Что такое разведочно эксплуатационная скважина

Обновлено: 07.07.2024

Бурение скважин на нефть и газ

Разрушение горных пород (проходка бурением) производится с помощью специальной техники - бурового оборудования. (реже термическим, гидроэрозионным, взрывным и другими способами) с удалением продуктов разрушения.
Начало скважины на поверхности земли называют устьем, дно - забоем, а стенки скважины образуют ее ствол.

Бурение - это важный процесс в нефтегазе.

Различают 3 вида бурения:

вертикальное бурение, бурение,
горизонтальное бурение.

При бурении разрушение ведется:

по всей площади забоя (бескерновое бурение),
реже только по кольцевому пространству для извлечения керна (колонковое бурение).

десятки миллиметров (шпуры),
сотни миллиметров (скважины),
тысячи миллиметров (стволы шахтные).

несколько метров (в основном шпуры),
десятки метров (скважины для размещения взрывчатых веществ, закрепления горных пород цементированием, замораживанием и др.),
сотни и тысячи метров (скважины - разведочные на воду, нефть и газ, эксплуатационные и др.).

буровую вышку с талевой системой,
породоразрушающий инструмент (ПРИ),
оборудование для приготовления промывочной жидкости, ее очистки от шлама и дегазации,
противовыбросовое оборудование,
контрольно-измерительную аппаратуру.

вращательное бурение,
ударное бурение,
ударно-поворотное,
вращательно-ударное бурение.

шнековое бурение,
шарошечное бурение,
алмазное бурение,
дробовое и такое прочее,

перфораторное бурение,
пневмоударное бурение,
гидроударное бурение, бурение,
турбинное бурение и
прочее,

вертикальное, наклонно-направленное, и др.

добыча жидких и газообразных полезных ископаемых,
поиск и разведка полезных ископаемых,
добыча твердых полезных ископаемых взрывным способом.

Основными составляющими бурения скважин являются:

разрушение горных пород в пространстве, ограниченном периметром сечения ствола скважины и поверхностью ее забоя. Разрушение происходит в результате воздействия (чаще всего - механического или сочетаемого с гидромониторным) на горную породу с интенсивностью, которая превышает ее предел прочности. Гораздо реже применяется, взрывное, кавитационное, термическое разрушение и другие его виды;
очистка забоя скважины от частиц выбуренной горной породы (шлама), транспортировка их по стволу скважины до дневной поверхности потоком флюида (жидкости, газа, пены, газа) или механическим способом. Образование так называемого «чистого забоя» крайне важно для достижения высоких технико-экономических показателей буровых работ, снижения стоимости добываемой из скважин продукции и затрат на их строительство, профилактики аварийности и осложнений. Сочетание двух названных процессов обеспечивает углубление скважин, их проводку до проектной глубины;
крепление скважины, состоящее в спуске в её ствол обсадной колонны и последующего заполнения всего затрубного кольцевого пространства (или части его объёма) цементным раствором. При некоторых сочетаниях горно-геологических и технических условий строительства скважины не удаётся зацементированную колонну в один прием, тогда применяется ступенчатый цементаж. Потребность в креплении создается недостаточной длительной прочностью горных пород в открытом стволе, их проницаемостью, необходимостью изоляции несовместимых пластов, исключения межпластовых перетоков. Разрушение горных пород в объёме ствола скважины нарушает существовавшее равновесие, вызывает набухание, обвалы, сужение ствола;
смена ПРИ в связи с исчерпанием его ресурса или переходом на инструмент другого типоразмера. Глубина самой мелкой скважины на нефть или газ значительно превышает проходку на долото, поэтому на проводку скважины расходуются десятки - сотни долот. Поскольку применение вставных долот, заменяемых через канал бурильной колонны, оказалось неэффективным, смена ПРИ требует подъёма из скважины и спуска в нее всей бурильной колонны, на что может расходоваться больше четверти календарного времени сооружения скважины;
профилактика аварий и осложнений. Причины аварийности и возникновения осложнений в бурящейся скважине весьма разнообразны и многочисленны. Соответственно существуют и применяются различные способы, методы и средства их предупреждения и ликвидации. В отдельных случаях аварии бывают настолько сложными, что их ликвидация становится невозможной либо нецелесообразной, тогда скважину ликвидируют по техническим причинам.

Наряду с перечисленным выше бурение включает в себя другие техпроцессы и операции:

испытание обсадных колон после спуска, тампонажа и оборудования устья;
отбор керна и шлама;
испытание пластов и отбор проб; , разбуривание цементных стаканов и мостов;
непрерывный и периодический контроль, получение, оперативная передача всего объема технологической, геологической, газометрической, технико-экономической информации с использованием комплексов геолого-технического мониторинга.

Совокупность выполняемых в процессе сооружения скважин работ устанавливается индивидуальным или групповым техническим проектом, какое-либо отклонение от него санкционируется техническим советом бурового предприятия.
Применение дорогостоящего оборудования, потребление материалов высокой стоимости в значительных объемах делает буровые работы весьма затратными.
Строительство скважин является самым капиталоемким видом работ в нефтегазовом комплексе.
Затраты на строительство скважин переносятся на себестоимость добытой из них продукции и/или извлекаемых запасов и имеют тенденция к увеличению с ростом глубины и продолжительности сооружения.
Особенно дорого обходится бурение скважин в акваториях, затраты на него могут превышать затраты на бурение аналогичной скважины на суше на порядок.

Конечной целью бурения скважин является:

получение информации,
либо строительство долговечного канала связи продуктивного пласта с дневной поверхностью,
некоторых скважинах на нефть и газ достижение этих 2 х целей удается совместить.

Независимо от источника финансирования буровых работ их выполнение должно быть рентабельным если не по каждой отдельной скважине, то по объему проходки в целом.

От выбора места заложения скважины методом wild cat практически повсеместно отказались.

Выдаче точки бурения разведочной скважины в натуре предшествует выполнение сложного комплекса сложных изысканий, включающего полностью или частично:

проведение геологической съемки, обобщающей результаты полевого и лабораторного изучения поверхностной морфологии и геоморфологии местности;
проведение поверхностных геофизических исследований методами сейсмо-, грави-, электро- и магнитной разведки;
проведение поверхностных геохимических исследований методами газовой, люминисцентно-геологической, радиоактивной, бактериологической и гидрохимической съёмки;
изучение обнажений, окаменелостей, проб пород;
построение геологической карты предполагаемого района нефтегазоносности;
бурение структурно-поисковых скважин до глубины залегания основных пород;
детализация геологической карты, построение сводного стратиграфического разреза и структурной карты;
бурение разведочных, оконтуривающих и опережающих добывающих скважин, подтверждение или опровержение факта наличия в разведываемом районе месторождения, оценка его промышленного значения.

Разнообразие способов, методов и технических средств бурения на нефть и газ приведено в таблице ниже.

Углубление скважины - это совокупность операций:

разрушение горной породы,
очистка забоя и ствола скважины от выбуренной породы,
подача бурового инструмента на забой.

В приведенном выше сочетании это называется механическим бурением, оно характеризуется набором интервальных параметров режима бурения.

Численные значения параметров устанавливаются:

режимно-технологическими картами,
геолого-техническим нарядом.
техническим проектом на строительство скважины.

Для каждого интервала бурения с одинаковыми горно-геологическими и техническими условиями задаются:

компоновка бурильной колонны (отдельно - ее низа КНБК), типоразмер забойного двигателя в случае его применения;
типоразмер ПРИ, частота его вращения, осевая нагрузка;
полный комплекс физических, гидравлических, реологических свойств промывочного агента; его расход, расчетное гидравлическое сопротивление;
ожидаемое пластовое давление или его градиент;
зенитный и азимутальный углы профиля ствола (в наклонно-направленных скважинах);
концентрация твердой фазы в промывочном агенте, выходящем из скважины.

Для интервалов вскрытия продуктивного пласта (заканчивания скважины) составляются режимно-технологические карты, содержащие дополнительную информацию.

Рациональность назначенных параметров режима бурения имеет место при достижении максимума рейсовой скорости, которая вычисляется как отношение походки на долото к суммарным затратам времени на механическое бурение и спускоподъемные операции (СПО), включая время на наращивание бурильной колонны.

выполненный объем проходки (раздельно в эксплуатационном и глубоком разведочном бурении);
число законченных строительством скважин;
средняя глубина скважин:
число станкомесяцев в бурении, достигнутая коммерческая скорость;
средняя проходка на долото;
себестоимость метра проходки;
списочное число комплектных буровых установок;
средняя годовая проходка на одну списочную установку;
коэффициент оборачиваемости.

Анализируя эти показатели в динамике, можно выявить тренды, предусмотреть и предпринять своевременные меры для предотвращения нежелательных последствий.
Выполнение буровых работ организуется одним из 2 х способов:
- безподрядным, все работы выполняются буровым предприятием с использованием имеющихся у него производственных мощностей;
- сервисным, значительная часть специфичных работ (геофизические исследования скважин, тампонажные работы, разработка рецептур и приготовления промывочных агентов, подбор компоновок бурильных колонн и выбор ПРИ, перфорация обсадных колонн и др.) выполняется сервисными специализированными компаниями по заказу бурового предприятия на подрядных принципах.

2 й способ дает ускоренное выполнение работ, высокое их качество, снижение аварийности и затрат на строительство, но он применим лишь в районах с высокой концентрацией объёмов проходки.

Информационное обеспечение буровых работ на нефть и газ значительно улучшилось, многие буровые установки оснащены бортовыми компьютерами, способны воспринимать, обрабатывать и хранить информацию, получаемую от десятков датчиков, контролировать параметры режима бурения, выбирать и задавать их значения, рекомендовать ПРИ эффективных типоразмеров.

Созданы региональные банки геолого-технической информации.

РАЗВЕДОЧНОЕ БУРЕНИЕ

для эксплуатационного и глубокого разведочного бурения, роторным, турбинным способом;
электробурами для региональных исследований,
для поисково-разведочных работ, связанных с разработкой нефтяных и газовых месторождений.

В последние годы при разведочном бурении активнее остальных средств применяются электрические турбобуры.

В ходе разведочного бурения особая роль принадлежит буровому раствору.

Буровой раствор должен:

снижать до приемлемого минимума скорость выпадения в осадок частиц выбуренной горной породы;
приводить в движение, снабжать энергией вращение турбобура;
охлаждать буровое долото;
характеризоваться определенным значением плотности, оптимальным для данных горно-геологических условий бурения;
предупреждать флюидопроявления и поглощения;
способствовать сохранению стойкости стенок ствола скважин

Прежде чем приступать к разведочному бурению, необходимо заранее определить его объемы, а также разработать, согласовать и утвердить технический проект на строительство скважины.
Количественно объем разведочного бурения определяется как запланированный прирост запасов по категориям / принятая эффективность ГРР
Объемы разведочного бурения будут неизбежно расти и в связи с этим будут создаваться новые или наращиваться существующие производственные мощности предприятий разведочного бурения. Далее стартует фаза разбуривания месторождения добывающими, нагнетательными и другими скважинами.

ЭКСПЛУАТАЦИОННОЕ БУРЕНИЕ

Этап эксплуатационного бурения - бурения скважин в зоне залежей, продуктивность которых уже доказана, закономерно продолжает работу, начатую при бурении разведочном.
Эксплуатационному бурению предшествует комплексное обустройство участка бурения, сопряженное с развитием разведочного бурения.
При бурении горизонтальных и наклонно-направленных скважин используют специальные навигационные системы, отслеживающие местоположение долота.
Телеметрическая система установлена в компоновке низа бурильной колонны, именно он измеряет необходимые параметры и передает их наверх через буровой раствор

рис. 1 Типы профилей наклонно-направленных скважин

1 - вертикальный участок; 2 - участок набора угла наклона ствола;
3 - прямолинейный наклонный участок; 4 - участок снижения угла наклона ствола
Их последняя колонна способна входить в пробуренный ствол скважины под определенным углом и далее принимать горизонтальное положение, после чего увеличивается радиус контура питания, площадь дренируемой зоны и, как следствие - продуктивность скважины.
В целом, у горизонтальных скважин дебит значительно выше, чем у вертикальных скважин.

Отличительные особенности эксплуатационного бурения скважин

Известно, что разведочное и эксплуатационное бурение отличаются не только преследуемыми целями, но и технологией.

При строительстве любой скважины выделяются такие этапы, как подготовительный, вышкомонтажные операции, бурение, крепление и испытание. Это относится как к разведочному, так и эксплуатационному бурению. Отличия имеются в непосредственном выполнении этих операций.

К первому этапу относится обустройство места бурения, сооружение инфраструктуры и т.д. Назначение разведочной скважины – получение более точной информации об имеющейся залежи, поэтому ее бурят одну. А эксплуатационное бурение направлено на непосредственное извлечение углеводородов, и одной скважиной не обойтись. Строительство и обустройство площадки для каждой скважины – дело не только хлопотное, но и затратное. В этом случае применяют метод наклонно-направленного бурения с одной площадки. В этом случае ствол скважины отклоняется от устья. Отклонение может достигать нескольких километров. Из-за того, что в одном месте начинается несколько скважин, площадка должна обладать соответствующими размерами. Для того, чтобы не производить демонтаж буровой установки, при бурении следующей скважины площадку перемещают на новое место по специально проложенным рельсам.

Для бурения разведочных и эксплуатационных скважин применяют различные типы буровых установок. Поэтому отличия наблюдаются также во втором этапе, именуемом вышкомонтажными работами. Суть этих работ сводится к перемещению буровой установки, монтажу на месте будущего бурения, подведению вспомогательных коммуникаций, обустройству жилого сектора и прочее.

При эксплуатационном бурении участок производства работ чаще всего обустроен и имеет все необходимые коммуникации. Разведочное бурение связано с определенными трудностями. Рабочим и специалистам необходимо добираться в труднодоступные места с необходимым оборудованием. Понятно, что в таких условиях, ни о каком подводе тех же коммуникаций не может быть и речи. В этом случае применяют дизельные установки. Это основное отличие разведочного бурения от эксплуатационного. Стоит отметить, что при эксплуатационном бурении иногда также применяют дизельные электростанции. Такой подход позволяет производить бурение при отсутствии возможности подвода линий электропередачи.

Наибольшее распространение сегодня в западносибирском бурении получили установки для эксплуатационного бурения БУ-3000-ЭУК, производимые в Екатеринбурге, на заводе «Уралмаш».

Главное отличие в самом процессе бурения разведочных и эксплуатационных скважин – направление бурения. В первом случае скважина имеет вертикальное расположение, а во втором – наклонно-направленное или горизонтальное. При горизонтальном бурении колонна проходит через пласт, имея наибольшую площадь соприкосновения с нефтеносными породами. Это позволяет значительно повысить дебит скважины.

При бурении наклонно-направленных и горизонтальных скважин применяют кривые переводники, позволяющие отклонять ствол скважины в необходимом направлении. Располагается он между турбобуром и бурильной трубой. При бурении таких скважин применяют специальную навигационную систему, способную передавать на поверхность местоположение бурового инструмента и основные параметры бурения. Интересно, что прибор, расположенный внизу бурильной колонны, передает сигналы посредством толчков по буровому раствору. На поверхности эти сигналы распознаются и анализируются.

Процесс испытания разведочных и эксплуатационных скважин также различен. Испытание эксплуатационной скважины чаще всего называют освоением. Испытание разведочной скважины происходит поэтапно, начиная с нижнего пласта. После чего происходит монтаж цементного моста, и приступают к следующему пласту.

Основной задачей при освоении является перфорация – процесс пробивания обсадной трубы для соединения внутритрубного пространства с продуктивным пластом. Для этого в скважину спускают перфоратор, обладающий определенными зарядами, которые приводятся в действие после получения сигнала с поверхности. Результатом этой операции становится пробитые обсадная колонна и цементный слой, а также появление дополнительных трещин в горной породе. Нередко при эксплуатационном бурении после перфорации производят гидравлический разрыв пласта для создания дополнительных трещин в пласте за счет закачки жидкости под большим давлением. В результате этого улучшается приток нефти к забою скважины.

Еще одно отличие эксплуатационного бурения и разведочного – количество осуществляемых исследований. При разведочном бурении количество геофизических исследований в разы превышает количество исследований при эксплуатационном бурении. Да и стоимость исследований в тех и других скважинах может отличаться в несколько раз.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Бурение: основные термины

Минералы. Минералами называются все элементы и их химические соединения, встречающиеся в земной коре в форме тел, отличающихся однородностью состава, строения и свойств. Минералы можно определять по цвету, блеску, твердости, излому, запаху и т.д. Для бурения большое значение имеет твердость.

Горные породы. Минералы в земной коре, за редкими исключениями, не встречаются отдельно. Обычно они собраны в группы или агрегаты, называемые горными породами. Горные породы по происхождению бывают: изверженные; осадочные; метаморфические. Бурение на воду производят преимущественно в осадочных и метаморфических породах и значительно реже в вулканических.

Валуны, галечник, щебень и другие, крупные окатанные и угловатые обломки горных пород образовались в результате разрушения разнообразных изверженных и метаморфических пород и последующей обработки их ледниками и морскими водами.

Пески представляют собой продукт дальнейшего разрушения более крупных обломочных пород. Наибольшее распространение имеют кварцевые пески. По примесям других разрушенных минералов выделяют пески слюдистые, магнетитовые, железистые и др.

Глины могут образовываться в результате сноса мельчайшего ила, который реки несут в виде мути и который затем отлагается в спокойной воде. Различают, кроме того, глины, образовавшиеся в результате действия ледника, а также представляющие собой конечный продукт разрушения гранита в процессе выветривания (каолины и огнеупорные глины Украинского кристаллического массива). Химический состав глин разнообразен. Кроме каолина (кремниевых соединений глинозема), в состав глин входят мельчайшая кварцевая мука, железистые соединения, известь, доломит, иногда гипс и другие вещества.

Суглинки (песчаные глины) и супеси (глинистые пески) – это переходные горные породы от глин к пескам; по своему составу они представляют различные соотношения смеси песчаных и глинистых частиц. Наименования "суглинок" и "супесь" применяются только для пород четвертичного возраста. Для пород дочетвертичного периода, аналогичных по составу суглинку и супеси, соответственно применяются наименования "песчанистая глина" и "глинистый песок".

При оборудовании водоприемной части скважины на воду необходимо знать размер частиц породы, в которой намечается установить фильтр, и количественное соотношение этих частиц между собой.

Классификация горных пород. Все горные породы независимо от их происхождения обладают определенной сопротивляемостью разрушению буровым инструментом. Эта сопротивляемость, называемая степенью буримости, зависит от многих факторов, например, от твердости минеральных частиц, слагающих породу, их крупности, хрупкости, от прочности цементирующего вещества, содержания влаги в породе, вязкости и монолитности ее и т.д., иными словами, от состава, строения, состояния и свойств породы, а также от вида и способа бурения.

Основные сведения из гидрогеологии.

Водопроницаемые и водоупорные горные породы, водоносные горизонты. Водопроницаемы и обычно также водоносны, горные породы хорошо пропускающие (фильтрующие) воду. Это крупнозернистые пески, гравий, галечники, щебень, валуны, сильнотрещиноватые скальные породы, т.е. породы, в которых имеется достаточное количество крупных пустот для проникновения и передвижения воды.

Водоупорными горными породами являются плотные тяжелые глины, плотные суглинки, а также различные изверженные и метаморфические породы, если они не трещиноваты. Если изверженные и метаморфические породы трещиноваты, то они становятся водопроницаемыми. Пласты и слои водопроницаемых и водоупорных пород обычно чередуются. Формы и виды залегания отдельных слоев горных пород и их свит весьма разнообразны. Нередко различно наклоненные или изогнутые слои водопроницаемых пород выходят на земную поверхность. Здесь воды рек и атмосферные осадки, соприкасаясь с ними, просачиваются вглубь, причем наиболее благоприятны для этого песчаные, гравийные, галечниковые слои или слои трещиноватых горных пород – известняков, сланцев, песчаников и т.п. В верхних частях земной коры преобладают подземные воды в песках и других рыхлых породах.

Водоносным горизонтом называется пласт водопроницаемой породы, заполненный (насыщенный) водой, и способный отдавать ее. Площади распространения водоносных горизонтов и водоносных пород обычно совпадают. Площади питания совпадают с местами выхода на дневную поверхность пород, слагающих водоносный горизонт, а также с участками, где эти породы не перекрыты водоупорными толщами значительной мощности.

Водопроницаемость рыхлых (обломочных) пород зависит от их гранулометрического состава и, в частности, от содержания мелких пылеватых и глинистых частиц. Для определения содержания в водоносной породе частиц различного размера необходим анализ ее гранулометрического состава. В соответствии с полученными данными подбирают размер частиц песчано-гравийной засыпки, определяют шаг намотки проволоки, выбирают номер сетки для фильтра и т.п.

Виды подземных вод

По условиям залегания и питания водоносных горизонтов различают следующие подземные воды: верховодки, грунтовые воды со свободной поверхностью, безнапорные межпластовые, артезианские (напорные). Кроме того, по условиям движения в водоносных слоях различают подземные воды, циркулирующие в рыхлых (песчаных, гравийных и галечниковых) слоях и в трещиноватых скальных породах. Водоносные горизонты всегда залегают на водоупорных или весьма слабопроницаемых для воды горных породах. Подошвой водоносного горизонта называются горные породы, подстилающие водоносный горизонт, и, в частности, их верхняя поверхность. Обычно она бывает водоупорной.

Верховодкой называют подземные воды, которые находятся на незначительной глубине (2-3 м) над водоупорными прослоями, имеющими небольшое распространение на площади. В местах, где водоупорные прослои кончаются, верховодка также исчезает, стекая в нижележащий, более мощный водоносный горизонт. Запасы верховодки незначительны и непостоянны и зависят от количества выпадающих осадков. В засушливые периоды и зимой верховодка обычно исчезает. Для водоснабжения верховодку не используют, она легко загрязняется с поверхности земли. Поэтому при бурении скважин для водоснабжения верховодку необходимо тщательно изолировать обсадными трубами, чтобы избежать загрязнения расположенного ниже водоносного горизонта.

Горизонты грунтовых вод со свободной поверхностью залегают на ближайшем от поверхности земли водоупорном слое. Содержащие их водоносные слои сложены рыхлыми зернистыми или скальными трещиноватыми породами. Подземные воды этого типа могут питаться за счет инфильтрации (просачивания) в глубину по всей площади распространения водоносного горизонта. Они могут легко загрязняться стоком из выгребных ям, животноводческих ферм и т.п. Поэтому при использовании таких грунтовых вод для водоснабжения необходимо обеспечить надежную санитарную проверку и охрану участка водозабора.

Уровень грунтовых вод устанавливается в скважине на той глубине, на которой они были вскрыты. Если среди водоносного слоя имеются водоупорные слои в виде линз, то после проходки их в скважине может наблюдаться местный, обычно небольшой напор.

Подземные воды, циркулирующие в водоносных породах и расположенные между двумя водоупорными слоями, бывают безнапорными или же обладают определенным напором. В последнем случае они называются артезианскими.

Грунтовые безнапорные межпластовые воды соединяются с поверхностью земли водопроницаемыми слоями лишь на отдельных участках своего распространения; на всей остальной площади они хорошо защищены от загрязнения с поверхности верхним водоупорным слоем. При вскрытии вод уровень их в скважинах устанавливается либо очень незначительно выше водоупорной кровли водоносного слоя, либо на границе верхнего водоупорного и водоносного слоя.

Артезианские водоносные горизонты также залегают между двумя водоупорными слоями и надежно защищены от поверхностного загрязнения. В отличие от грунтовых вод они часто имеют отдаленную область питания – за несколько километров и даже за десятки и сотни километров. При вскрытии скважиной уровень артезианской воды всегда устанавливается значительно выше водоупорной кровли водоносного горизонта, а иногда артезианская вода сама изливается из скважины (фонтанирует). На тех участках, где артезианские воды получают питание, они приобретают характер или грунтовых со свободной поверхностью, или межпластовых грунтовых вод.

Подземные воды всех перечисленных видов могут циркулировать в пустотах рыхлых зернистых или в трещинах скальных пород. В последнем случае подземные воды, относящиеся к любому из перечисленных видов, получают дополнительное название трещинных.

Движение подземных вод

Движение воды в водоносном горизонте, или так называемая фильтрация, происходит по порам и мелким трещинам горных пород. Отдельные струи движутся равномерно, без разрыва сплошного потока, с небольшими скоростями параллельно одна другой. Такое движение подземной воды преобладает в природных условиях и называется ламинарным. Закон ламинарного движения формулируется следующим образом. Расход (или количество) воды, фильтрующейся через определенную площадь (поперечное сечение) горной породы, пропорционален этой площади, напору и обратно пропорционален длине пути фильтрации на данном участке потока. Отклонения от закона ламинарного движения происходят при действительной скорости движения подземной воды свыше 1000 м/сутки, что наблюдается лишь в карстовых районах и в породах, имеющих большие трещины.

Виды скважин

Буровые скважины представляют собой цилиндрические горные выработки, имеющие большую глубину (до 5 км и более) и сравнительно небольшой диаметр. Глубина буровых скважин на воду составляет от 10 до 1000 м и более; наиболее часто распространены скважины глубиной 100-150 м, реже – 200-300 м. Только в отдельных, сравнительно небольших районах страны глубина скважин на воду достигает 800-1000 м.

Скважины, вскрывающие пласты, содержащие подземные воды, имеют много преимуществ перед другими водозаборными сооружениями, и в связи с этим бурение их носит массовый характер.

Для добычи воды бурят одиночные скважины или группы скважин. Поэтому все водозаборы подземных вод делятся на групповые и одиночные.

Групповые подземные водозаборы состоят из нескольких одновременно работающих скважин на воду, расположенных на таком расстоянии, при котором они взаимодействуют или могут взаимодействовать в определенных условиях режима эксплуатации.

Одиночные подземные водозаборы представляют единичные скважины на воду и группы скважин, которые находятся вне зоны возможного взаимодействия или расположены хотя и на близком расстоянии одна от другой, но работают в разное время и поэтому не взаимодействуют (поочередно действует только одна скважина на воду, а остальные – резервные).

На участках крупных водозаборов в малоизученных районах необходимо проводить разведочное бурение скважин на воду и опытные работы. В районах с хорошо изученными гидрогеологическими условиями на участках, перспективных в отношении количества и качества подземных вод для проектируемого группового водоразбора, бывает целесообразно без предварительной разведки начать сразу эксплуатационную разведку скважинами на воду большого диаметра. После того как эти скважины выполнят свое назначение – разведку и опробование водоносного горизонта, их оборудуют эксплуатационными водоподъемниками и превращают в источники постоянного водоснабжения.

Одиночные скважины на воду бурят, как правило, без предварительной разведки. Следовательно, это своеобразная и ответственная работа, так как разведка и исследование в этом случае должны сочетаться с созданием эксплуатационного инженерного сооружения.

Разведочно-эксплуатационной называется скважина на воду, конструкция которой, включая водоприемную часть, рассчитана на оборудование водоприемником проектной производительности. При положительных результатах опробования эти скважины передают в постоянную эксплуатацию.

Разведочной называется скважина на воду облегченной конструкции и сравнительно небольшого диаметра, оборудованная временным фильтром и предназначенная для вскрытия и предварительного опробования водоносного горизонта. Разведочные скважины на воду обычно бурят с таким расчетом, чтобы при необходимости можно было извлечь обсадные трубы и фильтр.

Эксплуатационной может считаться скважина на воду только после передачи ее в эксплуатацию. Это название не должно присваиваться скважине при проектировании, так как даже в районах с хорошо изученными, но не разведанными детально на данном конкретном участке геолого-гидрогеологическими условиями всегда встречаются значительные отклонения от проекта. Поэтому одиночные скважины на воду, которые бурят без предварительной разведки точки заложения, должны быть всегда разведочно-эксплуатационными. В проектную конструкцию почти каждой скважины приходится вносить изменения в процессе ее бурения, опробования и оборудования. В этом заключается принципиальное отличие назначения и задач разведочно-эксплуатационного бурения на воду от эксплуатационного бурения, например, нефтяных скважин.

Эксплуатационные скважины на нефть бурят на детально разведанных месторождениях, четко оконтуренных и опробованных. При этом соблюдается строгое соответствие проекту, иногда даже типовому для данного месторождения. Недооценка, а иногда непонимание различия между эксплуатационным бурением на нефть и эксплуатационным бурением на воду нередко приводят к формальному механическому следованию запроектированной конструкции скважины без учета вскрываемого разреза и к изоляции нужного водоносного горизонта. В результате скважина оказывается дефектной. Во избежание этого при так называемом эксплуатационном бурении на воду необходимо вести инициативную разведку и опробование вскрываемых водоносных горизонтов, особенно в малоизученных районах.

Услуги бурения скважин

Компания Траст-Билдинг работает 20 лет на рынке бурения артезианских скважин.

Основной вид деятельности организация загородного водоснабжения в Московской и близлежащих областях.

Цена бурения одного метра артезианской скважины - от 2 800 за п.м. Оборудование с установкой "под ключ" 40 000 руб.

ООО Траст Билдинг

Основной вид деятельности: бурение артезианских скважин, комплексный подход к монтажу и организации водоснабжения.
Дополнительно: комплексное обустройство инженерных систем загородных домов, водоснабжение, отопление, канализация, возведение кровли.

Контактные данные

Бурение разведочных скважин

Несмотря на то, что перед закладкой новой скважины производят массу исследований и расчетов, до сих пор имеется определенная доля риска неудачных мероприятий по бурению.

В 20-х годах XIX века французы производили бурение в целях поиска воды. Чуть позже в той же Франции научились извлекать горную породу из скважины при помощи добываемой воды.

Конец 50-х годов того же столетия ознаменован началом бурения скважин на нефть. Скорость проходки тогда составляла не более 1 метра в сутки, а глубина скважин едва достигала 500 метров.

В начале прошлого века бурение приобрело новый характер. Благодаря роторному бурению порода измельчалась и выносилась на поверхность с помощью водного раствора. Этот метод позволил увеличить скорость проходки до полукилометра в сутки! А средняя глубина скважин увеличилась в несколько раз. Особых успехов в то время добились нефтяники из Баку.

Сегодняшние достижения в бурении основаны на опыте предшественников. Бурение происходит с помощью долота, присоединенного к бурильным трубам. С течением времени долото изнашивается и требует замены. Данная операция довольно трудоемкая, ведь требуется не только произвести подъем всей колонны труб, но и заменить долото и опустить все обратно в скважину. Из-за того, что диаметр долота превышает диаметр труб, между буровой колонной и горной породой остается зазор. Находящиеся на поверхности мощные насосные установки подают буровой раствор в трубы. Раствор, опускаясь вниз, за счет давления нагнетания поднимается по затрубному пространству вновь на поверхность и уносит с собой разбуренную горную породу. Здесь его очищают и вновь подают в трубы. Вращение бурильной колонны происходит за счет ротора, расположенного на поверхности.

Необходимо отметить, что данный способ бурения требует огромных энергетических затрат. Ведь при глубине скважины в несколько километров основная часть энергии тратиться не на само бурение, а на вращение труб.

В 1922 году Капелюшниковым была предложена схема бурения, при которой не требовалось вращать всю колонну. Двигатель при этом опускался в саму скважину, что способствовало значительной экономии энергии. Такой способ получил название «турбинное бурение».

С годами турбинное бурение претерпевало изменения и усовершенствования. Сегодняшний турбобур представляет собой изделие длиной более 10 метров с множеством ступеней, в каждой из которых имеется по две лопатки: неподвижный статор и вращающийся ротор. Привод осуществляется за счет бурового раствора, нагнетаемого в скважину для вымывания разбуренной горной породы.

Несмотря на то, что усилие каждой отдельной секции невелико, их суммарного вращения достаточно, чтобы бурение происходило в самой твердой горной породе.

Распространение получили также турбобуры с электрическим приводом. Подводимая по специальному кабелю электрическая энергия приводит в движение электродвигатель, который также размещается в скважине. Последний, в свою очередь, осуществляет вращение турбобура. Данная конструкция позволяет не только увеличить усилие при бурении, но и осуществить автоматизацию процесса.

Процесс бурения напрямую связан с качеством бурового раствора. Помимо подъема разбуренной породы на поверхность и вращения турбобура, назначение бурового раствора связано с охлаждением долота, подвергающегося колоссальным температурным нагрузкам. В его качестве применяют глинистый раствор, основу которого составляет глинопорошок. В отличие от обычной воды, такой раствор не позволяет разбуренной горной породе оседать в скважине в случае вынужденной остановки процесса бурения. Это позволяет избежать засыпания межтрубного пространства и потери всего дорогостоящего бурового инструмента, находящегося в скважине.

Известно, что на процесс добычи нефти оказывает влияние такие показатели, как пористость коллекторов и их проницаемость, характеризуемые наличием пустот и способностью пропускать через себя углеводороды. Процесс бурения неразрывно связан с проникновением бурового раствора в коллекторы. Давление нагнетания, оказываемое насосами, и давление столба жидкости заставляет буровой раствор просачиваться в пустоты горных пород. Результатом этого может стать забивание пустот, снижение проницаемости коллекторов и уменьшение притока нефти к забою скважины. Дебит, то есть объем добычи, может не только снизиться, но и отсутствовать вовсе. Несмотря на то, что данная проблема больше касается добывающих скважин, в плане разведочных мероприятий чистота призабойной зоны также имеет значение. Для решения этой задачи все чаще стали использовать не глинистые, а биополимерные буровые растворы. Их особенность в том, что спустя определенное время после вскрытия пласта, они разлагаются, не оставляя после себя ни следа.

Направление разведочных скважин чаще всего имеет вертикальную ось, а вот наклонно-направленное бурение встречается при разбуривании добывающего фонда скважин.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Виды скважин и их назначение

Всех приветствую на данном канале. В этой статье речь пойдет о том, какие бывают скважины и для чего они предназначены.

В предыдущей стаье рассказывается, что такое скважина и зачем их бурят. Теперь же разберем собственно какие они бывают и их прямое назначение. Итак, скважины разделяют по целевому назначению, другими словами, для чего ее бурят. Кроме этого, их классифицируют по направленности ствола скважины. Но обо всем по порядку.

Целевое назначение скважин разделено на четыре основные категории:

Поисковые скважины бурят при поиске месторождений, когда геологическая служба не владеет никакой информацией о каком-то участке или имеет очень скудные данные. В таких случаях иногда шутят - "Ничего не потеряли, а ищут))"Разброс или сетка скважин при поиске достаточно большая - несколько сотен метров (Рис. 1).

Рисунок 1 - Разброс скважин при поиске (вид сверху) Рисунок 1 - Разброс скважин при поиске (вид сверху)

Разведочные скважины - Бурение данной категории скважин ведут с целью оконтуривания месторождения и подсчета запасов полезного ископаемого. Эту категорию предлагаю сравнить с разведкой в боевых условиях. Представьте - вы знаете, что за горой готовится к наступлению супостат, а какова численность вражеской орды, не знаете. Вы отправляете в разведку группу, которая узнает точное количество пехоты, техники и другие данные о вражеской армии. Так и здесь, бурят разведочные скважины, чтобы узнать точное количество полезного ископаемого и размеры рудного поля. Сетка при бурении разведочных скважин значительно сгущается и бывает так, что расстояние между скважинами не превышает 10-20 метров.

Эксплуатационные скважины - Бурят для извлечения из недр полезного ископаемого. В основном это жидкие и газообразные ПИ (полезные ископаемые) - вода, газ, нефть. Открывая дома кран - знайте, вода к вам в дом поступает из эксплуатационной скважины. Многие думаю видели высокую башню в самом поселке или на небольшом удалении от него (Рис.2). Правда, одно уточнение - это касается небольших поселков и деревень. В больших мегаполисах невозможно обеспечить население из скважин, здесь применяют другие способы.

Рисунок 2 - Водонапорная башня (Новосибирск) Рисунок 2 - Водонапорная башня (Новосибирск)

Что же касается черного золота - Здесь есть интересная особенность. Изначально бурится разведочная скважина, т.е. геологи знают, что тут по всем показателям есть залежи нефти, но на 100% нет уверенности. Поэтому бурится разведочная скважина и если нефть обнаружена, эта скважина переходит из одной категории (разведочной) в эксплуатационную (Рис.3). И начинается добыча нефти, кстати, с природным газом аналогично поступают.

Рисунок 3 - Эксплуатационные скважины (республика Коми) Рисунок 3 - Эксплуатационные скважины (республика Коми)

И последняя категория скважин - технические . Здесь все просто. В самом названии категории лежит ответ - бурение для различных технических целей. Сюда относят скважины под взрыв (Рис. 4), для замораживания грунта (Рис.5), для дегазации угольных пластов, вентиляционные скважины для шахт (Рис.6).

Читайте также: