Нефть залегает глубоко в земле, и для того, чтобы получить желанное чёрное золото, недропользователи пробираются сквозь километровые толщи горной породы. И удаётся это только благодаря бурению скважин — поисково-разведочных и эксплуатационных.
Поисково-разведочное бурение
На самом первом этапе разработки любого нефтяного месторождения всегда проводится поисково-разведочное бурение. Грубо говоря, бурильщики ищут нефтяное месторождение методом «прощупывания» почвы – разрушением породы в забое.
Главная цель поисково-разведочного бурения — подтверждение наличия в горной породе залежей углеводородов и последующая оценка перспективности участка.
Конечно, перед началом работ необходимо собрать информацию, свидетельствующую о наличии запасов нефти. Ещё в обязательном порядке составляется план разработки методов поиска месторождения и оценки потенциальности нефтеносности.
В результате поисково-разведочного бурения получают скважины – горные выработки небольшого диаметра (от 75 до 400 мм). Они различаются между собой в зависимости от стадии работ. Первые скважины – опорные – бурятся для изучения геологического строения малоизученного участка.
Общие понятия о скважине и ее строительстве
Фото: pxhere.com
Параметрические скважины бурят уже для более глубокого исследования геологического строения пластов на наличие нефти, а также для оценки потенциальной нефтеносности участка. Как правило, глубина бурения скважин на первых этапах поиска выбирается до фундамента.
Во время детальных поисковых работ проводится бурение поисковых скважин, которые позволяют открыть новые залежи нефти на уже найденном месторождении. Полученные скважины изучаются методами проб, сбора керна, ГИС. По результатам исследований осуществляется предварительный подсчёт запасов.
Поисковые скважины бурят до залегания самого нижнего перспективного горизонта – их глубина варьируется от 1,5 до 5,5 км (в зависимости от особенностей геологического строения исследуемого участка и технических условий буровых работ).
Затем недропользователи уже на выявленном нефтеносном участке бурят глубокие разведочные скважины. Они помогают определить объём и структуру запасов месторождения, точное расположение пластов, физические свойства углеводородов. На конечном этапе разведки составляется карта предстоящей разработки месторождения.
Отметим, что поисково-разведочное бурение не является гарантом обнаружения месторождения нефти. Не исключено, что горнопромышленники даже после продолжительного изучения, казалось бы, перспективного участка, могут столкнуться с «пустым» месторождением.
Виды эксплуатационных скважин
Поисково-разведочные буровые работы – всего лишь предваряющая стадия разработки нефтяного месторождения. Фактически процесс добычи нефти запускается с началом бурения эксплуатационных скважин.
Для добычи нефти бурят скважины трёх разновидностей – они бывают добывающими, нагнетательными, контрольными.
Собственно извлечение нефти на поверхность производится через добывающие скважины. Нагнетательные скважины нужны для закачки в пласты горной породы разнообразных веществ (газа, воды, пара и прочее). Это позволяет поддерживать необходимый для нефтедобычи уровень давления.
Предназначение контрольных скважин – систематическое наблюдение за всеми процессами, происходящими под землёй во время извлечения углеводородов (например, изменение давления).
Как проводится эксплуатационное бурение?
Перед началом добычи недропользователю нужно должным образом обустроить нефтяное месторождение: отметить точное расположение точки бурения, построить все необходимые инфраструктурные объекты, проложить коммуникации, обеспечить объект электроэнергией.
Процесс строительства эксплуатационных скважин проводится в три основных этапа. На стадии подготовки на участке монтируют основание и оборудование для буровой установки, а также прокладывают подъездные пути.
Второй этап строительства скважины включает в себя доставку и сборку нефтяной вышки вместе с дополнительными сооружениями. Затем проводится отладка оборудования параллельно с подводкой всех коммуникаций, необходимых для работы на площадке.
На заключительном этапе недропользователи осуществляют пробный запуск буровой установки. Перед вводом месторождения в эксплуатацию его проверяет специальная комиссия – эксперты должны выдать положительное заключение на добычу.
Месторождение «Ванкорнефти». Фото: rosneft.ru
Сам процесс добычи начинается с бурения неглубокого ствола (до 30 м), на дно которого спускают трубу, указывающую направление буровых работ.
Затем скважина заглубляется на несколько сотен метров – это необходимо для изоляции неустойчивых грунтов пласта. Для долговечности скважины все стенки труб обязательно цементируют.
Нефтеносные слои могут располагаться не в одном, а в нескольких пластах, поэтому на определённых глубинах приходится создавать промежуточные колонны.
По достижении нефтеносного слоя, вскрытия продуктивного пласта и получения притока нефти в скважину опускается эксплуатационная колонна — именно с её помощью осуществляется подъём углеводородов на поверхность.
Источник: dprom.online
XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2020
При разработке месторождений нефти и газа могут использоваться различные способы бурения нефтяных и газовых скважин. Каждый из них обуславливается не только экономической выгодой, но также и удобством при проведении работ. Оптимальный способ бурения обычно выбирается специалистами, которые будут в дальнейшем проводить работы на участке. Формирование ствола скважины — сложный процесс, поэтому требует привлечения опытных специалистов, которые имеют всё необходимое оборудование, а также соответствующую квалификацию. Сам процесс бурения заключается в последовательном разрушении пород на поверхности забоя скважины (шпура) и извлечении продуктов разрушения на поверхность.
Различают механические и немеханические способы бурения:
Механический способ- основной способом бурения, применяемый в промышленности, основанный на разрушении горной породы силовым воздействием на нее специального породоразрушающего инструмента – долота ( разделяют на — ударное и вращательное бурение).
Немеханический способ — разрушение породы возможно и без механического разрушения, например, под влиянием тепловых, электрических, высокочастотных электромагнитных и других полей. Вместо долота здесь используются буровые наконечники: плазмо – и термобуры, лазеры и др. устройства. (относят — термическое, гидравлическое, электроимпульсное, ультразвуковое, электрогидравлическое, электромагнитное, взрывное и др. виды бурения).
Виды бурения.
При ударном бурении разрушение пород в скважине происходит в результате последовательных ударов по её забою инструмента (буровой коронки и штанг), совершающего возвратно-поступательное движение. Перед каждым следующим ударом инструмент поворачивается на некоторый угол, обеспечивая разрушение породы по всей площади забоя. При ударном бурении породоразрушающий инструмент (долото) совершает возвратно-поступательное движение вдоль оси скважины и наносит периодические удары по забою. Ударное разрушение забоя и вынос частиц породы чередуются. Ударное бурение в зависимости от преобладающего вида движения бурового инструмента делится на — ударно-поворотное, ударно-вращательное и вращательно-ударное.
При вращательном бурении разрушение пород на забое скважины производится путем среза, смятия, раздавливания, скалывания и в меньшей степени истирания вращающимся под постоянным осевым давлением буровым инструментом (коронками, долотом, дробью). К вращательным способам относят – бурение резцовыми коронками, шарошечное, дробовое, алмазное.
Ударное бурение на карьерах осуществляется станками ударно-канатного бурения и станками с погружным пневмоударником. Станки ударно-канатного бурения широко применяли на карьерах для бурения взрывных скважин диаметром 200-300 мм до начала 60-х годов. В настоящее время они полностью заменены более производительными буровыми станками ударно-вращательного бурения..
Ударно-вращательное бурение в варианте с погружными пневмоударниками применяют для бурения скважин диаметром 100-200 мм и глубиной до 30 м на карьерах производственной мощностью до 4 млн. м 3 /год при бурении высокоабразивных весьма и исключительно труднобуримых пород с f = 20., а также при вспомогательных работах в варианте штангового бурения ручными и колонковыми перфоратами для заоткостка бортов крьера, выравнивание подошвы уступов и добыче высокоценных пород исключающих их переизмельчение. Производительность бурения составляет 10÷35 м/смену.
Вращательное бурение скважин осуществляется станками шнекового, шарошечного и алмазного бурения.
Станки вращательного шнекового бурения широко применяют для бурения вертикальных и наклонных скважин диаметром 120-200 мм и глубиной до 25 м в породах ниже средней крепости (f ≤ 4-6), главным образом на угольных разрезах (уголь, аргиллиты, мягкие известняки) и при разработке непрочных строительных пород (мергель, мягкий известняк и др.). Производительность их 15-120 м/смену.
Станки вращательного шарошечного бурения применяют для бурения вертикальных и наклонных скважин в породах средней крепости и крепким диаметром 145-660 мм глубиной до 60 м.
Станки вращательного алмазного бурения применяют в породах с f = 10-20; диаметром 36÷110 мм (чаще до 76 мм).
Термическое (огневое) бурение получило распространение при бурении скважин диаметром 250-360 мм и глубиной до 17-22 м, главным образом, в весьма и исключительно труднобуримых кварцсодержащих породах (f >10). Оно может успешно применяться в породах с f = 10-16. Хрупкое разрушение пород происходит в результате нагрева забоя скважины сверхзвуковыми раскаленными струями и появления термических напряжении, превышающих предел прочности минерального образования.
Теперь можно выделить некоторые способы бурения скважин и поближе познакомится с ними разобравшись в особенностях .
Этот способ бурения скважин является очень старым и впервые его стали применять древнем Китае. Некоторые особенности всё же отличаются от ударно-канатного бурения сегодня, однако, принцип в целом один и тот же. В древности конусообразный груз подкидывали вверх, после чего при падении он раздвигал почву и уплотнял землю.
Сегодня для создания скважин таким способом берутся забивные стаканы и всевозможные желонки. Желонка представляет собой простой снаряд, который бросают в скважину с высоты. Когда происходит удар о землю, снаряд заходит в грунт и из-за специального клапана остаётся в нем. После этого оборудование достаётся наверх, из неё выбирают землю и заново бросают.
Также используется забивной стакан, который также представляет собой желонку, но только без специального клапана, вследствие чего земля остаётся в стакане под силой трения. Используя желонки и забивные стаканы, делают скважины в обводных грунтах, а также на песке.
Благодаря использованию забивного стакана можно делать скважины на глинистой земле, на суглинке, на вязкой земле в целом. Когда стакан отрывается, такая земля остаётся внутри него и хорошо достаётся. Такой способ бурения скважин довольно сложный и занимает много сил и времени.
Порой для того, чтоб пробить твердые каменные грунты применяют ударно-канатное бурение с использованием бурового патрона. С его помощью пробивают твердые породы грунта. Породу удаляют из скважины, используя желонку.
Ударно-канатным бурением создаются большие и глубокие шахты – до трёхсот метров глубины. Однако, если глубина скважины большая, то здесь не обойтись без телескопической структуры. Это значит, что верхняя часть скважины создаётся из трубы, которая обладает наибольшим диаметром. После этого, проходя определённую глубину, следуют трубы меньшего диаметра, затем ещё меньше и меньше. Также для удобства используют переносные буровые станки, которые подходят для бурения ударно-канатным методом.
Подобное бурение скважин отнимает много времени, весь процесс медленный и занимает много сил и времени, в отличие от шнекового бурения, однако, чтоб создать скважину таким образом, не нужно много специально оборудованного места. (Рис.1)
Подобный способ бурения скважин требует наличия спецтехники, в частности буровых машин. Часто используют АРБ-2А2. При подобном бурении горная порода разрушается под воздействием шарошечного долота, а перемененную землю поднимает наверх буровой раствор. Подобное строительство скважин называется бурение с промывкой.
Таким образом, можно разрушить прослойки извести, включения скальной породы. Буровые штанги приводятся в движение крутящим моментом от ротора, который находится на самой буровой машине, и от двигателя внутреннего сгорания, который располагается непосредственно на машине, идет привод к ротору. Для того чтобы долото крутилось и бурило, сверху на него поступает большая нагрузка. Этого можно достигнуть благодаря тяжелым бурильным штангам (Рис.2).
Когда для бурения скважины используется подобный метод, то он подразумевает использование полой штанги, с одного конца которой находится забурник. Земля, которая размягчена таким оборудованием, достаётся наверх благодаря промывке с использованием бурового раствора. Этот раствор далее поступает в отстойник шлама. Так бурение скважины проводится с использованием обратной воды.
Подобный способ бурения осуществим благодаря использованию переносных бурильных установок. Чаще всего это вологодские, курганские, минские установки. Такой метод подходит для бурения скважин в сложных и труднодоступных местах. Он также подходит для бурения скважины на песок, глубина которой до пятидесяти метров.
Бурение скважины осуществляется с использованием не просто воды, а особого бурового раствора, который содержит в себе бентиновую глину. Бентин при строительстве скважины позволяет укрепить стены скважины, а также не даёт им обрушиться. После этого, рабочее буровое оборудование достаётся из скважины и в отверстие помещаются пластиковые трубки и фильтры на дно.
Вместе с тем, диаметр трубы должен составлять до 125 миллиметров, а диаметр скважины – до двухсот миллиметров. Оставшееся место между трубой и скважиной засыпается щебнем, фракции которого в среднем составляют от пяти до двадцати миллиметров. Усыпка гравием значительно улучшает работу скважины, её характеристику и эксплуатационные качества, срок использования. Так можно создавать глубокие и большие скважины, глубиной до трёхсот метров. Однако если глубина скважин составляет более трёхсот метров, то она будет иметь телескопическую конструкцию (Рис.3).
Шнековое бурение скважин.
Данный способ бурения ещё называют вращательным. Оборудование, которое разрушает породу, может быть двух основных типов:
Бур представляет собой керноприемник крупного диаметра.
Долото с двумя или тремя лопастями.
Сам шнек доставляет разрушенную породу на поверхность. При этом подобный способ строительства скважин является одним из наиболее быстрых и эффективных. За день работы шнековым бурением можно углубиться на сорок метров, однако, это возможно при условии мягкой породы. Вращательное бурение используют для геологоразведочных скважин, при строительстве скважин на песок.
Однако этот способ не подходит, если нужно сделать скважины на мягком сыпучем грунте, например на песках, на большую глубину. Стены сооружения могут запросто обвалиться, прежде чем будут поставлены обсадные колонны. Для суглинка и глинистой земли этот способ является одним из наиболее эффективных и качественных. Диаметр скважины, которая бурится шнеком, составляет в среднем от пятидесяти до семисот шестидесяти миллиметров.
Когда шнек достают из скважины, можно увидеть, какова глубина залегания водоносного песка. Водоносный песок представляет собой песок с большими частичками породы и иногда с примесями гальки.
Данный способ бурения является абсолютно доступным и недорогим. Однако, если при бурении будут обнаружены валуны, известковая прослойка, то он будет совершенно не эффективным и сделать таким образом скважину будет невозможно (Рис.4).
Рис.4(шнековое бурение скважин).
Гидробурение.
По большому счету, подобный тип бурения скважин очень схож с канатно-вращательным. Разница состоит только в забурниках. Земля размывается под воздействием большого напора воды. Он идеально подходит для рыхлой земли, суспеси и песка. Однако он обладает некоторыми недостатками, один из них – он не может справиться с прослойкой юрской глины.
Когда он попадает на плывун, поглощается много воды, а песок, который выпадает в осадок, замедляет процесс бурения. Бурение скважины происходит быстро. Именно поэтому, важно раньше подготовить обсадную трубу для того, чтоб быстро установить её в земле. В воду для бурения должны входить хлористоводородная кислота, концентрация которой должна составлять один к двадцати тысячи.
Она не даёт пласту воды загрязниться при строительстве скважины. Процесс создания скважины сам по себе довольно быстрый, однако, обсадную колонну нужно подготавливать заранее к установке ещё до того, как бурение начнется. Поток воды должен содержать в себе, как минимум, пятьдесят миллионных долей хлористоводородной кислоты. Это позволяет предупредить загрязнение слоя воды.
Таким способом бурения можно проделать скважину, глубина которой будет до пятнадцати метров, а диаметр от пятидесяти до трёхсот миллиметров. После того, как ставятся обсадные колонны, столб заливают снаружи от колонны, как минимум метра на три от земли.
Перфоративное бурение.
Такой способ бурения используют для строительства абиссинского колодца. Для этого используется труба из железа, которая собрана из отрезков разной длины, которые между собой скреплены с помощью муфт. По своей форме они похожи на своеобразное копье и поэтому её ещё называют скважин иглой.
Герметичность соединений резьбы чрезвычайно важна и добиваются её использованием силикона, или же сантехнического льна. Прежде всего, бурение проводят до начала обводненного слоя земли. Скважина должна быть в диаметре от пятидесяти до восьмидесяти миллиметров в сухой земле. После этого скважину ставят в фильтр, а обсадные колонны забиваются.
Внизу такой трубы располагается фильтр, представляющий из себя простую трубу с таким же диаметром. В ней имеется много отверстий в среднем диаметров от пяти до восьми миллиметров. Снаружи она защищена фильтровой сеткой, способной пропускать влагу и задерживать взвеси и песок. Сквозь подобную сетку с галунным плетением проходят частички только самого маленького диаметра и размеров.
Для установки такой трубы в грунт на глубину от восьми до двенадцати метро применяют всевозможное оборудование, от штанг до бабки.
Забивание с использованием штанги.
Штанга представляет собой прут из прочного металла, шестнадцать-двадцать миллиметров в диаметре. Его можно по мере того, как оборудование углубляется, наращивать. С помощью такого приспособления бьют именно в наконечник фильтра, в результате чего резьба не ломается и не изменяется, а сама нагрузка распределяется по наконечнику, что помогает быстро и эффективно продвигаться в грунт(Рис.5).
Источник: scienceforum.ru
Сведения о строительстве скважин на нефть и газ
Без нефтепродуктов сложно себе представить современную жизнь. Делаются они из нефти, которую добывают с помощью особых горных выработок. Многие из нас слышали термин «нефтяная скважина», но вряд ли все знают, что это на самом деле такое. Давайте попробуем разобраться, что собой представляет это сооружение, и какими они бывают.
Что такое скважина в нефтяной промышленности?
Скважиной называется горная выработка цилиндрической формы, чей диаметр во много раз меньше общей длины её ствола (глубины).
Помимо скважины, есть еще такие горные выработки, как колодец и шахта. В чем их отличие от рассматриваемого нами определения? На само деле, все довольно просто. В шахту или колодец человек может попасть, а в скважину – нет. Таким образом, дополнительное определение этого сооружения таково – горная выработка, схема и форма которой исключает доступ в неё человека.
Верхнюю часть такой выработки называют устьем, а нижнюю часть – забоем. Уходящие вниз стенки образуют так называемый ствол.
Всем известно, что скважины делают при помощи бурения. Однако сказать, что их просто бурят было бы неверно. Эти капитальные сооружения, сложные в своем строении, под землей скорее строят, в связи с чем они относятся к основным средствам организации, а затраты на их бурение и обустройство являются капитальными вложениями.
Строительство нефтяных и газовых скважин
Конструкция скважины выбирается на этапе проектирования и должна отвечать следующим требованиям:
- конструкция должна предоставлять возможность свободного доступа к забою геофизических приборов и глубинного оборудования;
- конструкция должна не допускать обрушения стенок ствола;
- также она должна обеспечивать надежное разделение друг от друга всех проходимых пластов и не допускать перетекания флюидов из пласта в пласт;
- в случае необходимости, конструкция этой выработки должна давать возможность герметизировать её устье в случае возникновения такой необходимости.
Строительство и монтаж нефтяных и газовых скважин проводится следующим образом:
- Первым делом бурится начальный ствол большого диаметра. Его глубина составляет около 30-ти метров. Затем в пробуренное отверстие опускается металлическая труба, которую называют направлением, а окружающее её пространство уставляется специальными обсадными трубами и цементируется. Задача направления – предотвратить размывание верхнего почвенного слоя в процессе дальнейшего бурения.
- Далее до глубины от 500 до 800 метров бурится ствол меньшего диаметра, в который опускается колонна из труб, называемая кондуктором. Пространство между стенками трубы и горной породой также заливается цементным раствором на всю глубину.
- Только после обустройства направления и кондуктора скважину пробуривают на заданную проектом глубину, и опускают в неё колонну труб еще меньшего диаметра. Эта колонная называется эксплуатационной. Если глубина залегания пласта – большая, то возможно использование так называемых промежуточных трубных колонн. Все пространство между стволом скважины и окружающей её горной породой заливается цементом.
Читать также: Как экономят светлые нефтепродукты?
В чем основное назначение кондуктора? Дело в том, что на глубинах до 500 метров располагается активная зона пресных вод, а ниже этой глубины (в зависимости от региона разработки) начинается зона с затрудненным водообменном, в которой много соленых вод и прочих подвижных флюидов (в том числе – газов и нефти). Так вот, основная задача кондуктора – это дополнительная защита, которая предотвращает засолонение поверхностных пресных вод и не позволяет проникать в них вредным веществам, которые сконцентрированы в нижних пластах.
Какие бывают скважины?
В зависимости от того, в каких геологических условиях расположены нефтяные месторождения, бурятся разные типы таких выработок.
Основные виды скважин:
- вертикальные;
- наклонно-направленные;
- горизонтальные;
- многоствольные или многозабойные.
Вертикальной называют скважину, угол отклонения ствола которой от вертикали – не более пяти градусов.
Если этот угол больше пяти градусов, то это уже – наклонно-направленный тип.
Горизонтальной называют скважину, если угол отклонения от вертикали её ствола приблизительно равен 90 градусов. Однако есть некоторые нюансы этого определения. Поскольку в живой природе редко встречаются «прямые линии», а разрабатываемые пласты чаще всего залегают с некоторым уклоном, то с практической точки зрения бурить строго горизонтальные скважины смысла, как правило, нет.
Проще и эффективнее направить ствол вдоль оптимальной траектории залегания. Исходя из этого, можно дать определение горизонтальному типу таких выработок как скважина, которая имеет протяженный ствол, пробуренный максимально близко к направлению целевого продуктивного пласта с соблюдением оптимального азимута.
Скважины, у которых два и более ствола, называются многоствольные или многозабойные. Их отличие друг от друга – в расположении точки разветвления, в которой от основного стола отходят дополнительные.
Если эта точка располагается выше уровня продуктивного горизонта, то этот тип выработки называется многоствольным.
Если эта точка располагается в пределах продуктивного горизонта, то это – многозабойный тип скважины.
Проще говоря, если основной ствол пробуривают до разрабатываемого пласта, а уже внутри него бурятся дополнительные отростки, то это – многозабойный тип (продуктивный пласт пробивается в одной точке).
Все остальные выработки с несколькими стволами относятся к многоствольным (несколько точек пробития пласта). Также такой тип скважин характерен в случаях, когда пласты расположены на разных горизонтах.
Читать также: Какие продукты получают из угля и нефти?
Кроме того, бывают еще кустовые скважины. В этом случае несколько стволов расходятся под разными углами и на разную глубину, а их устья находятся близко друг к другу (как посаженный вверх ногами куст).
Деление скважин по своему назначению
Эта классификация предусматривает следующие категории таких горных выработок:
| 1 | поисковые скважины |
| 2 | разведочные выработки (для геологоразведочной работы) |
| 3 | эксплуатационные стволы |
К категории поисковых относятся скважины, пробуриваемые в процессе поиска новых нефтяных и газовых месторождений.
Разведочное бурение производится на площадях, нефте- или газоносность которых уже установлена, с целью уточнения объемов обнаруженных залежей углеводородного сырья и для уточнения исходных параметров месторождения, которые необходимы при проектировании способа разработки промысла, поэтому разведке уделяется особое внимание.
Эксплуатационное бурение создает выработки следующих типов:
- основные (добывающие и нагнетательные);
- резервные;
- контрольные;
- оценочные;
- дублирующие;
- скважины специального назначения (поглощающие, водозаборные и так далее).
Сама добыча сырья производится через добывающие выработки, которые бывают насосными, газлифтными и фонтанными.
Назначение нагнетательных скважин – воздействие на разрабатываемый пласт с помощью нагнетания в него пара, газа или воды, а также прочих рабочих сред. Они бывают внутриконтурными, приконтурными и законтурными.
Резервные необходимы для разработки отдельных и застойных зон, а также зон выклинивания, которые не входят в контур основных скважин.
Контрольные нужны для наблюдения за текущим положением зон контакта добываемого ресурса и воды и прочими изменениями пласта, находящегося в разработке. Кроме того, с их помощью контролируют давление в продуктивных пластах.
Оценочные нужны для предварительной оценки подготавливаемых к разработке месторождений. Они помогают определить границы и размеры запасов, а также прочие необходимые предварительные параметры.
Дублирующие используются во время замены ликвидируемых вследствие физического износа или аварий скважин основного фонда.
Через специальные добывают техническую воду, сбрасывают промысловые воды, с их помощью ликвидируют открытые фонтаны и так далее
Способы бурения нефтяных и газовых скважин
Процесс бурения нефтяной скважины по характеру своего воздействия на горные породы бывает:
- механическим;
- термическим;
- физико-химическим;
- электрическим и так далее.
Конструкция нефтяной скважины
Промышленное освоение месторождений подразумевает использование только механических способов, в которых используются разные режимы бурения. Все другие способы разбуривания находятся в экспериментальной разработке.
Читать также: Как проводят горизонтальное бурение нефтяных скважин?
Механические методы бурения делятся на вращательные и ударные.
Ударный способ – это механическое разрушение горной породы, которые выполняется подвешенным на канате специальным инструментом – долотом. В состав такого бурового комплекса также входят канатный замок и ударная штанга.
Это устройство подвешивается на канате, который перекинут блок, установленный на буровой мачте. Возвратно-поступательное движение долота обеспечивается специальным буровым станком.
Цилиндрическую форму ствол приобретает вследствие поворота долота во время работы.
Очистку забоя от разрушенной породы выполняют при помощи желонки, которая напоминает длинное ведро с клапаном на днище. Инструмент вынимают из ствола, опускают желонку, открывают в забое её клапан. Ведро наполняется жидкостью с кусочками породы, клапан закрывается, и полная желонка поднимает на поверхность. Все, можно продолжать бурение.
В России на данный момент ударное бурение практически не применяется.
Вращательный метод основан на погружении долота в толщу пород с помощью одновременного воздействия на инструмент и вертикальной нагрузки, и крутящего момента. Вертикальная нагрузка позволяет погрузить долото в породу, а затем, с помощью крутящего момента, долото скалывает, истирает и дробит горную породу.
По способу расположения силового агрегата вращательное бурение делится на роторное и забойное. В первом случае двигатель стоит на поверхности, а крутящий момент долу передает колонны буровых труб. Во втором случае двигатель ставиться сразу за долотом, и вращения буровой колонны не происходит (вращается только долото).
Интересный факт
Самой глубокой в мире скважиной является Кольская сверхглубокая (СГ-3). Её глубина – 12 262 метра. Её пробурили в Мурманской области для изучения глубинного строения Земли.
Тайна кольской сверхглубокой скважины
Особенности конструкции нефтяных скважин
Для эффективной разведки или разработки нефтяных месторождений используют различные технические решения, неотъемлемой частью которых является нефтяная скважина.
Она представляет собой цилиндрический ствол, пробуренный в пластах земляных и горных пород, который не предоставляет прямого доступа для человека внутрь неё.
Основным её назначением является обеспечение доступа к нефтяному слою, удалению остатков горных пород и подачи нефти в хранилища.
Конструкция нефтяной скважины
Нефтяная скважина для добычи нефти в диаметре может составлять от 75 до 400 мм. Всё зависит от конкретных условий бурения, от типа залегающих на глубине пород, а также от размеров нефтеносного слоя. То есть больший диаметр позволяет вести выкачку нефти из недр земли с большей скоростью.
Скважина состоит из трёх основных частей: устья, ствола и забоя. Устье – это верхняя часть скважины, которая предназначена для предотвращения обвалов и разрушений неплотных пород поверхностных слоёв, а также для защиты от размытия буровым раствором. Ствол определяет направление бурения и служит для удаления разрушенных пород из скважины. Забой служит для укрепления колонн на глубине и для добычи нефти из продуктивного пласта.
Последовательность операций при бурении скважин следующая:
- Производится заглубление ствола скважины путём разрушения пород при помощи буровой установки.
- Удаление разрушенных частей породы из скважины на поверхность земли.
Технология бурения нефтяных скважин
На начальном этапе пробуривают ствол с небольшой глубиной до 30 метров и диаметром до 40 см. Затем на его дно опускают трубу, которая будет задавать направление для бурения. Стенки между трубой и грунтом цементируют.
Затем заглубляют скважину примерно на уровень 500-800 м с меньшим диаметром. Этот участок называют кондуктором, так как он предназначен для изоляции неустойчивых и рыхлых слоёв грунта при бурении.
Внешние стенки труб также подвергают цементированию, чтобы трубы были защищены от возможных смещений пластов.
Затем процедура бурения существенно усложняется и не во всех случаях удаётся достичь проектной глубины предполагаемого нефтеносного слоя.
Это связано с тем, что продуктивные слои могут располагаться не в виде единого пласта, а нескольких, и добыча должна производиться из более заглублённого участка.
В таких ситуациях монтируют промежуточную колонну, которую также цементируют по наружной поверхности.
После того, как был достигнут необходимый уровень устанавливают эксплуатационную колонну. Она предназначена для добычи нефти и газа, а также для подачи воды с целью создания необходимого давления.
Конструктивно она отличается от обычных колонн наличием в боковых стенках отверстий, а также в цементном слое.
Кроме того, в ней применяется специальная дополнительная оснастка: пакеры, центратор, обратный клапан, обсадные кольца и т. д.
Технические особенности проходки
При бурении в скважину необходимо опускать колонны, для закрепления горных пород, окружающих ствол. Делают это последовательно отдельными секциями. При сложных бурениях осуществляют многоколонные выработки.
Это существенно усложняет техпроцесс и следствием этого является существенный износ обсадных труб и буровых. Чтобы снизить влияние фактора износа применяют защитные кольца, выполненные в виде металлического каркаса с двумя резиновыми оболочками, закреплёнными на стальные штыри.
Их устанавливают над ротором буровой при выполнении операций спуска или подъёма.
Разделяют горные пласты при помощи цементирования специальными растворами. Поскольку требуется обеспечить не только высокую прочность, а и работу в сложных условиях, то при их замешивании добавляют ингибиторы и реагенты.
Они ускоряют процесс набора прочности бетона и в результате не приходится ждать по 30 дней пока он будет пригоден к эксплуатации. Другое название раствора – тампонажные.
Они являются ключевыми в конструкции нефтяной скважины, так как служат для закрепления колонн и предотвращении его деформации при смещениях плотных пород.
Разработка нефтяных скважин
Процесс разработки нефтяных скважин заключается в проведении ряда комплексных мер и работ по осуществлению наиболее эффективной добычи нефти их пласта.
Перед вводом в эксплуатацию скважины проводится ряд разведывательных работ, на основе которых создаётся специальная проектная документация, которая определяет технические параметры бурения и размеры забоя.
В проекте закладывается количество объектов разработки, последовательность добычи, методы оказания различных воздействий с целью получения максимальной выработки месторождения.
Скважины при разработке над местом разведки и добычи располагают в виде сетки. В неё входят не только добывающие скважины, а и нагнетающие. В зависимости от особенностей пласта сетку располагают в равномерном или неравномерном порядке. Если нефтяной слой достаточно толстый, то сетку располагают наиболее плотным упорядоченным способом, с целью увеличения скорости добычи.
Этапы разработки скважин
Нефтяная скважина разрабатывается в такой последовательности:
- Освоение объекта. Этап характеризуется интенсивной добычей нефти с минимальной обводнённостью, значительным снижением давления в пласте, увеличением количества скважин и величиной коэффициента нефтеотдачи в пределах 10%. Сроки завершения освоения могут составлять до 5 лет. Условием завершения принимается снижение добычи за год относительно общих балансовых запасов.
- Обеспечение стабильно высокого уровня добычи в пределах 3-17% в зависимости от вязкости нефти. Длительность разработки может составлять от 1 до 7 лет. Число скважин при этом также увеличивается за счёт использования резервов, однако происходит и частичное закрытие старых. Это связано с тем, что нефть становится более обводнённой вплоть до 65%. Текущий коэффициент нефтеотдачи составляет 30-50%. Добыча на некоторых скважинах выполняется механическим способом, то есть принудительной откачкой мощными насосами.
- Снижение добычи. Коэффициент нефтеотдачи снижается до 10% в год, а темпы отбора сокращаются до 1%. Все скважины переводятся на механизированный способ добычи. Количество резервных скважин значительно сокращается. Обводнение достигает значений в 85%. Данный этап является самым сложным, так как необходимо замедление скорости откачки нефти. Определить разницу между предыдущим этапом и текущим достаточно затруднительно, так как изменения среднегодового коэффициента добычи минимальны. За 3 периода нефтеносный слой вырабатывается до 90% от общего объёма.
- Завершающая стадия. Отбор нефти сокращается до 1%, а уровень обводнённости становится максимальным (от 98%). Прекращается разработка нефтяных скважин и они закрываются. Но длительность данного этапа может составлять до 20 лет и ограничивается только рентабельностью проекта.
: Схема нефтяной скважины
Сведения о строительстве скважин на нефть и газ, Образец (форма) №1-ТЭК (бур)
Настоящую форму можнораспечатать из MS Excel, где настройка параметров просмотра ипечати устанавливается автоматически. Для перехода в MS Excelнажмите кнопку .
| ФЕДЕРАЛЬНОЕСТАТИСТИЧЕСКОЕ НАБЛЮДЕНИЕ |
| КОНФИДЕНЦИАЛЬНОСТЬ ГАРАНТИРУЕТСЯ ПОЛУЧАТЕЛЕМ ИНФОРМАЦИИ |
| ВОЗМОЖНОПРЕДОСТАВЛЕНИЕ В ЭЛЕКТРОННОМ ВИДЕ |
| СВЕДЕНИЯ ОСТРОИТЕЛЬСТВЕ СКВАЖИН НА НЕФТЬ И ГАЗза 20____ г. |
| Предоставляют: | Срокипредоставления | Форма N 1-ТЭК(бур) |
| юридические лица (кромесубъектов малого предпринимательства), ведущие эксплуатационноебурение скважин на нефть и газ:- территориальному органу Росстата в субъекте Российской Федерациипо установленному им адресу | 28 января после отчетного года | ПриказРосстата:Об утверждении формыОт22.07.2021 N 419О внесении изменений (при наличии)от __________ N ___от __________ N ___ |
| Годовая |
| Наименование отчитывающейсяорганизации _____________________________________________ | |||
| Почтовый адрес______________________________________________________________________ | |||
| Код | Код | ||
| формы поОКУД | отчитывающейсяорганизации по ОКПО(для территориально обособленного подразделения и головногоподразделения юридического лица – идентификационный номер) | ОКПО(для территориально-обособленного подразделения-идентификационныйномер) организации, для которой отчитывающаяся организациявыполнила буровые работы | |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 0610062 |
Раздел1. Общие показатели работы по бурению
| Показатели | N строки | Проходка,м | Станко-месяцыбурения | Скоростьбурения на один станко-месяц, м(гр.1:гр.2) |
| А | Б | 1 | 2 | 3 |
| Все способы бурения | 001 | |||
| в том числе на природныйгаз | 002 | |||
| Из общего объема бурения: | ||||
| электробурение | 003 | |||
| турбинное бурение | 004 | |||
| роторное бурение | 005 | |||
| бурение винтовымидвигателями | 006 | |||
| Из общей проходки – проходкапо нагнетательным скважинам | 007 | Х | Х |
| Станко-месяцы бурения попроекту на фактически выполненный объем работ за год (010) |
Раздел2. Буровые бригады
| Показатели | N строки | Количество |
| А | Б | 1 |
| Среднедействующее числобуровых бригад | 020 |
Раздел3. Баланс времени бурения по всем скважинам, включая законченныебурением
| Показатели | N строки | Все | В томчисле: | |||||||||||
| календар- | время,затраченное на бурение скважин: | Непроизводительные затраты | ||||||||||||
| ное время | проход- | в том числе | крепле- | вспомо- | ремонт- | работы по | Итого (гр.2 | времени | ||||||
| (гр.10 + гр.11+ гр.12 + гр.13) | ка – всего | долбле-ние | спуск и подъеминстру-мента | в т. ч.наращи-вание | ние | гатель-ные работы | ные работы | ликвидацииосложнений, вызванных сложными геолог. услов. | + гр.6+ гр.7 +гр.8 + гр.9) | работы поликвида-ции аварий | работы поликвида-ции брака | простои | ||
| А | Б | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
| С начала года | 030 |
Раздел4. Расшифровка простоев
| Простои | N строки | Число часов |
| А | Б | 1 |
| Из-за отсутствия: | ||
| электроэнергии | 040 | |
| обсадных труб | 041 | |
| глинистого раствора,химических реагентов и утяжелителей | 042 | |
| транспорта | 043 | |
| рабочей силы | 044 | |
| Ожидание работ по ликвидацииаварий и брака | 045 | |
| По метеорологическим условиям,из-за бездорожья и отогрева оборудования | 046 | |
| Прочие (указать какие) | 047 | |
| Итого (стр.040 по стр.047) | 048 |
Раздел5. Расшифровка вспомогательных работ
| Вспомогательныеработы | N строки | Число часов |
| А | Б | 1 |
| Промыслово-геофизическиеработы | 050 | |
| Промывка скважин в процессебурения | 051 | |
| Проработка скважин в процессебурения | 052 | |
| Приготовление, смена,обработка бурового раствора | 053 | |
| Смена, сборка и разборкабурового инструмента | 054 | |
| Прочие (указать какие) | 055 | |
| Итого (стр.050 по стр.055) | 056 |
Раздел6. Аварии, происшедшие в бурении
| Виды аварий | N строки | Число аварий,происшедших в 20___ г., ед | Числоликвидированных аварий, ед | Число часов,потерянных из-за аварий, ч | Число часов,потерянных из-за аварий, ликвидированных в отчетном году,ч |
Бурение нефтяных скважин
Нефть залегает глубоко в земле, и для того, чтобы получить желанное чёрное золото, недропользователи пробираются сквозь километровые толщи горной породы. И удаётся это только благодаря бурению скважин – поисково-разведочных и эксплуатационных.
Поисково-разведочноебурение
На самом первом этапе разработки любого нефтяного месторождения всегда проводится поисково-разведочное бурение. Грубо говоря, бурильщики ищут нефтяное месторождение методом «прощупывания» почвы – разрушением породы в забое.
цель поисково-разведочного бурения – подтверждение наличия в горной породе залежей углеводородов и последующая оценка перспективности участка.
Конечно, перед началом работ необходимо собрать информацию, свидетельствующую о наличии запасов нефти. Ещё в обязательном порядке составляется план разработки методов поиска месторождения и оценки потенциальности нефтеносности.
В результате поисково-разведочного бурения получают скважины – горные выработки небольшого диаметра (от 75 до 400 мм). Они различаются между собой в зависимости от стадии работ. Первые скважины – опорные – бурятся для изучения геологического строения малоизученного участка.
Параметрические скважины бурят уже для более глубокого исследования геологического строения пластов на наличие нефти, а также для оценки потенциальной нефтеносности участка. Как правило, глубина бурения скважин на первых этапах поиска выбирается до фундамента.
Во время детальных поисковых работ проводится бурение поисковых скважин, которые позволяют открыть новые залежи нефти на уже найденном месторождении. Полученные скважины изучаются методами проб, сбора керна, ГИС. По результатам исследований осуществляется предварительный подсчёт запасов.
Поисковые скважины бурят до залегания самого нижнего перспективного горизонта – их глубина варьируется от 1,5 до 5,5 км (в зависимости от особенностей геологического строения исследуемого участка и технических условий буровых работ).
Затем недропользователи уже на выявленном нефтеносном участке бурят глубокие разведочные скважины. Они помогают определить объём и структуру запасов месторождения, точное расположение пластов, физические свойства углеводородов. На конечном этапе разведки составляется карта предстоящей разработки месторождения.
Отметим, что поисково-разведочное бурение не является гарантом обнаружения месторождения нефти. Не исключено, что горнопромышленники даже после продолжительного изучения, казалось бы, перспективного участка, могут столкнуться с «пустым» месторождением.
Виды эксплуатационных скважин
Поисково-разведочные буровые работы – всего лишь предваряющая стадия разработки нефтяного месторождения. Фактически процесс добычи нефти запускается с началом бурения эксплуатационных скважин.
Для добычи нефти бурят скважины трёх разновидностей – они бывают добывающими, нагнетательными, контрольными.
Собственно извлечение нефти на поверхность производится через добывающие скважины. Нагнетательные скважины нужны для закачки в пласты горной породы разнообразных веществ (газа, воды, пара и прочее). Это позволяет поддерживать необходимый для нефтедобычи уровень давления.
Предназначение контрольных скважин – систематическое наблюдение за всеми процессами, происходящими под землёй во время извлечения углеводородов (например, изменение давления).
Как проводитсяэксплуатационное бурение?
Перед началом добычи недропользователю нужно должным образом обустроить нефтяное месторождение: отметить точное расположение точки бурения, построить все необходимые инфраструктурные объекты, проложить коммуникации, обеспечить объект электроэнергией.
Процесс строительства эксплуатационных скважин проводится втри основных этапа. На стадии подготовки на участке монтируют основание и оборудованиедля буровой установки, а также прокладывают подъездные пути.
Второй этап строительства скважины включает в себя доставкуи сборку нефтяной вышки вместе с дополнительными сооружениями. Затем проводитсяотладка оборудования параллельно с подводкой всех коммуникаций, необходимых дляработы на площадке.
На заключительном этапе недропользователи осуществляют пробныйзапуск буровой установки. Перед вводом месторождения в эксплуатацию егопроверяет специальная комиссия – эксперты должны выдать положительноезаключение на добычу.
Месторождение «Ванкорнефти». rosneft.ru
Сам процесс добычи начинается с бурения неглубокого ствола (до 30 м), на дно которого спускают трубу, указывающую направление буровых работ.
Затем скважина заглубляется на несколько сотен метров – это необходимо для изоляции неустойчивых грунтов пласта. Для долговечности скважины все стенки труб обязательно цементируют.
Нефтеносные слои могут располагаться не в одном, а в нескольких пластах, поэтому на определённых глубинах приходится создавать промежуточные колонны.
По достижении нефтеносного слоя, вскрытия продуктивного пласта и получения притока нефти в скважину опускается эксплуатационная колонна – именно с её помощью осуществляется подъём углеводородов на поверхность.
- бурение
- добыча нефти
- нефть
- технологии
- эксплуатационные скважины
Бурение нефтяных скважин ГК Миррико
Бурение нефтяных скважин – процесс строительства скважины (горной выработки большой длины и малого диаметра) посредством разрушения горных пород с применением специализированной техники и технологий.
Для строительства ствола скважины разрушают слои земли с последующим извлечением продуктов разрушения на поверхность, используя механический и немеханический способы.
Первый построен на прямом воздействии бурового инструмента (долота) на горную породу: ударный (породы разрушаются за счет ударов инструмента), вращательный (непрерывное вращение породоразрушающего инструмента), роторный, турбинный и другие методы.
При немеханическом способе используются высокочастотные, тепловые, электромагнитные и другие поля для разрушения пород. Вместо породоразрушающего инструмента используют буровые наконечники (лазеры, термoбуры и плазмобуры). Технология бурения зависит от геологических особенностей местности.
Этапы бурения
Бурение нефтяных скважин включает в себя следующие этапы:
∙ подготовительные работы: изучение геологических особенностей территории, составление проектной документации на бурение скважины, налаживание связи, -водо и электроснабжения, прокладка дороги, обеспечение необходимой бурильной техникой, начало строительства вышки, монтаж оборудования и других вспомогательных элементов.
∙ непосредственный процесс бурения – на данном этапе осуществляется пробный запуск установок, проверяется работоспособность механизмов, после чего начинается процедура бурения скважины – происходит углубление ствола скважины за счет разрушения горных пород бурильной техникой и вытеснение из скважины выбуренной горной породы.
∙ укрепление ствола скважины, тампонаж: ствол скважины может разрушаться из-за негативного воздействия вод, коррозии, появления пустот, зазоров и др., для защиты от этих явлений необходимо укреплять затрубное пространство обсадной колонны тампонажными растворами. Цементирование – последний этап строительства скважины.
Вскрытие пластов, укрепление забойной зоны, мероприятия по стимуляции притока и освоение найденных залежей углеводородов – все это называется заканчиванием скважины.
Завершение бурения и анализ скважины
Для обеспечения бесперебойной эксплуатации скважины, минимизации возможных рисков и проблем, которые могут возникнуть на месторождении, после завершения подготовительных работ проводится собрание с главными технологами, инженерами, геологами, механиками и др. Чаще всего проходит обсуждение следующих вопросов:
∙ строение и особенности скважины (вертикальные, наклонно-направленные, горизонтальные, многозабойные и др. типы скважин).
∙ анализ геологического разрез
∙ анализ возможных проблем и осложнений, возникающих в процессе бурения
∙ обеспечение безаварийной проводки
Возможные осложнения
Бурение нефтяных скважин может сопровождаться некоторыми осложнениями и проблемами, среди которых:
∙ обвалы стенок скважины, которые происходят из-за неустойчивости пород. Признаки: увеличивается давление, возрастает количество обваливающихся пород, повышается вязкость некоторых жидкостей (глинистых и эмульсионных растворов, технической воды, аэрированных жидкостей).
∙ поглощение бурового раствора – уменьшение или потеря циркуляции бурового раствора, когда гидростатическое давление столба бурового раствора больше пластового. Простой буровой установки и бригады на время изоляции трещин влечет за собой существенные финансовые потери для заказчика.
∙ аварии – обвалы труб внутрь скважины, облом корпусов забойных двигателей, разлом долота в результате перегруза, срыв резьбы труб и резьбовых соединений.
∙ разгерметизация стенок скважин – основными причинами являются напряженное состояние пород в приствольной зоне и физико-химические свойства промывочных жидкостей.
Услуги ГК «Миррико» для бурения нефтяных скважин
Сервис буровых растворов
Сервис бурового раствора включает:
1. Подготовку программы растворов в зависимости от геологических характеристик месторождений заказчика
2. Инженерное сопровождение процесса приготовления бурового раствора.
3. Контроль характеристик бурового раствора.
Состав бурового раствора подбирается индивидуально, однако в линейке ГК «Миррико» есть универсальные высокотехнологичные решения:
· Well-Slide – высокопроизводительная система бурового раствора на водной основе.
· Atren Safe-R – система для снижения нарушений коллекторских свойств продуктивного пласта.
Ликвидация поглощений при бурении
Цель использования реагентов для ликвидации поглощений – оперативное устранение потерь дорогостоящего бурового раствора. Технологии «Миррико» для данного процесса: QuickStone, Armo Block, Osno Plug, Cave Block.
Компания имеет большой опыт работ на месторождениях всех регионов РФ, позволяющий качественно проводить работы с применением технологий, а также наличие уникальной системы по ликвидации поглощений Armo Block, ее особенность – работа при широком диапазоне низких температур.
Подбор и поставка химреагентов для бурения
Линейка химреагентов ГК «Миррико» включает: регуляторы фильтрации буровых растворов и реологических параметров, ингибиторы глинистых сланцев, смазочные добавки, пеногасители, поглотители сероводорода и т.д.
В числе конкурентных преимуществ компании – более широкая, чем у конкурентов, линейка реагентов в категориях ПАЦ, ПАН, ПАА. Вся химия сертифицирована, испробована в определенных геологических условиях; технологи компании имеют большой опыт работы на промысле, а также знание методик тестирования и стандартов бурения.
Утилизация и регенерация бурового раствора и нефтешламов
Сервис с использованием специального оборудования позволяет собирать и минимизировать отходы бурения на нефтяном месторождении, извлекать до 70% бурового раствора, снижать затраты на последующую обработку буровых шламов подверженных утилизации, упрощать транспортировку.
В структуре ГК «Миррико» имеется собственная научно-исследовательская лаборатория «Реагенты для бурения и добычи», в которой разрабатываются новые реагенты и высокотехнологичные решения для процессов бурения, цементирования, улучшаются составы буровых растворов и создаются эффективные системы по ликвидации поглощений буровых растворов.
Добыча нефти и газа
На сегодняшний день это главные природные ресурсы, которые нужны для полноценной жизни человечества. Нефть играет особую роль в топливно-энергетическом балансе, из нее изготавливают моторные топлива, растворители, пластмассу, моющие средства и многое другое.
Газ в основном служит источником отопления, горючего для приготовления пищи, топливом для машин и сырьем для изготовления различных органических веществ. Именно поэтому их добыча стала главной отраслью в мире.
Для того чтобы добыть эти ископаемые, располагающихся глубоко под землей, нужна нефтяная газовая скважина.
1 – обсадные трубы;
2 – цементный камень;
4 – перфорация в обсадной трубе ицементном камне;
III – промежуточная колонна;
IV – эксплуатационная колонна.
Что это такое?
Скважиной называют цилиндрическое отверстие в земле с укрепленными стенками почвы специальным раствором, куда человек не имеет доступа. Длина колеблется от нескольких метров, до нескольких километров, в зависимости от глубины залежей полезных ископаемых.
Строительство газовой скважины – это процесс создания горной выработки в земле. Для качественного процесса необходимы мощные буровые установки. Сегодня половина буровых установок работает на дизельном приводе.
Они очень удобны в применении при отсутствии электроэнергии. Мощность их постоянно совершенствуется производителями.
Надо помнить, что процесс разрушения горных пород высокотехнологичен, который требует высококачественного оборудования и квалифицированных специалистов.
Скважина и ее составляющие
Что такое и чем отличается от шахт и колодцев? В шахты или колодцы люди при необходимости могут спускаться, а вот в скважину они доступа иметь не будут. Помимо этого, длина имеет больший размер чем диаметр. Из вышеперечисленного можно сделать вывод, что скважина – это горная выработка цилиндрической формы без доступа в нее людей.
Нефтяная газовая скважина состоит из устья – это верхняя часть ее, ствол – это стенки и нижней частью является забой. Сама конструкция состоит из нескольких частей. Этими частями являются направляющие, кондуктора и эксплуатационные колонны.
Бурение нефтегазовой скважины должно выполняться качественно, чтобы слои почвы не размывались при дальнейшей эксплуатации. Поэтому после устройства направляющей колонны, пространство между почвой и стенкой трубы тщательно цементируют.
Это особенно важно, ведь через верхние слои почвы проходят активные, пресные воды. Следующий процесс заключается в устройстве кондуктора. Это спуск колонн до еще большей глубины и опять же цементирование пространства между ними и почвой.
Затем все эти операции заканчивают спуском эксплуатационной колонны до самого забоя и вновь все пространство от низа до устья цементируется. Это обеспечит хорошую защиту от расслаивания слоев почвы и грунтовых вод.
Типы горных выработок
Строительство нефтегазовых скважин подразделяется на:
- Горизонтальную
- Вертикальную
- Наклонную
- Многоствольную
- Многозабойную
Классификация по назначению
У каждой есть свое назначение, ниже рассмотрим на какие категории они делятся:
- поисковые
- разведочные
- эксплуатационные
Самые распространенные – вертикальные. При их устройстве угол наклона от вертикали не превышает 5 градусов. В случае если превышает – то называется уже наклонной.
Горизонтальная имеет угол уклона от 80 до 90 градусов от вертикали, но так, как бурить под таким наклоном нет смысла, пробивают обычную скважину или наклонную, а затем уже по необходимой траектории пускают сам ствол. Проектирование подразумевает использование многоствольных и многозабойных конструкций.
Разница их состоит в том, что многоствольная имеет несколько стволов, которые разветвляются из точки выше продуктивного слоя почвы. А многозабойная имеет несколько забоев, при этом точка разветвления ниже.
Бурение газовой скважины
Не обойдется без разведочной, ведь она позволяет уточнить запасы полезных ископаемых и собрать данные для составления проекта по разработке месторождения.
Самой важной частью газодобывающих работ является именно эксплуатационная “яма”, ведь именно с помощью нее и происходит этот магический процесс добычи нефти и газа. Эксплуатационную, в свою очередь, можно разделить на несколько подтипов, таких как:
- Добывающие основные
- Нагнетательные
- Резервные
- Оценочные
- Контрольные
- Специального назначения
- Дублеры
Все они играют огромную роль в этом комплексе работ по добыче газа. Первые предназначены непосредственно для добычи газа. Нагнетательные – для поддержания необходимого давления в продуктивных пластах. Резервные – используются для поддержки основного фонда, когда пласт неоднороден.
Оценочные и контрольные служат для наблюдения за изменениями давления в пластах, его насыщенности и уточнения его границ. Специального назначения необходимы для сбора технической воды и устранения промысловых вод.
А дублеры необходимы на случай износа основных добывающих и нагнетательных.
Способы бурения
Специалисты выделяют несколько методов, с помощью которых проводится бурение на нефть.
- роторное – является одним из наиболее часто используемых методов бурения. Вглубь породы проходит долото, которое вращается одновременно с буровыми трубами. Скорость роторного бурения непосредственно зависит от прочности пород и показателя их сопротивляемости. Популярность данного метода обусловлена, тем, что есть возможность настраивать величину курящего момента в зависимости от прочности и плотности пород и почв. Кроме этого роторное бурение способно выдерживать довольно большие нагрузки при длительном выполнении рабочего процесса;
- турбинное – основное отличие данного метода от роторного заключается в использовании долота, которое работает в паре с турбиной турбинного бура. Процесс вращения долота и бура обеспечивается за счет давления силы воды, которая двигается в определенном направлении между статором и ротором;
- винтовое – рабочий агрегат, с помощью которого осуществляется винтовое бурение на нефть, состоит из множества механических винтов, которые приводят в движение буровое долото. На данный момент винтовой метод используется редко.
Его этапы
Современная промышленность использует несколько видов бурения, но все они состоят из таких основных этапов:
-
Проходка бурового ствола. Подразделяется на процесс углубления скважины и очистка от отработанных пород.
Эти операции проходят параллельно друг другу и тесно связаны между собой.
Возможно, Вам также будет интересно
ИНЖЕНЕРНОЕ СОПРОВОЖДЕНИЕ СКВАЖИН
ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА БУРЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СКВАЖИН
ОСОБЕННОСТИ РАЗРАБОТКИ ЗАЛЕЖЕЙ ГАЗА
ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ НЕОБХОДИМОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ НА СТРОИТЕЛЬСТВО СКВАЖИН
ОСОБЕННОСТИ КОНСЕРВАЦИИ И РАСКОНСЕРВАЦИИ СКВАЖИН
ОСОБЕННОСТЬ ГАЗОГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
ОСОБЕННОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ АНАЛИЗА ПРОБ ГАЗОВ
ЧТО ПРЕДСТАВЛЯЕТ СОБОЙ СУПЕРВАЙЗИНГ В БУРЕНИИ СКВАЖИН?
ОСОБЕННОСТЬ И ПРЕИМУЩЕСТВА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ГАЗОКОНДЕНСАТНОГО ТИПА
Источник: buhytchet.ru
Способы бурения скважин для добычи углеводородов (нефти и газа)
В процесс бурения нефтяных и газовых скважин привлекают высокотехнологическое оборудование, обладающее высокой мощностью. Перечень проводимых работ зависит от характеристик месторождений углеводородов. Пласты с природным сырьем могут располагаться вертикального, горизонтально или наклонно, что напрямую влияет на способ его добычи.
Что такое скважина?
Скважины предназначены для добычи нефти и газа, воды и других полезных ресурсов. Она представляет собой выработку в горной породе, имеющую цилиндрическую форму. Ее длина намного превышает диаметр. Скважина состоит из нескольких частей.
Начало цилиндрического углубления в горной породе называют устьем, стенки – стволом, дно – забоем. Диаметр скважин на нефть в верхней точке редко превышает 900 мм, а в нижней – больше 165 мм. По глубине их разделяют на мелкие (до 1500 м), средние (до 4500 м), глубокие (до 6000 м), сверхглубокие (от 6000 м).
В зависимости от назначения скважин для добычи углеводородов их разделяют на следующие разновидности:
- эксплуатационные. Напрямую используются для добычи углеводородов;
- нагнетательные. Закачивают воду для поддержки пластового давления, что позволяет продлить период разработки месторождений энергоресурсов;
- разведочные. Позволяют определить ресурс выявленных горизонтов;
- специальные. Предназначены для определения геологических характеристик территории, нефтеносного слоя, для сброса стоков в глубокие пласты;
- структурно-поисковые. Предназначены для определения точного размещения месторождений углеводородов.
Как происходит бурение?
Технология бурения нефтегазовой скважины подразумевает проведение следующих работ:
- Процесс бурения скважин с различными техническими характеристиками начинается с подготовки специализированной техники.
- Осуществляют углубление ствола скважины. В процессе работы нагнетается вода, что позволяет произвести бурение более качественно.
- Чтобы углубление в грунте не разрушилось, производят укрепление его стенок. Для этого применяются обсадные трубы. Пространство между их стенками и почвой бетонируют, что позволяет значительно укрепить цилиндрическую поверхность ствола.
- На финишном этапе работ осуществляется освоение скважины. Происходит устройство призабойной зоны, перфорация, вызов оттока нефти.
Способы проведения бурильных работ
Во время бурения нефтяных скважин может использоваться различное оборудование, что определяет способ проведения основных работ.
Ударный способ
Подразумевает последовательное разрушение горных пород при помощи долота, подвешенного на канате. Рабочий инструмент буровой установки также состоит из ударной штанги, канатного замка. Они соединяются через переходной блок и канат с опорной мачтой. Основной рабочий инструмент совершает движения при помощи бурового станка.
Чтобы углубление в грунте очистить от остатков горной породы, долото время от времени вынимают. Внутрь нагнетают специальную жидкость, которая при помощи желонки извлекается наружу вместе с мелкими частицами почвы.
Вращательный способ
Данная технология бурения приобрела большую популярность. Разрушение горных пород происходит при помощи вращения долота. На него действует осевая нагрузка, что подразумевает прямую передачу крутящего момента от приводного механизма на рабочий инструмент. При роторном бурении используется ротор. Он передает вращение через колонну труб.
При обычном бурении в качестве приводного механизма применяют электробур, винтовой двигатель, которые устанавливаются непосредственно над долотом.
Особенности проделки горизонтальных скважин
Бурение горизонтальных скважин (ГНБ) производится для добычи углеводородов в труднодоступных местах, где сделать это другими способами невозможно. Данный способ отличается большой производительностью. Его активно используют для добычи энергетических ресурсов со дна крупных водоемов.
В процесс проведения работ создают ствол, который наклоняется относительно вертикальной оси под определенным углом. Горизонтальное бурение происходит в несколько этапов:
- Подготовка бурового оборудования к работе;
- Необходимо пробурить скважину для определения характеристик горной породы, глубины залегания нефтеносных слоев, их размещение относительно вертикальной оси;
- Создание раствора, тщательная регулировка его основных характеристик;
- Проведение работ по глушению;
- Герметизация устья;
- Проведение подготовительных работ по геолого-физическому исследованию обустроенных стволов;
- Подготовка ствола к опусканию испытателя существующих пород;
- Взрывание снарядов, что позволяет осуществить отбор крена;
- Освоение свежеобустроенной скважины;
- Доставка на место добычи буровых комплексов.
Способы бурения скважин на море
Технология бурения скважин на водоемах отличается от применяемых методик на суше. Самый простой способ осуществления необходимых операций – установка на свайном фундаменте платформ, на которых размещают все оборудование. Устройство данной конструкции происходит на мелководье. Также установка бурильного оборудования может происходить на искусственно насыпанной суше.
При бурении скважин нефть обычно получают из разных участков океана или моря. Поэтому целесообразно устанавливать передвижные платформы. После завершения рабочего цикла они перемещаются в выбранную точку и продолжают процесс добычи углеводородов. Выделяют три типа буровых платформ.
Самоподъемная
Является понтоном. На платформе присутствует вырез, над которым размещается буровая вышка. Также на понтоне находится все необходимое оборудование, электростанция, складские и вспомогательные помещения, многоэтажная рубка. При бурении колоны опускаются, опираются на дно, что приводит к поднятию платформы над поверхностью воды.
Полупогружная
Применяются, где глубина добычи нефти достигает 300-600 м. Полупогружная платформа плавает по поверхности воды на огромных понтонах. Фиксация всего сооружения осуществляется массивными якорями весом около 15 т.
Гравитационная
Устанавливается на массивном бетонном основании, которое опирается на морское дно.
Перечисленные методы бурения скважин для добычи полезных углеводородов активно применяются во всем мире. Они все время усовершенствуются, что позволяет повысить их продуктивность.
Источник: promzn.ru