11.1 Цель крепления скважин и методы разобщения
При бурении скважины наряду с устойчивыми породами встречаются неустойчивые и несвязные породы, которые легко осыпаются и выпучиваются в ствол скважины. Чтобы предотвратить нарушение устойчивости стенок скважины ее ствол приходится крепить. Кроме того, для предотвращения перетоков приходится изолировать проницаемые горизонты друг от друга.
Эксплуатационная колонна служит в добывающих скважинах для транспортирования нефти от забоя к устью, а в нагнетательных скважинах – для закачки рабочего агента к проницаемым породам.
Основными целями крепления являются:
Создание долговечного и герметичного канала для транспортирования жидкости.
Обеспечение устойчивости стенок скважины в течение всего срока ее службы.
Предотвращение перетоков пластовых жидкостей из одного проницаемого горизонта в другой.
Закрепление противовыбросового оборудования на устье скважины.
При креплении стенок скважины спускают обсадную колонну, а затрубное пространство заполняется цементным раствором для более прочной связи с породами.
Конструкция скважины - это количество обсадных колонн, их диаметр и глубина спуска в скважину.
Элементы конструкции скважины:
Направление – служит для предотвращения размыва и осыпания устья скважины и придания направления скважине.
Кондуктор - служит для изоляции верхних водоносных горизонтов и предотвращения их загрязнения, а также для укрепления неустойчивых стенок скважины.
Промежуточная техническая колонна - спускается для перекрытия осложненных интервалов, а также при бурении скважин глубиной свыше 4000 м
Хвостовик – часть обсадной колонны, спускаемой на бурильных трубах, служит для перекрытия осложненного интервала.
Эксплуатационная колонна - служит для добычи нефти и газа.
324мм 245 мм 146-168 мм
30-50 м
700-1000м
До проекта
11.2 Требования, предъявляемые к конструкции скважины
Так как скважина является долговременным капитальным сооружением, то ее конструкция должна быть прочной, обеспечивать герметичное разобщение всех проницаемых пород, осуществлять эксплуатацию скважины при любых режимах работы и на любой стадии разработки месторождения. Кроме того, конструкция скважины должна быть экономичной.
На выбор конструкции скважины влияют следующие факторы:
Назначение скважины (разведочная или эксплуатационная)
Проектная глубина
Особенности геологического строения месторождения и наличие тектонических нарушений
Количество продуктивных объектов, величина пластового давления
Состав пластовых флюидов
Профиль скважины
Метод вскрытия продуктивного пласта
Дебит скважины и способ эксплуатации
11.3 Конструкция газовых скважин
Учитывая низкую вязкость, плотность и большую подвижность газа, конструкция газовых скважин имеет отличительные особенности.
Давление в газовой скважине на устье почти не отличается от давления на забое из-за низкой плотности газа, поэтому большие давления создаются по всему стволу скважины. По этой причине конструкция скважины должна быть более прочной.
Так как газ обладает большей подвижностью, чем нефть, то он может проникать в самые незначительные неплотности. Поэтому при спуске обсадной колонны в газовую скважину должно быть уделено особое внимание герметичности резьбового соединения. Для этого при свинчивании труб необходимо применять смазку герметик и использовать трубы с повышенной герметичностью в резьбовом соединении. Качество цементирования должно также обеспечивать герметизацию затрубного пространства.
Газовые скважины имеют большие дебиты, в результате при движении газа к устью возникает большая скорость, что вызывает чрезмерную вибрацию обсадных колонн и нагрузка на трубы возрастает. Поэтому обсадная колонна в газовой скважине должна состоять не только из прочных труб, но и обладать устойчивостью и жесткостью.
При проектировании конструкции скважины в многолетне-мерзлых породах следует учитывать глубину залеганиях этих пород. Глубину спуска кондуктора необходимо выбирать с учетом перекрытия интервала залегания ММП, чтобы предотвратить из растепление.