Элементы скважины


Типичным объектом водозабора в России всегда был колодец. Но в настоящее время все большую популярность получают скважины. В чем-то причиной такого явления становится ухудшение экологической обстановки, связанное с жизнедеятельностью человека – качество жидкости из верховодных источников уже не удовлетворяет потребителя. Конструкция скважины позволяет производить забор воды из глубинных водоносных пластов, имеющих более мощные фильтрующие слои грунта.

Основные элементы водозабора

Строение типовой скважины включает в себя следующие устройства:

  • шурф – отверстие в грунте, выполняемое бурением;
  • обсадная колонна – устройство, предохраняющее стенки шурфа от обрушения, на нижнем конце обсадной колонны устраивается фильтрующий участок;
  • донный гравийные фильтр, производящий первичную фильтрацию воды и перекрывающий нижний торец обсадной колонны от проникновения или и песка;
  • питающая труба – труба меньшего диаметра внутри обсадной колонны, на нижнем конце оснащается, в ряде случаев, фильтром тонкой очистки, верхним концом присоединяется к насосу для откачки воды;

  • возможен и часто применяется способ применения погружных или глубинных насосов не в наружном исполнении, а размещаемых непосредственно внутри обсадной колонны. В этом случае подача воды наверх производится по шлангу. Водозабор производится также через фильтр тонкой очистки, укрепляемый непосредственно на насосе;
  • обратный клапан – устройство для поддержания столба воды в заборной трубе при использовании наружных центробежных насосов;
  • оголовок – служит для защиты ее устья от попадания посторонних предметов и мусора. Также выполняет дополнительные функции – герметизация водозабора, увеличение дебета скважины за счет возможности создании отрицательного давления при откачке воды, надежное крепление подвесного оборудования и электропроводки к погружным насосам, упрощенный переход с размера на размер труб между водозаборной трубой и системой водоснабжения дома.

Колонна обсадная

Устанавливается по окончании бурения и вскрытия водоносного слоя. Часто установка обсадной колонны производится по ходу бурения скважины, что зависит от характеристики проходимых грунтов, на рыхлых и песчаных грунтах параллельное обсаживание неизбежно.

Рис.1.  
<div id=

уба обсадная муфтовая стальная" width="428" height="259" srcset="http://oburenie.ru/wp-content/uploads/2016/08/Truba-obsadnaya-muftovaya-stalnaya.jpg 428w, http://oburenie.ru/wp-content/uploads/2016/08/Truba-obsadnaya-muftovaya-stalnaya-768x464.jpg 768w" sizes="(max-width: 428px) 100vw, 428px" />
Рис.1. Труба обсадная муфтовая стальная

Соединение обсадных труб в колонну производится по мере заглубления шурфа. Может применяться как сборка с применением специальных муфт или непосредственно трубу к трубе на трубах с высаженными концами и нарезанной резьбой – с одного конца (на высадке) внутренней, на втором наружной.

Рис.2. Труба обсадная из поливинилхлорида с высаженными концами
Рис.2. Труба обсадная из поливинилхлорида с высаженными концами

При подборе размеров труб для обсадки стенок учитывается необходимый дебет скважины. Рачительный хозяин предпочтет применить увеличенный диаметр обсадки, предусматривая в дальнейшем возможность установки внутрь новой обсадки, когда старая износится и выйдет из строя. Это называется «ремонтный размер».

Фильтрующие устройства


Система фильтрации состоит из донного гравийного фильтра и фильтрующих элементов на первой трубе колонны.

Донный фильтр

Этот элемент нужно выполнить непосредственно по окончании процесса бурения. Чтобы устроить такой фильтр нужно засыпать в устье скважины несколько ведер гравия в смеси мелкой и средней фракций, затем несколько раз приподнять и опустить обсадную колонну. В результате таких действий гравий просыплется в затрубное пространство и создаст надежный замок от проникновения ила и песка внутрь обсадки.

Фильтр на обсадке

Такие фильтры устраиваются на нижней секции обсадной трубы. Для этого на ней выполняются проемы, которые могут иметь различный вид:

  • перфорированный в виде отверстий диаметром 12 – 15 мм в стенках трубы;
Рис.3. Проволочный многослойный фильтр на перфорированной трубе, намотка защищена от смещения сваркой продольным швом 
Рис.3.

оволочный многослойный фильтр на перфорированной трубе, намотка защищена от смещения сваркой продольным швом
  • щелевидный, в виде поперечных или продольных щелей, которые могут быть выполнены с применением «болгарки» непосредственно на месте выполнении работ;
Рис.4. Сетчатый щелевидный фильтр для скважины 
Рис.4. Сетчатый щелевидный фильтр для скважины
  • вырезкой проемов с установкой продольных ребер, если фильтрующий элемент выполняется нержавеющей проволокой или с установкой спиральных ребер, если для фильтра применяется сетка.

По мере засорения фильтров, а это неизбежно, производится раскачка скважины для их очистки. Наиболее интенсивное заиливание водозабора происходит при длительном его простое.

Насосы

От правильного выбора агрегата для откачки воды из скважины зависит, насколько эффективным будет все строение.

Основными типами насосов для скважин являются:

  • погружные;
  • глубоководные;
  • поверхностные.

Параметры первичного выбора насоса следующие:

  1. Соответствие наружного диаметра агрегата внутреннему диаметру обсадной трубы – он должен быть меньше примерно на 15 – 20 мм.
  2. Мощность насоса должна быть оптимальной для данной скважины, ее дебита и потребности в воде.
  3. Высота столба – характеристика, говорящая о способности агрегата поднимать воду на определенную высоту. Для глубоких водозаборов рекомендуются глубоководные насосы. Важно! Эти устройства не могут работать без воды, при попытке проверить его насухо, он мгновенно выйдет из строя.
  4. Производительность (л/час) – основной показатель, учитываемый при подборе насоса, он должен быть не менее величины максимального единовременного потреблении воды в хозяйстве.

Внимание! В скважинах нельзя применять вибрационные насосы, которые приводят их к разрушению под действием вибрации насоса, особенно если наступает явление резонанса.

Обратный клапан


Служит для сохранения столба воды в заборной трубе. Применяются различные конструкции: лепестковые, шаровые и другие. Обеспечивает наличие воды в рабочей камере центробежного поверхностного насоса, без чего его работа невозможна. Состоит из корпуса и рабочего клапана.

Заключение

Современная скважина состоит из ряда последовательно расположенных узлов и агрегатов, позволяющих не только выкачивать воду из подземных водоносов, но и производить ее предварительную фильтрацию. Такое направление в водоснабжении представляется перспективным и имеет большое будущее.

Советуем почитать: Оголовок для скважины

oburenie.ru

ПОДГОТОВКА СКВАЖИН К ЭКСПЛУАТАЦИИ

Классификация и назначение скважин Конструкция скважин Влияние факторов на конструкцию скважин Физические процессы в призабойной зоне
Приток жидкости в скважину Гидродинамическое совершенство скважин Типовые конструкции забоев скважин Основы вторичного вскрытия пласта

Взрывные методы перфорации Гидропескоструйная перфорация

Понятие конструкции скважины

Конструкция скважины — это совокупность элементов крепи горной выработки с поперечными размерами, несоизмеримо малыми по сравнению с ее глубиной и протяженностью, обеспечивающая при современном техническом и технологическом вооружении безаварийное, с учетом охраны недр, экономичное строительство герметичного пространственно устойчивого канала между флюидонасыщенными пластами и остальной частью вскрытого геологического разреза, а также дневной поверхностью, эксплуатирующегося в заданных режимах и времени в зависимости от назначения: изучение геологического разреза, разведка и оценка газонефтеносности отложений, добыча продукции, поддержание пластовых давлений, наблюдение за режимом эксплуатации месторождения и др.

В газонефтяной отрасли нет также единого методического подхода к оценке качества проектирования и строительства скважин, в том числе их конструкции.

Основные элементы скважины

Основными элементами скважины являются: устье, забой, ствол, обсадная колонна, фильтр, цементное кольцо.

Устье — это начало скважины, образованное короткой вертикальной зацементированной трубой — направлением.


Забой — это дно ствола скважины.

Ствол — это горная выработка, внутри которой располагаются обсадные колонны и производится углубление скважины.

Фильтр — участок скважины, непосредственно соприкасающийся с продуктивным нефтяным или газовым горизонтом. Фильтром может служить необсаженный колонной участок ствола, специальное устройство с отверстиями, заполненное гравием и песком, часть эксплуатационной колонны или хвостовика с отверстиями или щелями.

Цементное кольцо — затвердевший цементный раствор, закачанный в кольцевое пространство между стволом и обсадной колонной с целью его герметизации.

Цементное кольцо предназначено для надежной изоляции друг от друга интервалов геологического разреза (в том числе и продуктивных) на весь период строительства, эксплуатации и обеспечения жесткой связи обсадных колонн со стенками скважины с целью формирования прочной и герметичной постоянной крепи.

Система обсадных колонн и цементных колец за ними составляют крепь скважины.

Обсадные колонны

Обсадная колонна — это свинченные друг с другом и опущенные в ствол обсадные трубы с целью изоляции слагающих ствол горных пород. Различают первую обсадную колонну — кондуктор, последнюю обсадную колонну — эксплуатационную колонну, в том числе хвостовик, промежуточные обсадные колонны, в том числе летучки (лайнеры).


Обсадные колонны предназначены для изоляции стенок скважин от рабочего пространства ствола в процессе бурения и эксплуатации и обеспечивают требуемую прочность и герметичность при воздействии на них внутренних и внешних воздействий в первую очередь давления. Для создания необходимой изоляции кольцевого пространства, остающегося между обсадными колоннами, оно заливается жидким цементным раствором, твердеющим через определенное время.

Обсадные колонны по назначению подразделяются следующим образом.

Направление — первая колонна труб или одна труба, предназначенная для закрепления приустьевой части скважин от размыва буровым раствором и обрушения, а также для обеспечения циркуляции жидкости. Направление, как правило, одно. Однако могут быть случаи крепления скважин двумя направлениями, когда верхняя часть разреза представлена лессовыми почвами, насыпным песком или имеет другие особенности. Обычно направление спускают в заранее подготовленную шахту или скважину и бетонируют на всю длину. Иногда направление забивают в породу, как сваю.

Различают шахтное (или шахтовое) направление и удлиненное направление. Шахтное устанавливается, как правило, во всех случаях и его длина составляет 3-10 м. В зависимости от конкретных условий может устанавливаться удлиненное направление или от одного до нескольких направлений и в этом случае длина может достигать 100 м. Направление спускается по возможности в глинистый пласт. Диаметр колонны колеблется от 245 до 1250 мм. Трубы, используемые в качестве направления, на прочность не рассчитываются и не опрессовываются.


Кондуктор — колонна обсадных труб, предназначенных для разобщения верхнего интервала разреза горных пород, изоляции пресноводных горизонтов от загрязнения, монтажа противовыбросового оборудования и подвески последующих обсадных колонн.

Кондуктор в зависимости от геологических условий устанавливается на глубину в среднем до 100 м, а максимальная глубина до 600 м. Диаметр кондуктора, как правило, колеблется в диапазоне 177-508 мм. Он опрессовывается, как и цементное кольцо.

Шахтное направление и кондуктор являются обязательными элементами конструкции скважины.

Промежуточная обсадная колонна (их может быть несколько) служит для разобщения несовместимых по условиям бурения зон при углублении скважины до намеченных глубин.

Промежуточные обсадные колонны могут быть следующих видов:

  • сплошные — перекрывающие весь ствол скважины от забоя до ее устья независимо от крепления предыдущего интервала;
  • хвостовики — для крепления только необсаженного интервала скважины с перекрытием предыдущей обсадной колонны на некоторую величину;
  • летучки — специальные промежуточные обсадные колонны, служащие только для перекрытия интервала осложнений и не имеющие связи с предыдущими или последующими обсадными колоннами.

Секционный спуск обсадных колонн и крепление скважин хвостовиками являются, во-первых, практическим решением проблемы спуска тяжелых обсадных колонн и, во-вторых, решением задачи по упрощению конструкции скважин, уменьшению диаметра обсадных труб, зазоров между колоннами и стенками скважины, сокращению расхода металла и тампонирующих материалов, увеличению скорости бурения и снижению стоимости буровых работ.

Эксплуатационная колонна — последняя колонна обсадных труб, которой крепят скважину для разобщения продуктивных горизонтов от остальных пород и извлечения из скважины нефти или газа или для нагнетания в пласты жидкости или газа. Иногда в качестве эксплуатационной колонны может быть использована (частично или полностью) последняя промежуточная колонна.

Диаметр обсадной колонны

Проектирование диаметров обсадных колонн и долот начинают с эксплуатационной колонны и далее методом снизу-вверх. Расчет диаметров обсадных труб ведется «изнутри» с диаметра эксплуатационной колонны. Исходя из предполагаемого дебита скважины и экономического обоснования, выбирается диаметр эксплуатационной колонны. Диаметр эксплуатационной колонны определяет диаметры бурения под обсадные колонны для всей скважины, а количество промежуточных колонн определяет конструкцию колонной головки. Увеличение диаметра эксплуатационной колонны позволяет использовать более производительное скважинное оборудование, позволяет эксплуатировать в скважине одновременно несколько пластов и облегчает проведение подземного ремонта. С другой стороны увеличение диаметра эксплуатационной колонны ведет к увеличению металлоемкости обсадных колонн, объему бурения и цементирования. Возрастают нагрузки на колонную головку и ее металлоемкость. Все это ведет к увеличению затрат на строительство скважины. Уменьшение диаметра эксплуатационной колонны снижает стоимость ее строительства, но увеличивает затраты, связанные с эксплуатацией скважины. Так применение малогабаритного оборудования ведет к увеличению затрат на приобретение до 2-3х раз. Усложняется поведение подземного ремонта, что ведет, как правило, к увеличению затрат времени, и, следовательно, и материалов, а в некоторых случаях не позволяет произвести необходимый ремонт.

Сооружение скважины

Только сооруженная скважина может ответить на вопрос: имеется ли в данном районе нефтяное или газовое месторождение и какова промышленная ценность залежи углеводородов.

Сооружение скважины, независимо от ее назначения (разведочная, параметрическая, эксплуатационная и т.д.), включает в себя следующие основные этапы:

  1. Геологическое обоснование места сооружения и составление проекта скважины, которые позволяют наилучшим образом выполнить поставленную задачу.
  2. Монтаж технических средств для наиболее качественного и экономичного сооружения скважины.
  3. Проводку ствола скважины, обеспечивающую высокую скорость углубления при минимальных затратах.
  4. Глубинные геофизические и технологические исследования, позволяющие подробно изучить геологический разрез, термодинамические параметры вскрытых скважиной пластов, отобрать образцы горных пород и пластовых флюидов для лабораторных исследований.
  5. Крепление ствола обсадными трубами и цементом, обеспечивающее длительную безаварийную эксплуатацию скважины как инженерного сооружения и ее экологическую безопасность.
  6. Изготовление глубинного фильтра, обеспечивающего качественную и надежную гидродинамическую связь продуктивного пласта с полостью эксплуатационной колонны и препятствующего проникновению в колонну горной породы и других загрязняющих углеводороды примесей.
  7. Оборудование устья скважины, включающее, при необходимости, подвеску колонны насосно-компрессорных труб, обеспечивающее качественное испытание скважины и дальнейшую длительную эксплуатацию ее как объекта добычи углеводородов.

При бурении в скважину последовательно спускается определенная конструкция, состоящая из обсадных труб. Каждая последующая колонна вставляется в предыдущую, и поэтому имеет все меньший диаметр.

Дно скважины называется забоем. После проведения цементирования скважины образуется новый забой, который называется «искусственный забой». В процессе эксплуатации на забой осаждаются примеси, части изношенного оборудования или упущенный при проведении подземного ремонта инструмент и т.п., что при замерах изменяет глубину скважины и новая точка называется «текущий забой».

Если продуктивный пласт обсаживается, то низ или башмак эксплуатационной колонны устанавливается всегда (после прохождения через пористый продуктивный пласт) в непроницаемую породу. Это позволяет вскрыть продуктивный пласт, предотвратив его обводнение, что само по себе является серьезной проблемой, и может сделать скважину непродуктивной, т.е. не давшей нефти.

После создания герметичной конструкции скважины в эксплуатационную колонну, напротив продуктивного пласта, спускается на забой устройство (перфоратор), которое проделывает отверстия в обсадных трубах и цементном кольце и соединяет продуктивный пласт и скважину. Эти отверстия заполняются газом и пластовой жидкостью (нефтью), поступающей из пласта под избыточным давлением и заполняют скважину.

Требования к конструкции скважин

В зависимости от назначения скважин конструкция может существенно изменяться, но всегда должна удовлетворять некоторым общим требованиям, которые сводятся к следующему:

  • надежное разобщение пройденных пород и их герметизация, что вытекает из требований охраны недр и окружающей среды и достигается за счет прочности и долговечности крепи, герметичности обсадных колонн, межколонных и заколонных пространств, а также за счет изоляции флюидонасыщенных горизонтов;
  • получение максимального количества горно-геологической и физической информации по вскрываемому скважиной разрезу;
  • возможность оперативного контроля за вероятным межколонным или заколонным перетоком флюидов;
  • длительная безаварийная работа при условии безопасного ведения работ на всех этапах жизни скважины;
  • конструкция должна иметь определенный диаметр обсадных труб, что особо относится к эксплуатационной колонне;
  • быть стабильной (не изменять своих первоначальных характеристик в течение длительного времени или после проведения определенных технологических операций);
  • эффективное фиксирование конструкции в стволе скважины;
  • возможность аварийного глушения скважины;
  • возможность трансформации одного вида скважины в другой за счет максимальной унификации по типоразмерам обсадных труб и ствола скважины.

Кроме перечисленных, конструкция скважины должна удовлетворять определенным технологическим требованиям, основными из которых являются:

  • хорошая гидравлическая характеристика (минимум сопротивлений);
  • максимально возможное использование пластовой энергии в процессе подъема продукции на дневную поверхность за счет выбора оптимального диаметра эксплуатационной колонны и конструкции забоя;
  • возможность проведения всех видов исследований известными и перспективными глубинными приборами;
  • проведение всех технологических операций в скважине, в том числе и по воздействию на продуктивный горизонт;
  • применение различных способов эксплуатации с использованием эффективного оборудования, в том числе и с большими нагрузками на стенку скважины (колонны).

Разработка конструкции скважины

Основные параметры конструкций скважины: число и диаметр обсадных колонн, глубина их спуска, диаметр долот, которые необходимы для бурения под каждую обсадную колонну, а также высота подъема и качество тампонажного раствора за ними, обеспечение полноты вытеснения бурового раствора.

Разработка конструкции скважины базируется на следующих основных геологических и технико-экономических факторах:

  • геологические особенности залегания горных пород, их физико-механическая характеристика, наличие флюидосодержащих горизонтов, пластовые температуры и давления, а также давление гидроразрыва проходимых пород;
  • назначение и цель бурения скважины;
  • предполагаемый метод заканчивания скважины;
  • способ бурения скважины;
  • уровень организации, техники, технологии бурения и геологическая изученность района буровых работ;
  • уровень квалификации буровой бригады и организация материально-технического обеспечения;
  • способы и техника освоения, эксплуатации и ремонта скважины.

К объективным геологическим факторам относят предполагаемую и фактическую литологию, стратиграфию и тектонику разреза, мощность пород с различными проницаемостью, прочностью, пористостью, наличие флюидосодержащих пород и пластовые давления.

Геологическое строение разреза горных пород при проектировании конструкции скважин учитывают как неизменный фактор.

В процессе разработки залежи ее начальные пластовые характеристики будут изменяться, так как на пластовые давления и температуру влияют продолжительность эксплуатации, темпы отбора флюидов, способы интенсификации добычи и поддержания пластовых давлений, использование новых видов воздействия на продуктивные горизонты в целях более полного извлечения нефти и газа из недр, поэтому эти факторы необходимо учитывать при проектировании конструкции скважин.

Конструкция скважин должна отвечать условиям охраны окружающей среды и исключать возможное загрязнение пластовых вод и межпластовые перетоки флюидов не только при бурении и эксплуатации, но и после окончания работ и ликвидации скважины. В связи с этим необходимо обеспечивать условия для качественного и эффективного разобщения пластов. Это один из главнейших факторов.

Все технико-экономические факторы — субъективные и изменяются во времени. Они зависят от уровня и степени совершенства всех форм организации, техники и технологии буровых работ в совокупности. Эти факторы влияют на выбор конструкции скважин, позволяют ее упростить, однако не являются определяющими при проектировании. Они изменяются в широких пределах и зависят от исполнителей работ.

Таким образом, принципы проектирования конструкций скважин прежде всего должны определяться геологическими факторами.

Простая конструкция (кондуктор и эксплуатационная колонна) не во всех случаях рациональна. В первую очередь это относится к глубоким скважинам (4000 м и более), вскрывающим комплекс разнообразных отложений, в которых возникают различные, иногда диаметрально противоположные по характеру и природе осложнения.

Следовательно, рациональной можно назвать такую конструкцию, которая соответствует геологическим условиям бурения, учитывает назначение скважины и другие, отмеченные выше, факторы и создает условия для бурения интервалов между креплениями в наиболее сжатые сроки. Последнее условие является принципиальным, так как практика буровых работ четко подтверждает, что чем меньше времени затрачивается на бурение интервала ствола между креплениями, тем меньше число и тяжесть возникающих осложнений и ниже стоимость проводки скважины.

Классификация и назначение скважин Конструкция скважин Влияние факторов на конструкцию скважин Физические процессы в призабойной зоне
Приток жидкости в скважину Гидродинамическое совершенство скважин Типовые конструкции забоев скважин Основы вторичного вскрытия пласта
Взрывные методы перфорации Гидропескоструйная перфорация

proofoil.ru

Скважиной называется горная выработка цилиндрической формы, которая строится без доступа человека к забою и имеющая диаметр во много раз меньше длины.

Горная выработкаэто искусственное углубление в недрах земли. Начало скважины называется устьем, дно — забоем, боковые поверхности — стенками или стволом.

Скважины различного назначения — это капитальные, дорогостоящие сооружения, работающие десятки лет.

Скважины предназначены для извлечения полезных ископаемых, для нагнетания в пласты различных агентов, для контроля над разработкой месторождений и др.

Незакрепленный открытый ствол скважины не представляет собой надежный канал для соединения продуктивного пласта с дневной поверхностью вследствие неустойчивости горных пород, наличия пластов, насыщенных различными флюидами (вода, нефть, газ, их смеси), которые находятся под различным давлением, и др.

Крепление ствола скважины и разобщение пластов производится путем спуска труб, называемых обсадными, а все спущенные трубы представляют собой обсадную колонну.

Для крепления скважины применяют специальные стальные трубы различного сортамента по марке стали и диаметру.

Для исключения перетоков различных флюидов из пласта в пласт кольцевое пространство между стенкой скважины и спущенной в нее обсадной колонной заполняется тампонирующим материалом с инертными и активными наполнителями, с химическими реагентами с помощью насосов.

Из вяжущих веществ наиболее широко применяются тампонажные портландцементы.

Поэтому сам процесс разобщения пластов называется цементированием.

В процессе бурения скважин встречаются такие пласты горных пород, где возможны различные осложнения, без ликвидации которых путем спуска дополнительных обсадных колонн невозможно дальнейшее бурение.

В итоге создается устойчивое подземное сооружение определенной конструкции.

Под конструкцией скважины понимается совокупность данных о числе (d, l) обсадных колонн, диаметрах ствола скважины под каждую колонну, интервалах цементирования, а также о способах соединения скважины с продуктивным пластом.

Сведения о диаметрах, толщине стенок и марках стали обсадных труб, оборудовании низа обсадной колонны входят в понятие конструкции обсадной колонны — оснастки обсадной колонны.

В скважину спускают обсадные колонны особого назначения. Это направление, кондуктор, промежуточные волны, эксплуатационная колонна.

 

Направление

Направление спускается в скважину для предупреждения размыва и обрушения горных пород со стенок скважины и для соединения ствола скважины с желобами очистной системы. Направление цементируется на всю длину. Длина направления колеблется от нескольких метров до сотни метров в зависимости от разреза горных пород и условий бурения (море, болото, илистые рыхлые грунты и т. д.).

Кондуктор

Кондуктором перекрывают верхнюю часть геологического разреза неустойчивых пород, пласты, насыщенные водой и другими флюидами, поглощающие промывочную жидкость или проявляющие подающие пластовые флюиды на поверхность. Кондуктором обязательно перекрываются все пласты пресной воды. На кондуктор устанавливается противовыбросовое оборудование, на устье кондуктор служит также опорой для подвески очередных колонн.

Эксплуатационная колонна

Эксплуатационная колонна спускается в скважину для извлечения нефти, газа или для нагнетания в продуктивный горизонт воды или газа с целью поддержания пластового давления.

Эксплуатационная колонна в газовых и разведочных скважинах цементируется полностью. В нефтяных скважинах — либо по всей длине, либо с перекрытием предыдущей колонны на 100 м.

Промежуточная колонна

Промежуточные колонны спускаются в том случае, если невозможно бурение без предварительного разобщения зон осложнений (проявления, поглощения, обвалы).

Промежуточные колонны могут быть сплошными, т е. их спускают от устья до забоя и не сплошные, так называемые хвостовки.

конструкция скважины Следует отметить, что чем совершеннее технология бурения и менее сложные геологические условия, тем проще конструкция скважины и меньше затраты на ее строительство. Ось скважины практически всегда имеет пространственное искривление, однако при небольшой интенсивности искривления (менее 0,1о доли градуса на 10 м. длины ствола) скважину называют вертикальной (при суммарном отклонении не более 1-2о).

При большой интенсивности искривления скважины называют искривленными.

Специально искривленные под необходимыми углами с заданной интенсивностью и в определенном направлении скважины называются наклонно направленными.

При отклонении от вертикали на 90о скважины называются горизонтальными.

Несколько наклонно — направленных скважин, расположенных рядом (несколько метров между устьями), образуют куст. Разбуривание месторождений, таким образом, называют кустовым бурением.

Многорядная скважина — это такая скважина, когда в нее спущено несколько эксплуатационных колонн рядом для одновременной добычи нефти из нескольких горизонтов с различными пластовыми давлениями.

Для увеличения области дренирования иногда от основного пласта бурят несколько дополнительных наклонных стволов. Такие скважины называются многозабойные.

Различают скважины большого, нормального, уменьшенного и малого диаметров.

Скважины большого диаметра — это больше 760 мм.

Скважины, бурящиеся долотом 190,5 мм — уменьшенного диаметра.

Скважины глубиной менее 1000 м — мелкие скважины, до 5000 м — глубокие, свыше — сверхглубокие.

petrolibrary.ru

Скважинойназывают горную выработку круглого сечения, сооружаемую без доступа человека к забою, у которой длина во много раз больше диаметра.

Рис. 6.1. Элементы буровой скважины. 1 – устье; 2 – забой сплошной; 3 – стенки; 4 – обсадные колонны; 5 – ствол скважины, не обсаженный трубами; 5а – ствол скважины, обсаженный трубами; 6 – ось скважины; 7 – керн (колонка породы); 8 – забой кольцевой; D1, D2 , D3 – диаметры интервалов скважины; d, d, d, d– диаметры обсадных труб наружные (н) и внутренние (в); dК – диаметр керна; L1, L2 – глубины обсаженных интервалов скважины; L3 – общая глубина скважины

Элементы скважины Элементами буровой скважины являются (рис. 6.1).

Устье скважины 1 – начало скважины т. е. место пересечения ее с земной поверхностью или при подземном бурении с поверхностью горной выработки. Забой скважины 2 – дно буровой скважины, перемещающееся в результате воздействия породоразрушающего инструмента на породу. Стенки скажины 3 – боковые поверхности буровой скважины. Обсадные колонны 4 – колонны обсадных труб, соединенных между собой, и предназначенные для крепления неустойчивых стенок скважины. Ствол скважины 5 и 5а (обсадной колонной) – пространство ограниченное стенками. Ось скважины 6 – воображаемая линия, соединяющая центры поперечных сечений буровой скважины.

По характеру разрушения горной породы различают следующие виды забоев (рис. 6.2): сплошной, кольцевой и ступенчатый.

Сплошной Кольцевой Ступенчатый

Элементы скважины Элементы скважины Элементы скважины

 

Элементы скважины

 

Первый способ, называется бескерновым и разрушает породу по всей площади забоя. Широко применяется при бурении эксплуатационных и технических скважин. Второй способ называется колонковым и разрушает породу по кольцу с образованием в центре скважины ненарушенного столбика (колонки) породы – керна. Применяется при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых. Легче всего разрушаются породы со ступенчатым забоем.

6.3. Сущность и схема процесса бурения скважинРазличают понятия "бурение" и "сооружение скважины". Под бурением понимают комплекс следующих операций, в результате которых выполнения которых создается буровая скважина (разрушение горной породы на забое, удаление разрушенной породы – шлама с забоя на поверхность, закрепление стенок скважины в неустойчивых породах). Существуют следующие способы удаления частиц разрушенной породы: гидравлический, при котором продукты разрушения выносятся потоком промывочной жидкости (вода, глинистый раствор, специальные промывочные жидкости на основе нефти и полимеров и др.); пневматический, при котором продукты разрушения выносятся потоком сжатого воздуха или газов; механический, осуществляется буровым или специальным инструментом (буровой стакан, ложковый или спиральный бур, шнек, желонка), что определяется способом бурения; комбинированный использует два или три перечисленных выше способов одновременно или последовательно. Стенки скважины в неустойчивых породах в процессе углубки наиболее часто закрепляют вяжущими промывочными жидкостями (глинистые, полимерные и пр.), а также цементом и цементосодержащими материалами, синтетическими смолами, замораживанием и др. Для крепления скважин на более длительное время в основном применяют стальные обсадные трубы, но могут использоваться трубы из нержавеющей стали, чугуна, асбоцемента, пластмасс и других материалов.Под сооружением скважины понимают комплекс работ по ее подготовке, бурению и поддержанию в устойчивом состоянии, проведению в ней необходимых исследований, ликвидации или сдаче ее в эксплуатацию. Сооружение скважины, кроме бурения предусматривает выполнение следующих видов работ: монтаж буровой установки; испытание и исследования в скважине — каротаж; замер искривления и уровня жидкости, отбор проб воды, определение дебита с помощью откачек и т.п.; тампонирование скважины с целью разобщения и изоляции водоносных и поглощающих пластов; установка фильтра и водоподъемника в гидрогеологической скважине; предупреждение и ликвидация аварий скважины (ликвидационное тампонирование); разборка буровой установки и работы по рекультивации почвы. Перечисленные виды работ выполняются буровыми, монтажными, каротажными, гидрогеологическими и другими бригадами.

poznayka.org


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.