Вертикальная скважина

Вертикальная скважина- это скважины, у которой угол отклонения ствола от вертикали не превышает 5.

Горизонтальная скважина- называется скважина, у которой угол отклонения ствола от вертикали составляет 80-90.В более широком смысле , горизонтальная скважина- это скважина имеющая протяженную фильтровую зону-ствол, пробуренный преимущественно вдоль напластовывания целого пласта в определенном направлении.

Рисунок 2-Горизонтальная и вертикальная(наклонно-направленная) скважины

Рисунок 3- Бурение скважин на нефть и газ

5.Вертикальное бурение

Наиболее распространенным, универсальным является вертикальное бурение, которое включает в себя множество способов и видов бурения скважин самого разного назначения. Другими словами термин «вертикальное бурение» подразумевает направление скважины (вертикально), а способов осуществления вертикального бурения на сегодняшний момент существует множество. К наиболее распространенным механическим способам вертикального бурения относят

• Вращательный;

• Ударно-вращательный;

• Ударный;

• Роторный;

• Турбинный;

• Электрогидравлический и гидравлический способы.

Каждый из способов имеет свои собственные недостатки и преимущества, а выбор соответствующего конкретному случаю способа бурения зависит от расположения скважины, ее технических характеристик, глубины, профиля, конструкции скважины, а так же геологического строения в зоне бурения. Если осуществление выбора на основе анализа статистических материалов и экономических расчетов не представляется возможным, то специалисты выбирают способ вертикального бурения на основании геолого-технических условий бурения.

Например, роторное бурение вертикальных скважин (наиболее популярное во всем мире) выбирают в тех случаях, когда скважина должна пролегать в толще пластичных глин, сланцах глинистых, в тех условиях, где требуются утяжеленные буровые растворы, а температура в забое достаточно высокая. Турбинное бурение, обладающее высокими скоростями вращения, актуально для прокладки скважин на сравнительно малых глубинах, а редукторные турбобуры позволяют производить бурение глубоких и сверхглубоких вертикальных скважин, при очень высоких значениях температур.

Вне зависимости от того, какой способ разрушения горных пород был избран для проходки той или иной скважины, технологический процесс вертикального бурения включает в себя ряд строго определенных, последовательных операций. В первую очередь происходит спуск буровой колонны, оснащенной необходимым породоразрушающим инструментом в скважину, затем происходит процесс разрушения пород в забое (тем или иным способом). На следующем этапе вертикального бурения разрушенная порода выносится на поверхность скважины, бурильные трубы поднимают на поверхность, сменяют инструменты породоразрушения на новые и операция повторяется до момента достижения заданной глубины скважины. На завершающем этапе, происходит укрепление стенок скважины обсадными трубами, цементирование свободных пространств между стенками скважины и трубами, так называемый процесс «разобщения пластов».

В настоящее время, в нашей стране, других странах СНГ, а так же за рубежом, активно ведутся многочисленные научно-исследовательские, конструкторские разработки, в области создания и совершенствования способов вертикального бурения. К наиболее перспективным направлениям относят изучение разрушения горных пород при помощи ультразвука, лазера, вибрации, эрозионное и взрывное разрушение.

Рисунок 4-Схема бурения скважины

studfiles.net

Что такое скважина в нефтяной промышленности?

Скважиной называется горная выработка цилиндрической формы, чей диаметр во много раз меньше общей длины её ствола (глубины).

Помимо скважины,  есть еще такие горные выработки, как колодец и шахта. В чем их отличие от рассматриваемого нами определения?  На само деле, все довольно просто. В шахту или колодец человек может попасть, а в скважину – нет. Таким образом, дополнительное определение этого сооружения таково – горная выработка, схема и форма которой исключает доступ в неё человека.

Верхнюю часть такой выработки называют устьем, а нижнюю часть – забоем. Уходящие вниз стенки образуют так называемый ствол.

Всем известно, что скважины делают при помощи бурения. Однако сказать, что их просто бурят было бы неверно. Эти капитальные сооружения, сложные в своем строении,  под землей скорее строят, в связи с чем  они относятся к основным средствам организации,  а затраты на их бурение и обустройство являются  капитальными вложениями.

Строительство нефтяных и газовых скважин

Конструкция скважины выбирается на этапе проектирования и должна отвечать следующим требованиям:

• конструкция должна предоставлять возможность свободного доступа к забою геофизических приборов и глубинного оборудования;
• конструкция должна не допускать обрушения стенок ствола;
• также она должна  обеспечивать надежное разделение  друг от друга всех проходимых пластов и не допускать перетекания флюидов из пласта в пласт;
• в случае необходимости, конструкция этой выработки должна давать возможность герметизировать её устье в случае возникновения такой необходимости.

Строительство и монтаж нефтяных и газовых скважин проводится следующим образом:

1. Первым делом  бурится начальный ствол большого диаметра. Его  глубина составляет около   30-ти метров. Затем в пробуренное отверстие опускается  металлическая труба, которую называют направлением, а окружающее её пространство уставляется специальными обсадными трубами и цементируется. Задача направления – предотвратить размывание верхнего почвенного  слоя в процессе дальнейшего бурения.
2. Далее до глубины от 500 до 800 метров бурится ствол меньшего диаметра, в который опускается колонна из  труб, называемая кондуктором. Пространство между стенками трубы и горной породой также заливается цементным раствором на всю глубину.
3. Только после обустройства направления и кондуктора скважину пробуривают на заданную проектом глубину, и опускают в неё колонну труб еще меньшего диаметра. Эта колонная называется эксплуатационной. Если глубина залегания пласта – большая, то возможно использование так называемых промежуточных трубных колонн. Все пространство между стволом скважины и окружающей её горной породой заливается цементом.

В чем основное назначение кондуктора? Дело в том, что на  глубинах до 500 метров располагается активная зона пресных вод, а ниже этой глубины (в зависимости от региона разработки)  начинается  зона с  затрудненным  водообменном, в которой много  соленых вод и прочих подвижных  флюидов (в том числе – газов и нефти). Так вот, основная задача кондуктора – это дополнительная защита, которая предотвращает засолонение поверхностных пресных вод и не позволяет проникать в них  вредным веществам, которые сконцентрированы в нижних пластах.

Какие бывают скважины?

В зависимости от того, в каких геологических условиях расположены нефтяные месторождения, бурятся разные типы таких выработок.

Основные виды скважин:

• вертикальные;
• наклонно-направленные;
• горизонтальные;
• многоствольные или многозабойные.

Вертикальной называют скважину, угол отклонения ствола которой от вертикали – не более пяти градусов.

Если этот угол больше пяти градусов, то это уже – наклонно-направленный тип.

Горизонтальной называют скважину, если угол отклонения от вертикали её ствола приблизительно равен 90 градусов. Однако есть некоторые нюансы этого определения. Поскольку в живой природе редко встречаются «прямые линии», а разрабатываемые пласты чаще всего залегают с некоторым уклоном, то с практической точки зрения бурить строго  горизонтальные  скважины смысла, как правило, нет.

Проще и эффективнее направить ствол вдоль оптимальной траектории залегания. Исходя из этого, можно дать определение горизонтальному типу таких выработок как скважина, которая имеет протяженный ствол, пробуренный максимально близко к направлению  целевого продуктивного пласта с соблюдением оптимального азимута.

Скважины, у которых два и более ствола, называются многоствольные или многозабойные. Их отличие друг от друга – в расположении точки разветвления, в которой от основного стола отходят дополнительные. Если эта точка располагается выше уровня продуктивного горизонта, то этот тип выработки называется многоствольным.  Если эта точка располагается в пределах продуктивного горизонта, то это –  многозабойный тип скважины.

Проще говоря, если основной ствол пробуривают  до  разрабатываемого пласта, а уже внутри него бурятся дополнительные отростки,  то это – многозабойный тип (продуктивный пласт пробивается в одной точке). Все остальные выработки с несколькими стволами относятся к многоствольным (несколько точек пробития пласта). Также такой тип скважин характерен в случаях, когда пласты расположены на разных горизонтах.

Кроме того, бывают еще кустовые скважины. В этом случае несколько стволов расходятся под разными углами и на разную глубину, а их устья находятся близко друг к другу (как посаженный вверх ногами куст).

Деление скважин по своему назначению

Эта классификация предусматривает следующие категории таких горных выработок:

№	Полезная информация
1	поисковые скважины
2	разведочные выработки (для геологоразведочной работы)
3	эксплуатационные стволы

К категории поисковых относятся скважины, пробуриваемые в процессе поиска новых нефтяных и газовых месторождений.

Разведочное бурение производится на площадях, нефте- или газоносность которых уже установлена, с целью уточнения объемов обнаруженных залежей углеводородного сырья и для  уточнения исходных параметров месторождения, которые необходимы при проектировании способа разработки промысла, поэтому разведке уделяется особое внимание.

Эксплуатационное бурение создает выработки следующих типов:

• основные (добывающие и нагнетательные);
• резервные;
• контрольные;
• оценочные;
• дублирующие;
• скважины специального назначения (поглощающие, водозаборные и так далее).

Сама добыча сырья производится через добывающие выработки, которые бывают насосными, газлифтными и фонтанными.

Назначение нагнетательных скважин –  воздействие на разрабатываемый  пласт с помощью  нагнетания в него пара, газа или воды, а также прочих рабочих сред. Они бывают внутриконтурными, приконтурными и  законтурными.

Резервные необходимы для разработки  отдельных и застойных зон, а также  зон выклинивания, которые не входят в контур основных скважин.

Контрольные нужны для наблюдения за текущим положением зон контакта добываемого ресурса и воды и прочими изменениями пласта, находящегося  в разработке. Кроме того, с их помощью контролируют давление в продуктивных  пластах.

Оценочные нужны для предварительной оценки подготавливаемых к разработке месторождений. Они помогают определить границы и размеры запасов, а также прочие необходимые предварительные параметры.

Дублирующие используются во время замены ликвидируемых вследствие физического износа или аварий скважин  основного фонда.

Через специальные  добывают техническую воду, сбрасывают промысловые  воды, с их помощью ликвидируют открытые фонтаны  и так далее

Способы бурения нефтяных и газовых скважин

Процесс бурения нефтяной скважины  по характеру своего  воздействия на горные  породы бывает:

• механическим;
• термическим;
• физико-химическим;
• электрическим и так далее.

Промышленное освоение месторождений подразумевает использование  только механических способов, в которых используются разные режимы бурения. Все другие способы разбуривания находятся в экспериментальной разработке.

Механические методы бурения делятся на вращательные и ударные.

Ударный способ  – это  механическое разрушение горной породы, которые выполняется подвешенным на канате специальным инструментом – долотом. В состав такого бурового комплекса также входят  канатный замок и ударная штанга.  Это устройство подвешивается на канате, который перекинут блок, установленный на буровой мачте. Возвратно-поступательное движение долота обеспечивается специальным  буровым станком. Цилиндрическую форму ствол приобретает вследствие  поворота долота во время работы.

Очистку забоя от разрушенной породы выполняют при помощи желонки, которая напоминает длинное ведро с клапаном на днище. Инструмент вынимают из ствола, опускают желонку, открывают в забое её клапан. Ведро наполняется жидкостью с кусочками породы, клапан закрывается, и полная желонка поднимает на поверхность. Все, можно продолжать бурение.

В России на данный момент  ударное бурение  практически  не применяется.

Вращательный метод основан на погружении долота  в толщу пород с помощью одновременного воздействия на инструмент и вертикальной нагрузки, и  крутящего момента. Вертикальная нагрузка позволяет погрузить долото в  породу,  а  затем, с помощью крутящего момента, долото  скалывает, истирает и дробит горную породу.

По способу расположения силового агрегата вращательное бурение делится на роторное и забойное. В первом случае двигатель стоит на поверхности, а крутящий момент долу передает колонны буровых труб. Во втором случае двигатель ставиться сразу за долотом, и вращения буровой колонны не происходит (вращается только долото).

Интересный факт

Самой глубокой в мире скважиной является Кольская сверхглубокая (СГ-3). Её глубина – 12 262 метра.  Её пробурили в Мурманской области для изучения глубинного строения Земли.

Тайна кольской сверхглубокой скважины

13:32

Заголовок

Тайна кольской сверхглубокой скважи ...

Просмотров

2,276,326 views

2:12

Заголовок

анимация процесса добычи нефти

Просмотров

1,054,660 views

1:58

Заголовок

Oil well accident (Kazakhstan). Ава ...

Просмотров

629,436 views

neftok.ru

Скважины в нефтяной промышленности

В этой статье хотелось бы вкратце пробежаться по теме нефтяных скважин. Разберемся с вопросами: Что такое скважина? Какие они бывают в нефтяной промышленности? Разберем типовую конструкцию скважин, категории скважин по назначению и т.п. Профессионалы-нефтяники могут эту статью благополучно пропустить, так как ничего нового вы здесь не найдете. А вот тем, кто еще не очень хорошо разбирается в нефтяных скважинах, статья может оказаться весьма полезной.

Ну что ж, с введением закончили, теперь давайте перейдем напосредственно к скважинам. Начнем с элементарного вопроса:

Что такое скважина?

Скважина – это цилиндрическая горная выработка, у которой длина ствола гораздо больше, чем ее диаметр.

Какие еще признаки делают скважину скважиной? Мы знаем, что есть такие сооружения как колодцы, шахты. В эти сооружения человек может попасть. В скважину – нет. Таким образом, скважина – это горная выработка без доступа в нее человека. В некоторых книгах еще дают дополнительное условие: с диаметром ствола не более 0,75 м. Но это, как говорят американцы, optional.

Верхняя часть скважины называется устье, нижняя – забой. Стенки скважины – это ствол скважины.

Мы привыкли говорить, что скважины бурят. На самом же деле скважины строят. Скважины – это сложные капитальные сооружения. Их, кстати говоря, относят к основным средствам предприятия, а затраты на бурение скважин и их обустройство – к капитальным вложениям.

Конструкция скважины

При проектировании конструкции нефтяной скважины исходят из следующих основных требований:

• конструкция скважины должна обеспечивать свободный доступ к забою глубинного оборудования и геофизических приборов;
• конструкция скважины должна предотвращать обрушение стенок скважины;
• конструкция скважины должна обеспечивать надежное разобщение всех пластов друг от друга, то есть она должна предотвращать перетекание флюидов из одного пласта в другой;
• кроме того, она должна обеспечивать возможность герметизации устья скважины при необходимости.

Давайте разберем, как строят скважины и какова их типовая конструкция на примере нефтяных скважин, которые бурят на месторождениях Удмуртии.

Сначала бурят ствол большого диаметра глубиной порядка 30 метров. Спускают металлическую трубу диаметром 324 мм, которая называется направление, и цементируют пространство между стенками трубы и стенками горной породы. Направление нам необходимо для того, чтобы верхний слой почвы не размывался при дальнейшем бурении. Далее продолжают бурение ствола меньшим диаметром до глубины примерно 500-800 м. Снова спускают колонну труб диаметром 168 мм и также цементируют пространство между колонной труб и стенками породы по всей длине. Это у нас кондуктор. Далее бурение возобновляют и бурят скважину уже до целевой глубины. Снова спускают колонну труб диаметром 146 мм, которая называется эксплуатационной колонной. Пространство между стенками труб и горной породой опять же цементируется от забоя скважины и вплоть до устья.

Зачем нам нужен кондуктор? До глубины порядка 500 метров расположена зона пресных вод с активным водообменном. Ниже глубины 500 м (глубина может быть различна для разных регионов) идет зона затрудненного водообмена с солеными водами, а также другими флюидами (нефтью, газами). Кондуктор нам необходим в качестве дополнительной защиты, предотвращающей возможность засолонения пресных вод и попадания в них вредных веществ с нижележащих пластов.

Между кондуктором и эксплуатационной колонной в некоторых случаях (например, при большой глубине скважины) спускают промежуточную (техническую) колонну.

Типы скважин

В зависимости от геологических условий нефтяного месторождения бурят различные типы скважин. Нефтяная скважина может быть пробурена как:

• вертикальная;
• наклонно-направленная;
• горизонтальная;
• многоствольная или многозабойная

Вертикальная скважина – это скважина, у которой угол отклонения ствола от вертикали не превышает 5°.

Если угол отклонения от вертикали больше 5°, то это уже наклонно-направленная скважина.

Горизонтальной скважиной (или горизонтальным стволом скважины) называют скважину, у которой угол отклонения ствола от вертикали составляет 80-90°. Но здесь есть один нюанс. Так как «в природе нет прямых линий» и продуктивные нефтенасыщенные пласты залегают в недрах земли, как правило, с некоторым наклоном, а часто с довольно крутым наклоном, то на практике получается, что нет никакого смысла бурить горизонтальную скважину под углом приблизительно равным 90°. Логичнее пробурить ствол скважины вдоль пласта по наиболее оптимальной траектории. Поэтому в более широком смысле, под горизонтальной скважиной понимают скважину, имеющую протяженную фильтровую зону – ствол, пробуренный преимущественно вдоль напластования целевого пласта в определенном азимутальном направлении.

Скважины с двумя и более стволами называют многоствольными (многозабойными).

вертикальная	наклонно-направленная	горизонтальная	многоствольная

Чем отличается многоствольная скважина от многозабойной?

Многоствольные скважины, также как и многозабойные, имеют основной ствол и один или несколько дополнительных. Ключевым отличием является расположение точки разветвления стволов. Если точка находится выше продуктивного горизонта, на который пробурена скважина, то скважину называют многоствольной (МСС). Если же точка разветвления стволов находится в пределах продуктивного горизонта, то скважину называют многозабойной (МЗС).

Другими словами, если основной ствол скважины пробурен вплоть до продуктивного горизонта и уже в самом продуктивном горизонте из него пробурен один или несколько дополнительных стволов, то это многозабойная скважина (МЗС). В этом случае скважина пересекает верхнюю границу продуктивного горизонта только в одной точке.

Если же дополнительные стволы скважины забурены из основного ствола выше продуктивного горизонта и, таким образом, скважина имеет больше одной точки пересечения с продуктивным горизонтом или, как вариант, дополнительные стволы пробурены на разные горизонты, то это многоствольная скважина (МСС).

Многоствольная скважина (МСС)	Многозабойная скважина (МЗС)

vseonefti.ru

СПОСОБЫ НАПРАВЛЕННОГО БУРЕНИЯ СКВАЖИН НА НЕФТЬ И ГАЗ

ЛЕКЦИЯ 3

Современное бурение допускает проводку скважин самых различных конфигураций ствола и его ориентировки в пространстве – от вертикального до горизонтального. Получили развитие кустовое и, в меньшей мере, многозабойное бурение.

Строго вертикальных скважин нет – все имеют некоторую кривизну и отклонение от вертикали. Современный уровень техники и технологии позволяет бурить скважины с отклонением ствола скважины от вертикали до 2°.

Существует два основных класса искривления скважин:

· естественное (неуправляемое) искривление, связанное с геологическими причинами: анизотропия свойств пород, слоистость и проч. Однако, закономерности естественного искривления скважин могут быть учтены при проектировании технологии бурения, если действие их заранее изучено по фактическим данным с помощью известных статистических методов.

· искусственное (управляемое) искривление, возникающее при действии различных технико-технологических факторов. Искусственного искривления скважин возможно избегать, или уменьшать его влияние на поведение трассы скважины путем регулирования этих факторов. С другой стороны, в целях направленного бурения скважин в заданную точку, это достигается также за счет оптимального управления технико-технологическими факторами.

К геологическим причинам, кроме указанных, относятся: угол встречи долота с плоскостью пласта, чередуемость пород по прочности и их мощность, угол искривления скважины (определяется углом падения пластов и не может быть больше последнего).

К технико-технологическим факторам относятся: тип долота, режим бурения, жесткость низа бурильной колонны, кривизна в элементах бурильного инструмента, искривление бурильных труб под нагрузкой, вертикальность и совпадение оси вышки с центром роторного стола и направления, горизонтальность установки стола ротора.

Указанные причины могут быть полностью учтены и их влияние можно свести практически к нулю.

Ниже приведены основные мероприятия, связанные с регулированием технико-технологических факторов:

Перед началом бурения должны быть проверены и обеспечены центрирование вышки, соответствие осей симметрии вышки и направления, горизонтальность установки стола ротора, прямолинейность первых бурильных труб и ведущей трубы.

В начале бурения ведущая труба и первые трубы должны входить в породу строго вертикально, без раскачиваний.

Профилактика кривизны скважины при бурении сводится к замеру кривизны, применению компоновок низа бурильной колонны (КНБК) и подбору режима бурения. Компоновки должны обладать проходимостью и продольной устойчивостью в стволе при бурении скважин, не создавать значительных гидравлических сопротивлений при движении бурового раствора и др.

КНБК применяют после проработки ствола непосредственно из-под башмака промежуточных колонн, а также с начала бурения теми долотами, диаметр которых соответствует диаметру компоновок. Допустимый износ калибраторов и центраторов не должен превышать 3 мм по диаметру, а квадратных утяжеленные бурильные трубы (УБТ) – до 2 мм. Компоновки низа бурильной колонны различаются между собой, элементы их представлены калибраторами, центраторами, стабилизаторами, расширителями, маховиками (короткими УБТ) и т.д.

Эффективность работы КНБК определяется соответствием их условиям работы, жесткостью, разностью диаметров долота и элементов компоновок, длиной, очередностью и количеством установки элементов компоновок, характером конфигурации поперечного сечения ствола скважины. Назначение элементов, составляющих КНБК, неодинаковое.

Калибраторы предназначаются для калибровки по диаметру ствола скважины и улучшения работы долот. Выпускаются в нескольких вариантах: КЛ-214 – калибратор лопастной на диаметр 214 мм с расположенными по образующей ребрами; КЛС-190 – калибратор лопастной на диаметр 190мм с расположенными по спирали ребрами; КВЗ-214 – калибратор с выдвижными зубцами на диаметр 214 мм и др. При роторном бурении калибраторы устанавливаются в компоновке непосредственно над долотом.

Центраторы предназначены для центрирования бурильной колонны в месте их установки. Они выпускаются в нескольких вариантах: металлический ЦМ-269, резинокаркасный ЦР-214, шарнирный ЦШ-269, межсекционный ЦС-295 и центратор вала турбобура ЦВТ-295.

Стабилизаторы, роль которых исполняют УБТ, утяжеленные трубы многоугольного профиля или спиральные, предназначены для центрирования бурильной колонны на участке длины стабилизации. Их разделяют на цилиндрические СЦ-245-4,5м с наружным диаметром 245 мм при длине 4,5 м; спиральные СС-190-4,Ом; квадратные СК-190-6,5м с размером по диагонали 190 мм и длиной 6,5 м и др.

Маховики, роль которых выполняют короткие утяжеленные бурильные трубы, служат для уравновешивания вращающейся массы вала турбобура на основе принципа гироскопа. Их устанавливают под валом турбобура.

Расширитель предназначен для расширения ствола скважины. Наиболее распространены трехшарошечные расширители (в корпусе на осях смонтированы три пары шарошек, по окружности они расположены друг к другу под углом 120°). Трехшарошечные расширители выпускают нескольких диаметров – 243, 269, 295, 345, 395 и 455 мм.

Выпускают также четырех- и шестилопастные, одношарошечные пилотные и штыревые наддолотные расширители.

Искривление стволов скважины в процессе сооружения измеряется. Для этого используют инклинометры дискретного и непрерывного действия, работающие как в процессе бурения, так и между рейсами. Инклинометры измеряют отклонение ствола скважины от вертикали (в вертикальной плоскости) и искривление по азимуту (угол между вертикальной плоскостью, в которой лежит ось искривленного ствола, и вертикальной плоскостью, проходящей через северное окончание магнитной стрелки).

studopedia.ru

ОПРЕДЕЛЕНИЕ «Вертикальной скважины»

Колодец, который не поворачивается горизонтально на глубину, что позволяет получить доступ к запасам нефти и газа, расположенным непосредственно под поверхностью. Исторически, разведка природного газа и нефти включала использование вертикальных скважин, поскольку технология направленного бурения была дорогостоящей и сложной. Вертикальное бурение скважин считается обычным методом.

РАЗРЕШЕНИЕ «Вертикальная скважина»

Вертикальные скважины отличаются от наклонных скважин, таких как горизонтальные скважины, на глубине, потому что они не требуют использования направленного бурения. Это делает их менее дорогими для развития, хотя и менее продуктивными из-за их ограниченного диапазона.

В то время как вертикальные скважины могут быть менее сложными для приведения в действие, чем направленные скважины, их ограниченные углы делают их менее способными охватить более широкий участок подземной территории. Поскольку вертикальная скважина может иметь доступ только к запасам нефти и природного газа, расположенным ниже, что делает большую добычу на месторождении необходимой для бурения многих вертикальных скважин. Они особенно непрактичны в случаях, когда тонкие слои резерва расположены на широкой территории. Поскольку вертикальная скважина может быть пробурена только в одном направлении, геологоразведочная компания должна с самого начала оценить наиболее продуктивную часть резерва; вертикально просверленная скважина может идти прямо через резерв, нажимая только часть доступной энергии.

Горизонтальные скважины обычно начинаются с бурения вертикальной скважины. Бурение вертикально позволяет инженерам исследовать фрагменты породы на разных слоях, чтобы определить, где можно найти резервы. Горизонтальные скважины затем «отталкиваются» от первичного вертикального вала.

Добыча нефти и газа из нетрадиционных источников, таких как сланцевые породы, часто требует использования технологий горизонтального бурения, поскольку источник может работать горизонтально. Если запасы расположены в жилом районе, вертикальное бурение скважин потребует либо перемещения жителей, либо потребует, чтобы они жили рядом с вышкой.

ru.toptipfinance.com

Строго вертикальных скважин нет – все имеют некоторую кривизну и отклонение от вертикали. Современный уровень техники и технологии позволяет бурить скважины с отклонением ствола скважины от вертикали до 2°.

Существует два основных класса искривления скважин:

· естественное (неуправляемое) искривление, связанное с геологическими причинами: анизотропия свойств пород, слоистость и проч. Однако, закономерности естественного искривления скважин могут быть учтены при проектировании технологии бурения, если действие их заранее изучено по фактическим данным с помощью известных статистических методов.

· искусственное (управляемое) искривление, возникающее при действии различных технико-технологических факторов. Искусственного искривления скважин возможно избегать, или уменьшать его влияние на поведение трассы скважины путем регулирования этих факторов. С другой стороны, в целях направленного бурения скважин в заданную точку, это достигается также за счет оптимального управления технико-технологическими факторами.

 

К геологическим причинам, кроме указанных, относятся: угол встречи долота с плоскостью пласта, чередуемость пород по прочности и их мощность, угол искривления скважины (определяется углом падения пластов и не может быть больше последнего).

К технико-технологическим факторам относятся: тип долота, режим бурения, жесткость низа бурильной колонны, кривизна в элементах бурильного инструмента, искривление бурильных труб под нагрузкой, вертикальность и совпадение оси вышки с центром роторного стола и направления, горизонтальность установки стола ротора.

Указанные причины могут быть полностью учтены и их влияние можно свести практически к нулю.

Ниже приведены основные мероприятия, связанные с регулированием технико-технологических факторов:

Перед началом бурения должны быть проверены и обеспечены центрирование вышки, соответствие осей симметрии вышки и направления, горизонтальность установки стола ротора, прямолинейность первых бурильных труб и ведущей трубы.

В начале бурения ведущая труба и первые трубы должны входить в породу строго вертикально, без раскачиваний.

Профилактика кривизны скважины при бурении сводится к замеру кривизны, применению компоновок низа бурильной колонны (КНБК) и подбору режима бурения. Компоновки должны обладать проходимостью и продольной устойчивостью в стволе при бурении скважин, не создавать значительных гидравлических сопротивлений при движении бурового раствора и др.

КНБК применяют после проработки ствола непосредственно из-под башмака промежуточных колонн, а также с начала бурения теми долотами, диаметр которых соответствует диаметру компоновок. Допустимый износ калибраторов и центраторов не должен превышать 3 мм по диаметру, а квадратных утяжеленные бурильные трубы (УБТ) – до 2 мм. Компоновки низа бурильной колонны различаются между собой, элементы их представлены калибраторами, центраторами, стабилизаторами, расширителями, маховиками (короткими УБТ) и т.д.

Эффективность работы КНБК определяется соответствием их условиям работы, жесткостью, разностью диаметров долота и элементов компоновок, длиной, очередностью и количеством установки элементов компоновок, характером конфигурации поперечного сечения ствола скважины. Назначение элементов, составляющих КНБК, неодинаковое.

Калибраторы предназначаются для калибровки по диаметру ствола скважины и улучшения работы долот. Выпускаются в нескольких вариантах: КЛ-214 – калибратор лопастной на диаметр 214 мм с расположенными по образующей ребрами; КЛС-190 – калибратор лопастной на диаметр 190мм с расположенными по спирали ребрами; КВЗ-214 – калибратор с выдвижными зубцами на диаметр 214 мм и др. При роторном бурении калибраторы устанавливаются в компоновке непосредственно над долотом.

Центраторы предназначены для центрирования бурильной колонны в месте их установки. Они выпускаются в нескольких вариантах: металлический ЦМ-269, резинокаркасный ЦР-214, шарнирный ЦШ-269, межсекционный ЦС-295 и центратор вала турбобура ЦВТ-295.

Стабилизаторы, роль которых исполняют УБТ, утяжеленные трубы многоугольного профиля или спиральные, предназначены для центрирования бурильной колонны на участке длины стабилизации. Их разделяют на цилиндрические СЦ-245-4,5м с наружным диаметром 245 мм при длине 4,5 м; спиральные СС-190-4,Ом; квадратные СК-190-6,5м с размером по диагонали 190 мм и длиной 6,5 м и др.

Маховики, роль которых выполняют короткие утяжеленные бурильные трубы, служат для уравновешивания вращающейся массы вала турбобура на основе принципа гироскопа. Их устанавливают под валом турбобура.

Расширитель предназначен для расширения ствола скважины. Наиболее распространены трехшарошечные расширители (в корпусе на осях смонтированы три пары шарошек, по окружности они расположены друг к другу под углом 120°). Трехшарошечные расширители выпускают нескольких диаметров – 243, 269, 295, 345, 395 и 455 мм.

Выпускают также четырех- и шестилопастные, одношарошечные пилотные и штыревые наддолотные расширители.

Искривление стволов скважины в процессе сооружения измеряется. Для этого используют инклинометры дискретного и непрерывного действия, работающие как в процессе бурения, так и между рейсами. Инклинометры измеряют отклонение ствола скважины от вертикали (в вертикальной плоскости) и искривление по азимуту (угол между вертикальной плоскостью, в которой лежит ось искривленного ствола, и вертикальной плоскостью, проходящей через северное окончание магнитной стрелки).

helpiks.org