Классификация и назначение скважин реферат

Обновлено: 05.07.2024

Жидкое и газообразное углеводородное сырье ежегодно извлекается из недр Земли через сотни тысяч добывающих скважин, которые, будучи закреплены стальными обсадными трубами большой конструкционной прочности, выполняют роль герметичных вертикальных или наклонных трубопроводов, соединяющих глубокозалегающие нефтяные пласты с размещенными на дневной поверхности системами сбора, подготовки… Читать ещё >

Классификация скважин ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Содержание

1. Введение
2. Классификация скважин по назначению
3. Классификация скважин по профилю
4. Классификация скважин по эксплуатационно-экономическим критериям
5. Классификация скважин в США
Заключение
7. Список использованных источников

В технологически обусловленном сочетании с геологическими, геофизическими, геохимическими и гидродинамическими исследованиями бурение скважин различного назначения ведется на всех этапах цикла разведки и разработки нефтяного (газового, газо-конденсатного и др.) месторождения. Условия размещения, бурения, закачивания и эксплуатации всех этих скважин следует учитывать при планировании, проектировании, финансировании и организации буровых работ.

На современном этапе развития различных направлений горного дела бурение скважины осуществляется как самостоятельный цикл строительства горно-технического сооружения, например, при разведке или эксплуатации жидких и газообразных полезных ископаемых, а также и как вспомогательная операция, выполняемая при других горных и строительных работах, например во время проходки шахт в сильно водоносных породах по известному способу предварительного замораживания или цементирования грунта, для исследования грунтов при возведении крупных объектов промышленного и гражданского строительства.

К числу отраслей, производственная деятельность которых находится в прямой зависимости от физических объемов и качества буровых работ, относятся Миннефтепром, Мингазпром и Министерство геологии СССР. Все скважины, сооружаемые буровыми предприятиями этих отраслей с целью геологического исследования недр на территории страны и шельфовых акваториях, проведения нефтегазопоисковых работ, разведки и разработки нефтяных и газовых месторождений, подразделяются на опорные, параметрические, структурные, поисковые, разведочные, эксплуатационные, оценочные, нагнетательные, наблюдательные и др.

Наряду с этим буровые скважины различного назначения в довольно большом количестве сооружаются и применяются в угольной, горнорудной, химической промышленности, в сфере медицинского обслуживания населения, а также в системе промышленного и гражданского строительства.

Земная кора сложена главным образом изверженными и метаморфическими горными породами, на которых прерывистым покровом лежат осадочные породы. В строении нефтяных и газовых месторождений принимают участие только горные породы.

Важными признаками строения осадочных горных пород, имеющими существенное значение при их разрушении, являются их текстура и структура. Под структурой горной породы понимаются те её особенности, которые обусловлены формой, размерами и характером поверхности образующих их материалов. Большинство осадочных пород сложено рыхлыми сцементированными минеральными обломками различных размеров, имеющие неправильные очертания. Основная структурная особенность осадочных пород, характеризующая их механические свойства, - структура цементов, связывающих отдельные обломки.

Текстура указывает на особенности строения всей породы в целом и выявляет взаимное пространственное расположение минеральных частиц. Основные особенности текстуры осадочных пород - слоистость, сланцеватость (способность породы раскалываться по параллельным плоскостям на тонкие пластинки) и пористость (п. - это отношение объёма всех пустот к объёму всей породы, выраженное в процентах).

По природе сил сцепления между частицами осадочные породы делятся на 3 группы: скальные, связные и сыпучие. Силы сцепления скальных пород (песчаников, известняков, мергелей и др.) характеризуются молекулярным притяжением частиц друг к другу, а также наличием сил трения.

Силы сцепления пластичных пород (глинистых) характеризуются взаимодействием коллоидных частиц, адсорбирующихся на поверхности обломков, а также наличием сил трения.

Сыпучие породы (песок) не обладают сцеплением ни в сухом состоянии, ни при полном насыщении водой. Только при ограниченном насыщении водой у сыпучих пород наблюдаются силы сцепления, обусловленные трением.

Всем породам, присущи силы внутреннего трения, зависящие от давления, прижимающего частицы друг к другу.

1 Буровая скважина и ее элементы

Буровой скважиной называется цилиндрическая горная выработка в земной коре, характеризуемая относительно малым диаметром по сравнению с ее глубиной.

Основные элементы буровой скважины представлены на рисунке 1 [1].

Устье скважины 1 - место пересечения буровой скважиной земной поверхности, дна акватории или элементов горной выработки при бурении в подземных условиях.

Забой скважины 8 - дно буровой скважины углубляющееся в процессе бурения; он может быть кольцевой 6 с керном 7 или сплошной 8.

Стенки скважины 9 - боковая поверхность буровой скважины.

Ствол скважины 2, 5 - пространство, ограниченное стенками скважины. В неустойчивых породах стенки скважины закрепляются обсадными колоннами, при этом ствол скважины сужается.

Ось скважины 4 - геометрическое место точек центра забоя, перемещающегося при углубке скважины, т. е. воображаемая линия, соединяющая центры поперечных сечений буровой скважины.

Глубина скважины L - расстояние между устьем и забоем скважины по ее оси.

Диаметр скважины - условный диаметр равный номинальному диаметру породоразрушающего инструмента. Фактический диаметр скважины, как правило больше номинального породоразрушающего инструмента за счет разработки скважины.

Существует также понятие "конструкция скважины". Под конструкцией скважины подразумевают ее характеристику, определяющую изменение диаметра (D1, D2, D3) с глубиной, а также диаметры (d1н, d2н) и длины (L1, L2) обсадных колонн 3 (рисунок 1).

Рисунок 1 - Элементы буровой скважины [1]: 1 - устье скважины; 2 - ствол скважины, обсаженный трубами; 3 - обсадные колонны; 4 - ось скважины; 5 -ствол скважины, не обсаженный трубами; 6 -кольцевой забой; 7 - керн; 8 - сплошной забой; 9 - стенки скважины; D1, D2, D3, - диаметры ствола скважины в разных интервалах; d1н, d1в, d2н, d2в - диаметры обсадных колонн соответственно наружные, внутренние; dK - диаметр керна; L1, L2- глубина интервалов скважины, закрепленных трубами; L3 - глубина скважины

Различают ствол скважины, не закрепленный трубами, 5 и ствол скважины, закрепленный трубами, 2.

Последующий диаметр скважины уменьшается после каждого закрепления.

Каждая обсадная колонна выступает над устьем скважины, но может опускаться и в потай. При необходимости пространство между стенками скважины и обсадными трубами заполняется цементным раствором.

2 Классификация буровых скважин

Наиболее часто в литературных источниках 1 встречаются следующие виды классификации скважин:

- скважины малой глубины (менее 1000 м);

- глубокие скважины (1000 - 5000 м);

- сверхглубокие скважины (свыше 5000 м).

- скважины небольшого диаметра (25 - 100 мм);

- скважины со средним диаметром (100 - 500 мм);

- скважины большого диаметра (500 - 900 мм и более);

3) по степени отклонения от вертикальной оси:

4) по количеству спускаемых в скважину эксплуатационных колонн:

- многорядные (двух - семи рядные);

5) по характеру бурения:

- бурение одиночных скважин;

- кустовое бурение (количество стволов скважин от двух до 12 и более);

6) по назначению:

- пьезометрические и др.

Рассмотрим более подробную классификацию скважин на различных этапах поиска, разведки и разработки нефтяного, газового или газоконденсатного месторождения.

2.1 Поисковый этап

Классификация скважин, их назначение и характеристика, а также характерная конструкция, на поисковом этапе приведена в таблице 1 [2, 3].

2.2 Разведочный этап

На этом этапе проводят детальную разведку месторождения и подготавливают его к эксплуатации. Разведочная скважина сооружается в целях оконтуривания, испытания и оценки промышленного значения запасов продуктивного горизонта, подготовки запасов нефти и газа промышленных категорий и сбора исходных данных для составления проектов разработки месторождений (залежей). Находящиеся в хорошем техническом состоянии разведочные скважины, при испытании которых получены значительные притоки нефти и газа, передаются нефтегазодобывающим предприятием в фонд добывающих скважин.

Глубина такой скважины до 7000 м при конечном диаметре скважины 200-300 мм. [2]

Таблица 1 – Классификация скважин на поисковом этапе

Назначение и характеристика скважины

Характерная конструкция скважины

Региональные геологические исследования

Сооружается в процессе геологической съемки в целях изучения геологического строения участка земной коры, в частности, для выяснения глубины залегания коренных пород, выходящих на поверхность под слоем современных наносов, а также для выявления перспектив исследуемого района в отношении наличия минерально- сырьевых ресурсов

Глубина до 300 м при конечном диаметре скважины 75-90 мм

Сооружается для осуществление приповерхностных подземных взрывов при производстве сейсморазведочных работ, результаты которых используются для выявления глубинных структур залегания пластов

Глубина до 200 м при конечном диаметре скважины 90-200 мм

Сооружается в пределах относительно слабо изученной территории для исследования основных черт глубинного геологического разреза крупных участков земной коры, региональных гидрогеологических условий, выявления пространственного распределения нефтегазоносных отложений, оценки прогнозных запасов нефти и газа и определения направления дальнйших работ по разведке углеводородов

Глубина до 7-8 км при конечном диаметре скважины порядка 200 мм

Сооружается в целях всестороннего изучения региональной геологии, глубинногостроения осадочных толщ, а также в целях точного измерения геолого-геофизических параметров, необходимых для обеспечения высокого качества гологоразведочных работ

Глубина 3-7 км при конечном диаметре скважины порядка 200 мм

Подготовка площадей к глубокому поисковому бурению

Сооружается в целях выявления в глубинном горном массиве структурных форм залегания пластов, благоприятных для аккумуляции нефти и газа. Их бурят на площадках вслед за изучением последних геофизическими методами разведки

Глубина до 1000 м при конечном диаметре скважины порядка 75-110 мм

Сооружается в целях выявления на площадях наличия или отсутствия нефти и газа либо поиска новых залежей в пределах границ разрабатываемых месторождений. При бурении поисковой скважины полностью отбирается керн в интервалах наиболее вероятного залегания продуктивных объектов, в пограничных зонах стратиграфических разделов

Глубина до 2000 м при конечном диаметре скважины 140-250 мм

Поиски нефтяных и газовых месторождений. Промышленная оценка запасов

Сооружается в целях оконтуривания и изучения строения новых нефтяных и газовых месторождений, выявленых поисковым бурением, а также выяснения эксплуатационных параметров продуктивных объектов. При других обстоятельствах цель бурения разведочных скважин – исследование продуктивности объектов, залегающих ниже или выше эксплуатируемго объекта

Глубина до 9000 м при конечном диаметре скважины 200-250 мм

2.3 Этап разработки месторождения

Классификация скважин, их назначение и характеристика, а также характерная конструкция, на этапе разработки приведена в таблице 2 [2].

2.4 Этап строительства и эксплуатации подземного хранилища газа

Классификация скважин, их назначение и характеристика, а также характерная конструкция, при строительстве и эксплуатации подземного хранилища газа приведена в таблице 3 [2].

2.5 Скважина использования тепла Земли

Геотермальная скважина, предназначенная для разработкии использования тепла недр, оснащается устьевым и эксплуатационным оборудованием, лифтовой компоновкой и контрольно-измерительными приборами.

Глубина скважин 200-5000 м. Конечный диаметр в призабоной части ствола 200-300 мм.

С помощью геотермической скважины осуществляется подъем на поверхность земли горячего теплоносителя из геотермального коллектора, либо нагнетание в него холодного флюида – теплоносителя в целях использования тепла глубинных недр [1, 2].

Таблица 2 – Классификация скважин на этапе разработки

Назначение и характеристика скважины

Характерная конструкция скважины

Сооружается в целях извлечения углеводородов из продуктивных объектов разведанных и подготовленных к эксплуатации площадей нефтяных и газовых месторождений. К добывающим относятся также скважины, сооружаемые для извлечения из недр флюидов – пластовых минеральных вод, используемых в лечебных целях либо в качестве сырья для получения йода, брома и многих других элементов

Глубина скважин до 6000 м при конечном диаметре скважины 200-300 мм

Сооружается в целях закачки в разрабатываемые нефтяные объекты воды либо газа для воспроизводства пластовой энергии и продления фонтанного периода разработки месторождения, поддержания высоких суточных дебитов соседних добывающих скважин и повышения суммарной нефтеотдачи

Глубина и диаметр призабойной части ствола нагнетательных скважин, как правило соответствует названным показателям соседних добывающих скважин

Сооружается для теплового воздействия на продуктивный пласт

Глубина и диаметр призабойной части ствола специальных нагнетательных скважин, как правило соответствует названным показателям соседних добывающих скважин

Сооружается для инициирования и обеспечения внутрипластового горения нефти

Глубина и диаметр призабойной части ствола воздухонагнетательных скважин, как правило соответствует названным показателям соседних добывающих скважин

Сооружается для осуществления систематического наблюдения за продвижением в эксплуатируемом продуктивном объекте водонефтяного (водогазового) контакта, а также за изменением в нем пластового давления по мере отбора флюидов

Глубина и диаметр призабойной части ствола наблюдательных скважин, как правило соответствует названным показателям соседних добывающих скважин

Сооружается поблизости от места заложения глубокой добывающей или разведочной скважины на нефть и газ для питания системы водоснабжения буровой

Глубина до 800 м. Диаметр призабойной части ствола 170-250 мм

Сооружается с целью отбора вод из водоносных пластов для питания промысловой системы заводнения нефтяных залежей

Глубина до 100-150 м. Диаметр призабойной части ствола до 300-400 мм

Защита окружающей среды в районе размещения промысла

Сооружается для закачки непригодных для утилизации промысловых вод, рассолов и других соленых и загрязненных вод в непродуктивные поглощающие пласты разведанного разреза

Глубина специальной скважины данного назначения может быть меньше, либо больше глубины добывающих скважин, пробуренных на данной площади

Охрана недр, сохранение ресурсов углеводородов

Сооружается для прекращения неконтролируемого выброса нефти либо газа (нефтяного либо газового фонтана), возникающего при бурении как разведочных, так и добывающих скважин

Таблица 3 – Классификация скважин при строительстве и эксплуатации подземного хранилища газа

Назначение и характеристика скважины

Характерная конструкция скважины

Специальная разведочная газовая

Сооружается в целях осуществления поиска и подготовки структур, пригодных для создания подземного хранилища газа, а также для производства циклической закачки и отбора из них газа

Глубина скважины данного назначения определяется интервалом залегания подходящего пласта-коллектора –в пределах 800-1000 м. Диаметр призабойной части ствола скважины 200-300 мм

Специальная добывающая газовая

Сооружается для циклического отбора газа из подземного хранилища ( пласта-коллектора)

Глубина скважины 1000 м. Диаметр призабойной части ствола скважины 200-300 мм

Специальная нагнетательная газовая

Сооружается для циклического нагнетания (закачки) газа в подземное хранилище (пласт-коллектор)

Глубина скважины 1000 м. Диаметр призабойной части ствола скважины 200-300 мм

Сооружается для осуществления систематического наблюдения за изменением поля пластового давления, газо- и водонасыщенности пласта-коллектора, динамики перемещения границ раздела газ – вода, вода – газ, а также для определения текущей и конечной газооотдачи пласта-коллектрора

Глубина скважины соответствует глубинам расположенных поблизости добывающих и нагнетательных скважин

Список использованных источников

1 Бурение и оборудование геотехнологических скважин / Сергиенко И. А., Мосев А. Ф., Бочко Э. А., Пименов М. К. М.: Недра, 1984, 224 с.

2 Шадрин Л. Н. Проектирование строительства нефтяных и газовых скважин.- М.: Недра, 1987.- 269 с.

Содержание

Введение
Классификация скважин по назначению
Классификация скважин по профилю
Классификация скважин по эксплуатационно-экономическим критериям

Прикрепленные файлы: 1 файл

Реферат по по нефтегазу.docx

Министерство образования и науки РФ

ГОУ ВПО Северо-Восточный федеральный университет

Им. М. К. Аммосова

Реферат на тему:

Студент гр. НД-08

Введение
Классификация скважин по назначению
Классификация скважин по профилю
Классификация скважин по эксплуатационно-экономическим критериям

2. КЛАССИФИКАЦИЯ СКВАЖИН ПО НАЗНАЧЕНИЮ

Цилиндрическая горная выработка, проводимая с поверхности земли вглубь при помощи механизмов и имеющая очень небольшое поперечное сечение по сравнению с глубиной, называется буровой скважиной. Скважины могут быть вертикальными или наклонными, диаметры их колеблются в широких пределах (25-900 мм), глубина — от нескольких метров до нескольких тысяч метров.

Начало скважины у поверхности земли называется устьем, дно — забоем, стенки скважины образуют ее ствол.

Все скважины, бурящиеся с целью региональных исследований, поисков, разведки и разработки нефтяных и газовых месторождений или залежей, делятся на следующие категории: опорные, параметрические, структурные, поисковые, разведочные, эксплуатационные.

1. Опорные скважины бурят для изучения геологического строения и гидрогеологических условий регионов, определения общих закономерностей распространения комплексов отложений, благоприятных для нефтегазонакопления, с целью выбора наиболее перспективных направлений геологоразведочных работ на нефть и газ.

Опорные скважины подразделяются на две группы:

К первой группе относят скважины, закладываемые в районах, не исследованных бурением, с целью всестороннего изучения разреза осадочных пород и установления возраста и вещественного состава фундамента.

Ко второй группе относят скважины, закладываемые в относительно изученных районах для всестороннего изучения нижней части разреза, ранее не вскрытой бурением, или для освещения отдельных принципиальных вопросов с целью уточнения геологического строения и перспектив нефтегазоносности района и повышения эффективности геологоразведочных работ на нефть и газ.

2. Параметрические скважины бурят для изучения глубинного геологического строения и сравнительной оценки перспектив нефтегазоносности возможных зон нефтегазонакопления; выявления наиболее перспективных районов для детальных геологопоисковых работ, а также для получения необходимых сведений о геолого-геофизической характеристике разреза отложений с целью уточнения результатов сейсмических и других геофизических исследований.

3. Структурные скважины бурят для выявления перспективных площадей и их подготовки к поисково-разведочному бурению.

4. Поисковые скважины бурят с целью открытия новых месторождений нефти и газа. К этой категории относят скважины, заложенные на новой площади, а также первые скважины, заложенные на те же горизонты в обособленных тектонических блоках, или скважины, заложенные на новые горизонты в пределах месторождения. Поисковыми их считают до получения первых промышленных притоков нефти или газа.

5. Разведочные скважины бурят на площадях с установленной промышленной нефтегазоносностью с целью подготовки запасов нефти газа.

6. Эксплуатационные скважины бурят для разработки и эксплуатации залежей нефти и газа. В эту категорию входят оценочные, эксплуатационные, нагнетательные и наблюдательные (контрольные, пьезометрические) скважины.

Оценочные скважины бурят на разрабатываемую или подготавливаемую к опытной эксплуатации залежь нефти с целью уточнения параметров и режима работы пласта, выявления и уточнения границ обособленных продуктивных полей, а также оценки выработки отдельных участков залежи.

Нагнетательные скважины используют при воздействии на эксплуатируемый пласт различных агентов (закачка воды, газа или воздуха и др.).

Наблюдательные скважины бурят для наблюдения за изменением давления, положения водо-газонефтяных контактов в процессе эксплуатации пласта.

7. Специальные скважины бурят для сброса промышленных вод, ликвидации открытых фонтанов нефти и газа, подготовки структур для подземных хранилищ газа и закачки в них газа, разведки и добычи технических вод.

3. КЛАССИФИКАЦИЯ СКВАЖИН ПО ПРОФИЛЮ

Из практики бурения известно, что практически невозможно получить идеально вертикальный профиль, т.к. при прохождении пластов с различной твердостью, степенью восстания (наклона) пластов и из-за влияния многих других причин имеет место естественное искривление профиля. Конечно, в настоящее время наработан большой опыт по стабилизации профиля скважины, но при этом удорожается строительство и поэтому не всегда экономически целесообразно проводить стабилизационные мероприятия из-за их значительной трудоемкости. В то же время разработка месторождений, залегающих под населенными пунктами, морями, на болотистых участках и т.д., способствовала активному внедрению наклонно направленных скважин (ННС), профиль которых искусственно искривляется с целью вывода забоя скважины в нужную точку продуктивного пласта. Так, уже в 1958 году в Азербайджане 30% общего объема бурения составляло бурение наклонно направленных скважин. В процессе спуско-подъемных операций (СПО) с бурильными и насосно-компрессорными трубами (НКТ), при СПО со штангами, а также в процессе эксплуатации было замечено существенное отличие нагрузок в точке подвеса штанг и труб на таких скважинах от нагрузок в скважинах с весьма слабой искривленностью, которые принято называть вертикальными. Для отслеживания закономерностей влияния степени и характера искривления на технологию бурения и эксплуатации, на величину нагрузок и износа подземного оборудования необходимо было классифицировать скважины по их профилю. В одной из первых попыток классификации все скважины были разделены на четыре группы, где к первой группе были отнесены все плоско искривленные скважины, а к остальным — пространственно искривленные. Плоско искривленными являются скважины, у которых весь профиль лежит в одной вертикальной плоскости, т.е. имеют постоянный азимут.

Пространственно искривленные скважины характеризуются одновременным изменениям зенитного угла и азимута, т.е. проекция ствола скважины на горизонтальную плоскость представляет собой кривую линию, вплоть до образования петель. Как показал опыт, для решения названных задач требуется более подробная классификация, в первую очередь, для ННС. Поэтому в последующие годы многократно предпринимались попытки уточнить классификацию с учетом специфики бурения и эксплуатации ННС.

В настоящее время благодаря большому опыту бурения наклонно направленных скважин, разработке широчайшего спектра различного типа отклонителей и стабилизаторов, научно обоснованных рекомендаций по компоновке низа бурильной колонны (КНБК) можно получить практически любой наперед заданный профиль. В одной из последних работ дана подробная классификация профилей ННС, используемых для проектирования в различных регионах России, США, Англии. Как обычно, они делятся на плоские и пространственные.

Пространственные профили характеризуются увеличением длины ствола скважины по сравнению с плоскими при одинаковой глубине забоя, значительными силами трения при перемещениях бурильных труб, НКТ и штанг, т.е. имеют существенные недостатки. Тем не менее такие профили вынуждены использовать при проектировании глубоких наклонных скважин в районах со сложным геологическим строением, где проводка наклонных плоских скважин невозможна или экономически нецелесообразна.

Плоские профили состоят из различных комбинаций прямолинейных и искривленных участков, причем последние в проектах и расчетах принимаются дугами окружностей определенных радиусов. Профиль любой плоской наклонно направленной скважины включает верхний вертикальный участок, необходимый для упрощения СПО с глубинным оборудованием, и участок начального искривления.

Согласно принятой в работе методике плоские ННС подразделяются на тангенциальные, S-образные и J-образные, заканчивающиеся соответственно наклонным (тангенциальным) участком, участком малоинтенсивного уменьшения зенитного угла, участком малоинтенсивного увеличения зенитного угла.

Вступление большинства нефтяных месторождений страны в позднюю стадию эксплуатации сопровождается резким падением дебитов, ростом обводненности, прорывами воды к эксплуатационным скважинам, в результате чего в пласте остаются заблокированными линзы нефти. Эксплуатация нефтяных месторождений вертикальными скважинами позволяет извлечь около 50% содержащейся в пласте нефти, а в карбонатных коллекторах коэффициент нефтеотдачи еще ниже. Даже при плотных сетках скважин (0,8. 6,0 га/скв.) нефтеотдача в карбонатных коллекторах не превышает 12,5-36%. На месторождениях с высоковязкой нефтью она не достигает и 10%. Картина практически не меняется и при переходе к наклонно направленным скважинам.

Исключительная ценность нефти как углеводородного сырья и энергоносителя на фоне падения объемов добычи и промышленных запасов вынуждает вводить в эксплуатацию месторождения с маломощными продуктивными пластами, высоковязкими нефтями и битумами, ранее считавшиеся не перспективными. В таких условиях для достижения приемлемых текущих дебитов, конечной нефтеотдачи и себестоимости, являющихся важнейшими критериями в нефтедобыче, становится совершенно необходимым переход к горизонтальным скважинам (ГС). Применение ГС позволяет уменьшить количество скважин, весьма существенно улучшить дренирование пластов, включить в эксплуатацию оставшиеся линзы нефти, повысить эффективность обработок призабойной зоны скважины за счет ее расширения.

Профиль горизонтальных скважин состоит из двух сопряженных между собой частей: направляющей и горизонтальной. При проектировании горизонтальных скважин используют только J-образный тип профиля. По величине радиуса кривизны ствола различают три типа профиля горизонтальной скважины: с большим, средним и малым радиусами.

Горизонтальные скважины с большим (более 190 м) радиусом кривизны могут быть реализованы при кустовом способе бурения на суше и море, а также при бурении отдельных скважин с большим отклонением от вертикали при длине горизонтального участка 600-1500 м. При строительстве данных скважин используются стандартные техника и технология наклонно направленного бурения, позволяющие получить максимальную интенсивность искривления 0,7…2,0° на 10 м проходки.

Горизонтальные профили скважин со средним радиусом искривления (60-190 м) применяются как при строительстве новых одиночных скважин, так и для восстановления продуктивности старых эксплуатационных скважин. При этом максимальная интенсивность искривления скважины находится в пределах 3. 10° на 10 м проходки при длине горизонтального участка 450-900 м. Такие скважины наиболее экономичны, т.к. имеют значительно меньшую длину ствола по сравнению со скважинами с большим радиусом, обеспечивают более точное попадание ствола в заданную точку на поверхности продуктивного горизонта. Это особенно важно при разбуривании маломощных нефтяных и газовых пластов.

Горизонтальные скважины с малым радиусом кривизны эффективны при разбуривании месторождений, находящихся на поздней стадии эксплуатации. Профиль скважины с малым радиусом искривления позволяет разместить насосное оборудование в вертикальном участке скважины и обеспечить наиболее точное попадание в заданную точку поверхности продуктивного горизонта. Малыми радиусами кривизны считаются радиусы от 10 до 30 м, при которых интенсивность искривления составляет 1,1-2,5° на 1 м (11-25° на 10 проходки). Длина горизонтального участка составляет в таких скважинах 90-250 м.

А кто-нибудь задавался вопросом, кто такой инженер с теоретической точки зрения? Ответ на этот вопрос должен знать любой студент, собирающийся стать инженером, не зависимо от выбранной специальности, механик ли или буровик. Инженер (фр. ingénieur, от лат. ingenium - способность, изобретательность) - специалист с высшим техническим образованием, создатель информации об архитектуре материального средства достижения цели или способа изготовления этого средства (продукта) и осуществляющего руководство и контроль за изготовлением продукта. Деятельность инженера может включать: 1. постановку цели (задания), 2. разработку информации о продукте, 3. разработку информации о способах производства продукта (технологии), 4. руководство и контроль запроцессом производства продукта.

Понятие о буровой скважине, классификация и назначение скважин

Бурение - это процесс сооружения скважины путем разрушения горных пород. Скважиной называют горную выработку круглого сечения, сооружаемую без доступа в нее людей, у которой длина во много раз больше диаметра.

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.

Элементы конструкции скважин приведены на рис. 1. Начальный участок I 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 2.

Рис. 1. Конструкция скважины:

- обсадные трубы; 2 - цементный камень; 3 - пласт; 4 - перфорация в обсадной трубе ицементном камне; I - направление; II - кондуктор; III - промежуточная колонна; IV - эксплуатационная колонна.

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 II.

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 III, называемую промежуточной. Если продуктивный пласт, для разработки которого предназначена скважина, залегает очень глубоко, то количество промежуточных колонн может быть больше одной.

Последний участок IV 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 4 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.).

Скважины можно классифицировать по назначению, профилю ствола и фильтра, степени совершенства и конструкции фильтра, количеству обсадных колонн, расположению на поверхности земли и т.д.

По назначению различают скважины:опорные, параметрические, структурно-поисковые, разведочные, нефтяные, газовые, геотермальные, артезианские, нагнетательные, наблюдательные, специальные.

По профилю ствола и фильтра скважины бывают: вертикальные, наклонные, направленно-ориентированные, горизонтальные.

По степени совершенства выделяют скважины: сверхсовершенные, совершенные, несовершенные по степени вскрытия продуктивных пластов, несовершенные по характеру вскрытия продуктивных пластов.

По конструкции фильтра скважины классифицируютна: незакрепленные, закрепленные эксплуатационной колонной, закрепленные вставным щелевым или сетчатым фильтром, закрепленные гравийно-песчаным фильтром. По количеству находящихся в скважине колонн выделяют скважины: одноколонные (только эксплуатационная колонна), многоколонные (двух-, трех-, п-колонные). По расположению на поверхности земли скважины различают: расположенные на суше, шельфовые, морские.

При поисках, разведке и разработке нефтяных и газовых месторождений бурят опорные, параметрические, структурные, поисково-разведочные, эксплуатационные, нагнетательные, наблюдательные и другие скважины. Опорные скважины закладываются в районах, не исследованных бурением, и служат для изучения состава и возраста слагающих их пород.

Параметрические скважины закладываются в относительно изученных районах с целью уточнения их геологического строения и перспектив нефте-газоносности. Структурные скважины бурятся 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 бурятся 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 скважины закладываются в соответствии со схемой разработки залежи и служат для получения нефти и газа из земных недр

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

Наблюдательные скважины бурят 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.

Способы бурения скважин

По способу воздействия на горные породы различают механическое и немеханическое бурение. При механическом бурении буровой инструмент непосредственно воздействует на горную породу, разрушая ее, а при немеханическом разрушение происходит без непосредственного контакта с породой источника воздействия на нее. Немеханические способы (гидравлический, термический, электрофизический) находятся в стадии разработки и для бурения нефтяных и газовых скважин в настоящее время не применяются. Механические способы бурения подразделяются на ударное и вращательное.

Рис. 2. Классификация способов бурения скважин на нефть и газ

При ударном бурении разрушение горных пород производится долотом 1, подвешенным на канате (рис. 3). Буровой инструмент включает также ударную штангу 2 и канатный замок 3. Он подвешивается на канате 4, который перекинут через блок 5, установленный на какой-либо мачте (условно не показана). Возвратно-поступательное движение бурового инструмента обеспечивает буровой станок 6.

Рис. 3. Схема ударного бурения:

- долото; 2 - ударная штанга; 3 - канатный замок; 4 - канат; 5 - блок; 6 - буровой станок.

По мере углубления скважины канат удлиняют. Цилиндричность скважины обеспечивается поворотом долота во время работы.

Для очистки забоя от разрушенной породы буровой инструмент периодически извлекают из скважины, а в нее опускают желонку, похожую на длинное ведро с клапаном в дне. При погружении желонки в смесь из жидкости (пластовой или наливаемой сверху) и разбуренных частиц породы клапан открывается и желонка заполняется этой смесью. При подъеме желонки клапан закрывается и смесь извлекается наверх.

По завершении очистки забоя в скважину вновь опускается буровой инструмент и бурение продолжается.

Во избежание обрушения стенок скважины в нее спускают обсадную трубу, длину которой наращивают по мере углубления забоя.

В настоящее время при бурении нефтяных и газовых скважин ударное бурение в нашей стране не применяют.

Нефтяные и газовые скважины сооружаются методом вращательного бурения. При данном способе породы дробятся не ударами, а разрушаются вращающимся долотом, на которое действует осевая нагрузка. Крутящий момент передается на долото или с поверхности от вращателя (ротора) через колонну бурильных труб (роторное бурение) или от забойного двигателя (турбобура, электробура, винтового двигателя), установленного непосредственно над долотом. Турбобур - это гидравлическая турбина, приводимая во вращение с помощью нагнетаемой в скважину промывочной жидкости. Электробур представляет собой электродвигатель, защищенный от проникновения жидкости, питание к которому подается по кабелю с поверхности. Винтовой двигатель - это разновидность забойной гидравлической машины, в которой для преобразования энергии потока промывочной жидкости в механическую энергию вращательного движения использован винтовой механизм.

По характеру разрушения горных пород на забое различают сплошное и колонковое бурение. При сплошном бурении разрушение пород производится по всей площади забоя. Колонковоебурение предусматривает разрушение пород только по кольцу с целью извлечения керна - цилиндрического образца горных пород на всей или на части длины скважины. С помощью отбора кернов изучают свойства, состав и строение горных пород, а также состав и свойства насыщающего породу флюида.

Основные научные достижения Средневековья: Ситуация в средневековой науке стала меняться к лучшему с.

Читайте также: