Начальный курс обучения инженеров (супервайзеров) ООО «Волгобурсервис».

Основы нефтяного дела. Основы строительства скважин.

Основы строительства скважин

В предыдущей главе мы рассмотрели формы залегания нефти, выбрали способ разработки месторождения. Теперь наша задача- достигнуть залежи и поднять нефть на поверхность. Это достигается бурением скважин.

Бурение скважин- это процесс сооружения направленной горной выработки большой длины и малого диаметра. Верхняя части скважины называетсяустье скважины, на устье скважины устанавливается при бурении:

• колонные головки, служащие для обвязывания обсадных колонн, контроля давления в межколонном пространстве и проведения ряда технологических операций.

• Противовыбросовое оборудование

• Желобная воронка

• Специальное оборудование при проведении специальных работ

При эксплуатации устанавливается фонтанная арматура (фонтанная елка) - для связывания одного или двух скважинных трубопроводов (лифтов), контроля и управления потоком скважинной среды;

Подземная часть скважины называется ствол скважины –самая нижняя часть ствола называется забой. Поверхность цилиндрической выработки называется стенками скважины, места с размерами более номинального диаметра за счет осыпания или вымыва пород называются кавернами, вызванные выработкой инструментом во время спуско- подъемных операций называется желобами.

Весь цикл строительства скважин до сдачи их в эксплуатацию состоит из следующих основных последовательных звеньев:

1. Строительства наземных сооружений;

2. Собственно углубления ствола скважин, осуществление которого возможно только при выполнении двух параллельно протекающих процесса - собственно углубления и промывки скважины;

3. Разобщения пластов, состоящее из двух видов работ- крепления ствола скважины спускаемыми трубами, соединенными в колонну, и тампонирования (цементирования) заколонного пространства;

4. Освоения скважин.

Классификация скважин по назначению:

• Структурно- поисковые скважины

• Разведочные скважины

• Добывающие скважины

• Нагнетательные скважины

• Опережающие добывающие скважины

• Оценочные скважины

• Контрольные и наблюдательные скважины

• Опорные скважины

Способы и виды бурения.

Процесс бурения включает в себя ряд операций:

• Спуск бурильных труб с разрушающим инструментом в скважину

• Разрушение породы забоя

• Вынос разрушенной породы из скважины

• Подъем бурильных труб из скважины для смены сработавшегося разрушающего инструмента;

• Укрепление (крепление ) стенок скважины при определении определенной глубины обсадными трубами с последующим цементированием пространства между стенкой скважины и спущенными трубами (разобщение пластов)

Основные способы бурения:

• Роторное бурение

• Бурение забойными двигателями

• Турбинное бурение

• Бурение винтовыми двигателями

• Бурение электробуром

Виды бурения:

• Вертикальное бурение

• Наклонно- направленное бурение

• Кустовое бурение скважины

• Многозабойное бурение

• Бурение скважин на акваториях

Буровые установки для эксплуатационного и глубокого разведочного бурения

Буровая установка представляет собой комплекс сооружений, механизмов и приспособлений, выполняющих отдельные операции при строительстве скважин.

Габариты и масса буровой установки зависят главным образом от проектной глубины бурения скважин, типа силового привода и географических условий района бурения. Буровые установки –это достаточно сложное оборудование. Современные буровые установки можно подразделить на 3 группы:

1) для структурно-поискового бурения

2) для глубокого разведочного и эксплуатационного бурения

3) для бурения на море

Буровые установки для структурно-поискового бурения с глубиной бурения от 25 м до 2000 м и грузоподъемностью от 0.4 тн до 20 тн монтируются на базе трактора или автомобмиля.

Выпускаемые серийно отечественной промышленностью установки для глубокого разведочного и эксплуатационного бурения на нефть и газ позволяют бурить скважины глубиной от 2000 до 10 000 метров.

Классификация буровых установок определена ГОСТ 16293-82, который предусматривает два основных параметра: нагрузка на крюке, допустимая в процессе бурения и крепления скважин и условная глубина бурения скважины при массе 1 м бурильной колонны 30 кг. Стандартом предусмотрено применение в бурении свечей длиной 25 или 27 м.

Наибольшее распространение в последние годы получили установки универсальной монтажеспособности (буква "У" в шифре), которые более мобильны при монтажно-демонтажных работах. В большинстве буровых установок с дизельным приводом применяются гидротрансформаторы (буква "Г" в шифре), что имеет немаловажное значение для увеличения гибкости и приемистости групповых приводов.

В условиях заболоченной местности Западной Сибири наиболее широко применяются установки для кустового бурения. При кустовом методе разбуривания месторождений установки монтируются на насыпных островах, с которых бурят 8-16 и более наклонных скважин. Отход по горизонтали от центра куста до забоя скважины на глубине 3000 м достигает 1500 м. Буровая установка для кустового бурения обычно состоит из двух блоков: передвигаемых периодически вышечно-лебедочного и насосного.

Наибольшее распространение в кустовом бурении получила установка БУ-3000ЭУК (с электроприводом, универсальной монтажеспособности для кустового бурения.. Установка состоит из двух крупных (вышечно-лебедочного и насосного) и трех мелких блоков (компрессорного, электроблока и энергоблока). Оборудование вышечно-лебедочного блока расположено в трех уровнях. На отметке 7.2 м настилается пол буровой. На этом же уровне смонтированы ротор, поворотный кран, вспомогательная лебедка, автоматический буровой ключ, механизм крепления неподвижного конца каната, пневмораскрепитель и пульт бурильщика. Буровая лебедка ЛБУ-800 расположена на отметке 4.2 м, а ее основной и вспомогательный приводы находятся на отметке 3.9 м.

При таком расположении оборудования уменьшается общая масса блока, повышается его устойчивость и значительно снижается трудоемкость при монтажных и демонтажных работах. "А"- образная вышка собирается из отдельных секций в горизонтальном положении и с помощью специального устройства поднимается в рабочее вертикальное положение. Вышечно-лебедочный блок имеет металлическое сборно-разборное укрытие. Установка может транспортироваться или с помощью тяжеловозов ТГ-60 или с помощью гидроцилиндра по рельсам в пределах куста.

Все буровые установки подразделены на 11 классов, для глубокого разведочного и эксплуатационного бурения. Класс буровой установки подбирается по условной глубине бурения скважин при массе 1 м бурильной колонны 30 кг, поэтому все чаще применяются бурильные трубы ЛБТ.

Буровые вышки подразделяются на 2 типа: башенные и мачтовые. Башенные - в виде усеченной пирамиды, а мачтовые - подразделяют на призматические, пирамидообразные, А-образные и шестовые.