Технология бурения скважины.

Для начала определим основные понятия, связанные с бурением скважины. Технология – это комплекс последовательно выполняемых операций, направленных на достижение определенной цели. Скважина – это цилиндрическая горная выработка большой протяженности, небольшого поперечного сечения, пройденная без присутствия в ней человека. Бурение – комплекс процессов, направленных на проходку скважины. Монтаж – размещение на подготовительной площадке оборудования буровой установки и его обвязка.

Говоря о бурении скважин, мы не можем опустить такой вопрос, как подготовительные работы. Они включают в себя планировку площади, установку фундаментов под буровую вышку и другое оборудование, прокладку технологических коммуникаций, электрических и телефонных линий. Объем подготовительных работ определяется рельефом, климатической и географической зоной, экологической обстановкой.

Строительство скважины выполняется по заранее составленному проекту и геолого-техническому наряду, т. е. по документам, которыми следует руководствоваться при строительстве и бурении скважины.

Бурение скважины начинается с закладки шурфа (вертикальной горной выработки квадратного или прямоугольного сечения, проводимой с поверхности Земли) глубиной от 2-х до 4-х м, в который опускают долото (породоразрушающий инструмент), привинченное к квадрату (ведущая труба бурильной колонны), подвешенному на талевой системе вышки. Талевая система – это система, которая служит для преобразования вращательного движения барабана лебедки в поступательное перемещение крюка, на котором подвешена колонна, а также для уменьшения силы натяжения струн и конца каната. Бурение начинают, сообщая вращательное движение квадрату, а, следовательно, и долоту с помощью ротора.

Ротор – часть буровой установки, механизм, к основным назначениям относятся:

· Передача мощности долоту;

· Вращение колонны бурильных труб в процессе бурения;

· Проворачивание бурильного инструмента при ловильных работах (совокупность операций, необходимых для освобождения ствола скважины от посторонних предметов до возобновления в нем операций и ориентированном спуске);

· Удержание на весу колонны бурильных и обсадных труб;

· Отвинчивание свечей (несколько собранных вместе бурильных труб) при подъеме колонны бурильных труб.

По мере углубления в породу, долото вместе с квадратом опускается с помощью лебедки. Выбуренная порода выносится промывочной жидкостью (буровым раствором), подаваемой насосом к долоту через вертлюг и полый квадрат. После того как произойдет углубление скважины на длину квадрата, его поднимают из скважины и между ним и долотом устанавливают бурильную трубу.

В процессе углубления возможно разрушение стенок скважин, поэтому их необходимо через определенные интервалы укреплять (обсаживать). Это делают с помощью специально спускаемых обсадных труб, а конструкция скважины приобретает ступенчатый вид. Вверху бурение ведется долотом большого диаметра, затем меньше и т.д.

Конструкция скважин.

Конструкция скважины – это схема ее устройства, на которой обозначены интервалы и диаметры бурения, крепления и цементации.

По назначению скважины можно разделить на 4 основные группы:

1) Геологоразведочные – получение геологических информации и проб;

2) Эксплуатационные – добыча жидких и газообразных полезных ископаемых;

3) Геотехнические – для добычи твердых полезных ископаемых и энергетических ресурсов;

4) Технические и специальные – бурятся не для получения геологической информации или добычи полезных ископаемых.

По расположению в пространстве скважины делятся на:

1) Вертикальные (расположенные под углом 90˚ к горизонту);

2) Горизонтальные (расположенные под углом 0˚ к горизонту);

3) Наклонные (расположенные под углом от 0˚ до 90˚ к горизонту).

Скважины бывают неглубокие (до 100 м.), глубокие (до 2000 м.) и сверхглубокие (свыше 2000 м.). Устье скважины – место начала бурения скважины. Боковую поверхность скважины называют стенкой, породное дно скважины, которое постоянно разрушается в процессе ее бурения, – забоем скважины.

Конструкция скважины влияет на все виды работ, составляющих процесс бурения, определяет их стоимость и качественное выполнение геологического задания.

Как говорилось выше, из-за обсадных труб скважина принимает ступенчатый вид. Количество ступеней определяется глубиной скважины и характеристикой пород. Под конструкцией скважины также понимают систему обсадных труб различного диаметра, спускаемых в скважину на различную глубину. Для разных районов конструкции нефтяных и газовых скважин различны и определяются следующими требованиями:

1) противодействие силам горного давления, стремящимся разрушить скважину;

2) сохранение заданного диаметра ствола на всей его протяженности;

3) изоляция встречающихся в разрезе скважины горизонтов, содержащих разнородные по химическому составу агенты и исключение их смешивания;

4) возможность спуска и эксплуатации различного оборудования;

5) возможность длительного контакта с химически агрессивными средами и противодействие высоким давлениям и температурам.

Часть скважины, примыкающая непосредственно к нефтяному пласту, оборудуется фильтром, через него происходит переток нефти из пласта в скважину. Фильтр - это перфорированная по толщине пласта труба, являющаяся продолжением эксплуатационной колонны, или опускаемая в скважину отдельно. Если пласт сложен прочными породами, фильтр может не устанавливаться.

В зависимости от числа обсадных колонн конструкция скважины может быть одноколонной, двухколонной и т.д. Забой скважины, ее фильтр, является основным элементом колонны, так как непосредственно обеспечивает связь с нефтяным пластом, дренирование пластовой жидкости в заданных пределах, воздействие на пласт с целью интенсификации и регулирования его работы.