Бурение скважины

Процесс искусственного образования в массиве выработки небольшого круглого сечения (скважины).

Процесс Б. с. заключается в последовательном разрушении поверхности забоя скважины и извлечения продуктов разрушения на поверхность.

Б. с. - сложный технологический процесс строительства ствола буровых скважин, состоящий из следующих основных операций:

· углубление скважины посредством разрушения горных пород буровым инструментом;

· удаление выбуренной породы из скважины;

· крепление ствола скважины в процессе ее углубления обсадными колоннами;

· проведение комплекса геолого-геофизических работ по исследованию горных пород и выявлению продуктивных горизонтов;

· спуск на проектную глубину и цементирование последней (эксплуатационной) колонны.

Выделяют 4 категории Б. с. в зависимости от их глубин:

· мелкое бурение- до 1500 м;

· бурение на средние глубины - до 4500 м;

· глубокое бурение - до 6000 м;

· сверхглубокое бурение - глубже 6000 м.

По характеру разрушения горных пород различают механические и немеханические способы бурения.

Механические способы бурения:

· вращательные (роторное, турбинное, реактивно-турбинное, с использованием электробура и винтовых забойных двигателей) - горная порода разрушается в результате вращения прижатого к забою породоразрушающего инструмента (бурового долота);

· ударные

o ударно-поворотное - удары по забою производятся периодически поворачивающимся буровым инструментом;

o ударно-вращательное - удары наносятся по непрерывно вращающемуся буровому инструменту;

o вращательно-ударное - буровой инструмент находится под большой осевой нагрузкой в постоянном контакте с забоем скважины и разрушает горную породу в результате вращения и периодически наносимых по инструменту ударов.

Немеханические способы бурения (разрушение горной породы происходит без непосредственного контакта ее с инструментом):

· термические (огнеструйное, плазменное, лазерное)

· взрывные

· электрические (электроимпульсное, электрогидравлическое, электромагнитное)

· ультразвуковое и т.д.

Немеханические способы при Б. с. на нефть и газ пока не нашли широкого промышленного применения.

В качестве породоразрушающего инструмента при Б. с. на нефть и газ используются буровые долота.

В процессе бурения мелких скважин выбуренную породу поднимают с забоя при помощи желонок (периодический процесс) или используя шнеки, витые штанги, циркуляцию газа, жидкости, раствора (непрерывный процесс).

При глубоком бурении на нефть и газ забой скважин обычно очищается от выбуренной породы потоком непрерывно циркулирующей промывочной жидкости (бурового раствора); реже производится продувка забоя газообразным рабочим агентом.

В процессе бурения ствол скважины отклоняется от вертикали, что является следствием геологических условий (угол залегания пластов, твердые включения, тектонические нарушения и др.), а также технических и технологических причин (плохая центровка вышки, перекос в бурильной колонне, большая осевая нагрузка и др.). Искривление ствола скважины происходит при любом способе бурения. Современный уровень техники позволяет бурить вертикальные скважины с углом отклонения ствола от вертикали не более 2-3°.

При разведке и эксплуатации залежей нефти и газа, которые находятся под участками, недоступными для установки бурового оборудования, а также для лучшего вскрытия залежи и в ряде других случаев используется искусственное искривление ствола скважины в заданном направлении (наклонное бурение: наклонно-направленное, кустовое, многозабойное, двухствольное).

! См. Скорость бурения, Инклинометрия скважин.

!! См. Схема установки для бурения глубоких скважин

!! См. Схема установки для бурения глубоких скважин