой.

Длина скважины – расстояние между устьем и забоем.

Глубина скважины – проекция длины на вертикаль.

Длина и глубина совпадают только у строго вертикальных скважин.

Основные элементы конструкции скважины:См. рис №6

Направление (направляющая труба)(участок №1) –состоит из шурфа до глубины залегания устойчивых горных пород (4-8 метра), в который установлена стальная труба.

Диаметр направляющей трубы при бурении - с морских платформ 750 -1080 м.м., на суше 400 – 500 м.м.

Пространство между трубой и стенкой шурфа заполнено бетоном.

Кондуктор(участок №2)– цилиндрический участок скважины диаметром до 900 мм., глубиной 150 – 400 метров закрепленный стальной обсадной трубой.

Минимальная глубина кондуктора составляет обычно 10% от ожидаемой суммарной глубины скважины.

Пространство между обсадной трубой и стенкой скважины заполнены цементом.

С помощью кондуктора укрепляются (изолируются) неустойчивые мягкие, трещиноватые породы.

Промежуточная колонна (участок №3) – участок скважины, обрадованный цементированной обсадной трубой.

Назначение промежуточной колонны:

· перекрыть сложные для бурения горизонты,

· отсечь продуктивные пласты, эксплуатация которых данной скважиной не планируется

Эксплуатационная колонна(участок №4) – предназначена для подъема нефти и газа от забоя к устью скважины; нагнетания воды или газа в продуктивный пласт с целью поддержания пластового давления.

Пространство между обсадными трубами эксплуатационной колонны и стенкой скважины заполнены цементным раствором.

Это сделано с целью:

· предотвратить перетоки нефти газа в вышележащие горизонты

· исключить перемещение воды в нижележащие продуктивные пласты (обводнение пластов)

Для извлечения нефти и газа из пластов применяются специальные методы вскрытия и оборудования забоев скважины.

Наиболее распространенный способ – создание ряда отверстий в той части эксплуатационной колоны, которая находится в продуктивном пласте, методом простреливания (перфорации) обсадных труб и цементной оболочки.

В устойчивых породах забойную зону скважины оборудуют фильтрами и не цементируют. В отдельных случаях обсадные трубы доводят только до кровли продуктивного пласта.

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

Типы и виды скважин.

При поиске, разведке и разработке нефтяных и газовых месторождений бурят следующие типы скважин:

· Опорные скважины – служат для изучения состава и возраста пород в районах ранее не исследованных методом бурения

· Параметрические скважины – закладываются в относительно изученных районах с целью уточнения их геологического строения и перспектив нефтегазоносности

· Структурные скважины – предназначены для выявления перспективных площадей и их подготовки к поисково-разведочному бурению

· Поисковые скважины– бурят с целью открытия новых промышленных залежей нефти и газа

· Разведочные скважины– бурят на площадях с установленной промышленной нефтегазоносностью для изучения размеров и строения залежи, получения исходных данных для подсчета запасов нефти и газа и проектирования ее разработки

· Эксплуатационные скважины– закладываются в соответствии со схемой разработки залежи и служат ля извлечения нефти и газа из земных недр

· Нагнетательные скважины– предназначены для воздействия на продуктивный пласт различных агентов (вода, газ и другие) с целью изменения и или поддержания его коллекторских свойств

· Наблюдательные скважины– предназначены для контроля за состоянием эксплуатируемой залежи: изменение пластового давления, положения водонефтяного и газонефтяного контактов и т.д.