Сооружение нефтяных и газовых скважин

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 4

Скважина – это цилиндрическая горная выработка, сооружаемая без доступа в нее человека и имеющая диаметр во много раз меньше длины.

Цикл строительства скважин:

- монтаж буровой установки;

- подготовительные работы к бурению (опробование оборудования);

- бурение скважины;

- крепление стенок скважины обсадными колоннами;

- перфорация продуктивного горизонта;

- испытание скважины на приток нефти и газа;

- демонтаж бурового оборудования.

Рисунок 1 — Схема конструкции скважины

Породоразрушающий инструмент:

- буровые долота, предназначенные для разрушения горных пород при углублении скважины. Долота бывают лопастные, шарошечные, алмазные, твердосплавные, колонковые (с отбором керна).

Рисунок 2 — Лопастные долота

Рисунок 3 — Шарошечные долота

Рисунок 4 — Алмазные долота (Секторные долота)

Рисунок 5 — Схема устройства бурголовки с керноприемником

Рисунок 6 — Шарашечная бурголовка Рисунок 7 — Алмазная бурголовка

Рисунок 8 — Схема скважины пробуренной сплошным (а) и кольцевым (б) забоем

Бурильная колонна соединяет долото с наземным оборудованием и состоит из свинченных друг с другом ведущей трубы, бурильных труб и утяжеленных бурильных труб. Бурильная колонна предназначена для передачи вращения от ротора к долоту; подвода промывочной жидкости к забою скважины; создания нагрузки на долото; подъема и спуска долота.

Процесс бурения сопровождается разрушением горных пород и углублением скважины до определенной глубины. Резцы долота, вращаясь, разрушают породы и потоком жидкости с забоя выносятся на поверхность.

Бурение наклонных скважин осуществляется при помощи специальных отклоняющих приспособлений – клиновидных или шарнирных отклонителей. Отклонители применяют в начальный момент для придания стволу скважины необходимого отклонения по азимуту. Дальнейшие работы производят различными компоновками низа бурильной колонны.

По пространственному расположению в земной коре буровые скважины подразделяются на:

1 - Вертикальнвые;

2 - Наклонные;

3 - Прямолинейноискривленные;

4 - Наклоннонаправленные;

5 - Наклоннонаправленные (с горизонтальным участком);

6 - Сложноискривленные.

Рисунок 9 — Пространственное расположение скважин

Кустовое бурение скважин – последовательное бурение наклонно-направленных или горизонтальных скважин с одного основания (устье-модуль) с расположением их забоев в продуктивном пласте на расстоянии друг от друга.

Промывочная жидкость под давлением поступает в скважину и очищает забой от выбуренной породы; охлаждает трущиеся поверхности долот; создает устойчивость пород в скважине и др. Промывочная жидкость может быть представлена в виде воды; воды с добавкой глины; воды с добавкой мела и полимерных химреагентов; воды, глины и углеводородных соединений.

В процессе бурения в скважине могут возникать следующие осложнения: поглощения бурового раствора; нефтегазоводопроявления; осыпи и обвалы; сужение ствола; прихваты бурового оборудования; искривление ствола скважины.

Крепление скважин – создание долговечного, прочного, герметичного подземного сооружения, путем спуска обсадных колонн и цементирования пространства между колонной труб и стенками скважины. Цемент за колоннами консолидирует подземное сооружение. Цементное кольцо предохраняет конструкцию скважины от разрушения, воздействия коррозии, температур и динамических движений массивов горных пород, рисунок 10.1, и 10.2.

Рисунок 10.1 — Обсадная колонна в скважине Рисунок 10.2 — Схема крепления скважины

Перфорация обсадной колонны – для сообщения ствола скважины с продуктивным пластом на определенной глубине в стенке обсадной колонны производят отверстия с помощью перфораторов. Существуют пулевые перфораторы, кумулятивные перфораторы, торпедные перфораторы, гидропескоструйные перфораторы.

Испытание скважины на приток нефти и газа осуществляется при помощи специального оборудования по вызову флюида из пласта. Снижением уровня жидкости в скважине, уменьшением плотности жидкости в скважине и др.