Для добычи каких полезных ископаемых нужно бурить скважины

Обновлено: 07.07.2024

Что такое скважина, и зачем их бурят?

Приветствую всех читателей! Этой статьей я начинаю огромную серию публикаций о бурении скважин. Что заставило меня этим заняться?

Во первых, это действительно интересный и в тоже время сложный технологический процесс, во - вторых, многие люди не знают об этом ничего, но. хотели бы узнать об этом побольше, в целях расширения кругозора. Но беда в том, что вся литература написана сложным техническим языком и не каждому "ботанику" удается в ней разобраться.

Для начала немного слов об авторе. С рождения и по сей день вся моя жизнь можно сказать пронизана геологией. Родители работали в геологоразведочной отрасли и познавать азы бурения я начинал с детства. Прошел путь от помощника машиниста буровой установки до бурового мастера, а если взглянуть с точки зрения географии, то от республики Коми и до Магаданской области множество месторождений пришлось объехать и поработать.

А теперь приступим непосредственно к тому о чем гласит заголовок.

Что же такое скважина? - это горная выработка цилиндрической формы, длина которой во много раз превышает ее диаметр (Рис.1).

Рисунок 1 - Вид на скважину Рисунок 1 - Вид на скважину

Скажем простым языком - отверстие в земной тверди, выполненное специальной установкой. Для наглядности можно провести аналогию со сверлением дрелью в стене отверстий. Разница только в масштабе как диаметра так и глубины. Скважины бурятся на глубину от нескольких метров до десятков километров. и диаметр бывает от десятков сантиметров до нескольких метров. Самая глубокая скважина в мире пробурена на Кольском полуострове во времена Советского Союза. Ее глубина составила, внимание! - 12 километров и 262 метра. Побить рекорд не удалось ни одной стране. Американцы правда что-то пытались и вроде как гордо объявили о новом рекорде, но когда компетентные службы провели исследования то, отказали им в признании нового рекорда глубины. Они пробурили ее под наклоном перейдя в горизонтальное бурение. И по факту глубина ее была значительно меньше ее длины. Кстати - глубина и длина скважины - это не совсем и не всегда одно и тоже понятие. Но об этом в этой же статье, но чуточку позже. Для начала разберем из каких элементов состоит скважина (Рис. 2). Верхняя часть скважины, ее начало - называется устье. Нижняя часть, глубина которой в процессе бурения меняется, называется забой скважины. Боковые части имеют название такое же как и в наших квартирах части комнат - стенки скважины. Пространство от устья до забоя называют стволом скважины. Проще говоря вся полость скважины это и есть ствол.

Рисунок 2 - элементы скважины Рисунок 2 - элементы скважины

Теперь вернемся к понятию длина и глубина скважины. Обратите внимание на рисунок 2, на нем я не случайно указал земную поверхность. От нее идет отсчет и глубины и длины скважины. На первый взгляд непонятно простому обывателю о чем идет речь, но читая дальше вы все поймете. Итак, предположим мы бурим скважину ( как это делается технологически вы узнаете в следующих статьях) вертикально. Затем, на глубине 100 метров изменяем ее направление и начинаем бурить под углом, постепенно приводя ствол скважины в параллельное положение с земной поверхностью. Для наглядности - представьте, делаем подкоп под забором. Сначала мы копаем в глубину, а затем копать станем параллельно поверхности. Так и здесь все происходит. И вот так мы продолжаем бурить на большое расстояние - допустим еще 100 метров. В итоге мы получаем длину скважины 200 метров, а глубина 100 метров так и останется (Рис.3).

Рисунок 3 - длина и глубина скважины. Глубина будет 100 метров, длина 200 метров. Рисунок 3 - длина и глубина скважины. Глубина будет 100 метров, длина 200 метров.

Единственное исключение из этого, так скажем, правила - это неприменимо к вертикальным скважинам. У этих скважин обе величины будут иметь одинаковое значение.

Теперь ответим на второй вопрос - зачем их бурят? Сейчас даже у малышей есть навыки пользоваться смартфоном или компьютером - молодежь нынче очень прогрессивная. Так вот - разберите его мысленно или реально на составные части. А теперь по порядку рассмотрим из чего он состоит, но не будем слишком углубляться в детали, а обобщенно. Корпус - зачастую пластик, изготовлен из нефтепродуктов, различные болтики, винтики и пластины крепления - металл, полученный из железной руды и сплавов различных металлов. Добавим сюда драгоценные металлы, они тоже есть в смартфонах хоть и в малых количествах. Стекло - кварцевый песок. Это только небольшая часть элементов смартфона, но этого нам достаточно будет для понимания. А теперь объединим все из чего это сделано и получим - полезные ископаемые. Так вот - самое главное для чего бурят скважины - найти полезные ископаемые. Металлы, минералы, газ, нефть и еще много чего. Также бурят скважины для водоснабжения, вскрывая водоносные горизонты. Существует еще такой вид бурения как буровзрывной способ. Его применяют при добыче полезных ископаемых которые залегают в твердых горных породах. Экскаватор не в силах расковырять эту твердь земную. Буровики, пробурив определенное количество скважин, закладывают взрывчатку и после взрыва порода разрыхляется, позволяя загружать ее в горные самосвалы.

На этом закончу эту статью, но продолжение следует, еще будет очень много интересного, так как проработав в этой сфере много лет мне есть о чем поведать. Если понравилось, подписывайтесь на канал и будете всегда в курсе выхода новых статей. Всем удачи и до встречи!

Для добычи каких полезных ископаемых нужно бурить скважины

Природный газ поднимается по скважине за счет естественной энергии. Его добычей занимаются в Америке, Европе, Африке и аналогичных регионах. Седьмая часть всей мировой добычи приходится на долю «Газпрома».
Добыча «вслепую».

Добыча природного газа. «Газпром отдыхает! ».

Oil Drill Animation — Анимационный ролик демонстрирующий процесс бурения скважины трехшорошечным долотом.

Процесс бурения скважины.

В данном разделе вы сможете посмотреть видео о добычи полезных ископаемых, которые существуют в твёрдом, жидком или в газообразном состоянии.

На страницах этого раздела предлагаются самые последние коллекции видеороликов на тему добычи полезных ископаемых.

При добыче каких полезных ископаемых нужно бурить скважину

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:

Целевое назначение скважин может объединяться, одна скважина может переходить из одной категории в другую, как ранее описано про бурение на нефть и газ( разведочная становится эксплуатационной).

Полезные ископаемые располагаются в земле в разном состоянии-твердом, газообразном и жидком. И поэтому их доставляют на поверхность земли разными способами. Твердые добываются при помощи карьеров и шахт. Нефть и газ достаются из-под земли при помощи бурения скважин. Нефть образовалась на достаточной глубине из остатков растительности и животных, которые жили миллионы лет ому назад. Для ее добывания ставят буровые вышки и бурят довольно глубокие скважины и насосами выкачивают ее. Природный газ имеет такую же природу происхождения, как и нефть. Таким методом добывают воду находящуюся в земле и образующую там водяные пласты.

В процессе бурения разрушаются горные породы на забое скважины, таким образом сооружается горная выработка, причём форма этой выработки получается строго цилиндрическая. Как правило, бурится земная кора, намного реже искусственные материалы (бетон, асфальт и другое).

Применение бурения многогранно. Посредством бурения:

разведывают полезные ископаемые;
изучают горные породы, их свойства;
добывают жидкие, газообразные и твёрдые (выщелачивание, выплавление) полезные ископаемые посредством эксплуатационных скважин;
производят взрывные работы;
вынимают твёрдые полезные ископаемые;
искусственно закрепляют горные породы (замораживанием, битумизацией, цементацией и другое);
осушают обводнённые месторождения и заболоченные районы;
вскрывают месторождения;
прокладывают подземные коммуникации путём сооружения свайных фундаментов и другое.

В первую очередь скважины бурят для добычи газообразных и жидких полезных ископаемых: таких, как природный газ, газовый конденсат и нефть.

А ещё с помощью скважин на поверхность извлекается питьевая или техническая вода, термальные и минеральные воды.

Следует отметить, что в наше время существует немало методов, позволяющих добывать с помощью бурения также и твердые полезные ископаемые:

1) Сера. По скважине подаётся перегретый пар, расплавляющий данное вещество, которое в жидком состоянии можно легко откачать.

2) Соль. Вниз к солевому пласту бурится несколько скважин и подаётся вода, растворяющая соль. Затем данный раствор откачивается наверх.

3) Для добычи металлов в глубины земли поступают растворы кислот (щелочей), выщелачивающих металлические руды. Затем полученную смесь поднимают наверх для дальнейшей переработки. Подобным образом добывается золото, уран, медь, молибден, серебро, сурьма, вольфрам, алюминий и т.д.

Ну а так слышал вроде про серу, про соль.

Природный газ (в том числе и сланцевый), нефть (само собой), обычная вода (артезианские скважины), уран и золото (по одной из методик), соль добывается из насыщенного водного ее раствора, есть методы добычи серы.

В повседневной жизни, самая распространенная скважина(особенно в сельской местности) это для добычи питьевой воды. Еще есть скважины для добычи минеральной воды, нефти, газа, серы и даже соли. Ниже таблица скважин. Очень интересно.

Самые большие буровые скважены делают для добычи нефти. Они могут быть как в воде так и на суше.

В последнее время развивают тему сланцевого газа, там тоже нужно бурить землю.

Еще делают отверстия в земле для добычи простого газа и воды, серы, соли и еще некоторых полезных ископаемых.

Скважины бурят для добычи газа и нефти, но бывают месторождения и среди них уникальные, для добычи которых тоже бурят скважины. К примеру в Волгоградской области обнаружили месторождение бишофита, чуть ли не единственное в мире. Для добычи бишофита тоже пробурили скважины.

Полезные ископаемые представляют собой минеральные и органические образования земной коры, состав которых позволяет использовать в масштабном производстве того или иного продукта.

Под землёй находится ytcrjkmrj dbljd полезных ископаемых, которые добываются за счёт бурения.

Чаще всего из-под земли добывают природный газ и нефть.

Скважины могут находится на суше и в воде,а глубина может достигать более одного километра.

Раньше говорили, что консервация нефтяных залежей в Оклахоме и других штатах, это хитрый ход американцев для создания стратегического запаса нефти. Теперь уже понятно, что тут есть еще по крайней мере одна причина. Добыча нефти в США менее выгодна, чем её закупка за рубежом. Зарплата американского нефтяника, должна будет быть в несколько раз выше, чем зарплата у нефтяника араба или русского. К тому же добыча многих полезных ископаемых является грязным производством, то есть придётся платить еще и за загрязнение окружающей среды или за дополнительные очистные, а этого американцы не любят. По том же причинам в США и Европе, свёрнуты многие химические производства. Например, производство минеральных удобрений, или заводы по изготовлению подсолнечного масла. Они просто перенесены в Украину и в другие страны третьего мира.

Так же на территории большие залежи песчанника, который используется как отделочный материал.

Не далеко от Луганска есть карьер по добыче ракушняка.

Также в ЛНР есть залежи мела, мергеля, известняка, глины и песков. Есть так же карьер по добыче и изготовлению щебня различных фракций.

Небольшие месторождения природного газа присутствуют, но конечно не в промышленных масштабах.

Но и месторождения других полезных ископаемых имеются в Самарской области. Это высококачественные стекольные и формовочные пески, диатомиты, бентонитовые глины, карбонатные породы, мел, гипс, песчаник, песчано-щебеночные и песчано-гравийные материалы. Широко распространены глины и суглинки для грубой керамики, а также пески для строительных работ.

Большое значение для региона имеют месторождения пресных подземных питьевых, промышленных и минеральных вод.

В Рязанской области добывают следующие полезные ископаемые: бурый уголь, торф, много месторождений со строительными материалами (цемент, щебень, известь, глина). Немного меньшие месторождения стекольного сырья.

Запасов на Кубе хватает. Особенно, никеля.

А теперь приступим непосредственно к тому о чем гласит заголовок.

Этапы нефтегазовых работ: Бурение, добыча, транспортировка, переработка

2 РАЗВЕДОЧНОЕ БУРЕНИЕ
Бурение (Drilling) - это совокупность технологических процессов, выполняемых для строительства скважин - получения горных выработок с большим отношением длины (глубины) к поперечнику (диаметру Ø).
Этап разведочного бурения следует после ГРР.
Под разведочным бурением на нефть и газ понимается бурение скважин всех известных типов (опорных, параметрических, поисковых и разведочных) буровые установки для эксплуатационного и глубокого разведочного бурения, роторным, турбинным способом и электробурами для региональных исследований, а также поисково-разведочных работ, связанных с разработкой нефтяных и газовых месторождений.
Разведочное бурение заключается в разработке и эксплуатации разведочной скважины.
Разведочная скважина обычно бурится вертикально, то есть без заметного отклонения от места забуривания.
Конструкция разведочной скважины:

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

В ходе разведочного бурения используют буровой раствор.

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.

определить его объемы,
разработать, согласовать и утвердить технический проект на строительство скважины.

В связи с потребностью, будут создаваться новые или наращиваться существующие производственные мощности предприятий разведочного бурения.
Следующий этап - фаза разбуривания месторождения добывающими, нагнетательными и другими скважинами.

3 ЭКСПЛУАТАЦИОННОЕ БУРЕНИЕ. ИСПЫТАНИЕ СКВАЖИНЫ

3.1 ЭКСПЛУАТАЦИОННОЕ БУРЕНИЕ

Эксплуатационное бурение - бурение скважин в зоне залежей, продуктивность которых уже доказана.
Это продолжение работы, начатой при разведочном бурении.
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 продуктивность скважины.
В целом, у горизонтальных скважин дебит значительно выше, чем у вертикальных скважин.

3.2 ИСПЫТАНИЕ СКВАЖИНЫ

4 ДОБЫЧА. ПРОМЫСЛОВАЯ ПОДГОТОВКА

4.1 ДОБЫЧА НЕФТИ

После проведения всех необходимых буровых работ наступает собственно процесс добычи нефти.
Условно принято выделять 4 его стадии:
1 стадия интенсивного освоения нефтяного месторождения
2 стадия максимального уровня добычи (выход на полку)
3 стадия падения добычи нефти
4 завершающая стадия разработки
Первые 3 стадии составляют основной период разработки. В это время отбирается 80-90% извлекаемых запасов нефти месторождения.
Длительность каждой стадии и объемы добычи нефти определяются проектной документацией на разработку месторождения.

1 стадия характеризуется:

интенсивным ростом добычи нефти до максимально заданного уровня (прирост составляет примерно 1 ¸ 2 % в год от балансовых запасов);
быстрым увеличением действующего фонда скважин до 0,6 ¸ 0,8 от максимального;
резким снижением пластового давления;
небольшой обводненностью продукции nв (обводненность продукции достигает 3 ¸ 4 % при вязкости нефти не более 5 мПа·с и 35 % при повышенной вязкости);
достигнутым текущим коэффициентом нефтеотдачи Кн (около 10%).

Продолжительность стадии зависит от промышленной ценности залежи и составляет 4-5 лет

2 стадия характеризуется:

более или менее стабильным высоким уровнем добычи нефти в течение 3-7 лет и более для месторождений с маловязкой нефтью; 1-2 года - при повышенной вязкости;
ростом числа скважин, как правило, до максимума за счет резервного фонда;
нарастанием обводненности продукции nв (ежегодный рост обводненности составляет 2-3% при малой вязкости нефти и 7% и более при повышенной вязкости, на конец стадии обводненность колеблется от нескольких до 65%);
отключением небольшой части скважин из-за обводнения и переводом многих на механизированный способ добычи нефти;
текущим коэффициентом нефтеотдачи h, составляющим к концу стадии 30 ¸ 50 %, а для месторождений с «пикой» добычи - 10 ¸ 15%.

3 стадия характеризуется:

снижением добычи нефти (в среднем на 10-20 % в год при маловязкой нефти и на 3-10 % при нефти повышенной вязкости);
темпом отбора нефти на конец стадии 1-2,5 %;
уменьшением фонда скважин из-за отключения вследствие обводнения продукции, переводом практически всего фонда скважин на механизированный способ добычи;
прогрессирующим обводнением продукции nв до 80-85 % при среднем росте обводненности 7-8 % в год, причем с большей интенсивностью для месторождений с нефтью повышенной вязкости;
повышением текущих коэффициентов нефтеотдачи Кн на конец стадии до 50-60 % для месторождений с вязкостью нефти не более 5 мПа·с и до 20-30 % для месторождений с нефтью повышенной вязкости;
суммарным отбором жидкости 0,5-1 объема от балансовых запасов нефти.

Эта стадия наиболее трудная и сложная для всего процесса разработки, ее главная задача - замедление темпа снижения добычи нефти.
Продолжительность стадии зависит от продолжительности предыдущих стадий и составляет 5 -10 и более лет.

4 стадия характеризуется:

малыми, медленно снижающимися темпами отбора нефти Тдн (в среднем около 1% );
большими темпами отбора жидкости Тдж (водонефтяные факторы достигают 0,7-7 м 3 /м 3 );
высокой медленно возрастающей обводненностью продукции (ежегодный рост составляет около 1%);
более резким, чем на третьей стадии, уменьшением действующего фонда скважин из-за обводнения (фонд скважин составляет примерно 0,4-0,7 от максимального, снижаясь иногда до 0,1);
отбором за период стадии 10-20% балансовых запасов нефти.

4.2 ПРОМЫСЛОВАЯ ПОДГОТОВКА

обеспечения показателей установленного качества сырья на НПЗ и ГПЗ
с целью снижения влияния вредных компонентов нефти на срок службы МНП (магистральных нефтепроводов).

1 - нефтяная скважина
2 - автоматизированные групповые замерные установки (АГЗУ)
3 - дожимная насосная станция (ДНС)
4 - установка очистки пластовой воды
5 - установка подготовки нефти
6 - газокомпрессорная станция
7 - центральный пункт сбора нефти, газа и воды
8 - резервуарный парк

5 ТРАНСПОРТИРОВКА И ХРАНЕНИЕ НЕФТИ.

После стадии разведочного и эксплуатационных бурений, а также первичной промысловой подготовки следует этап Транспортировки нефтепродуктов или их хранения

5.1 ТРАНСПОРТИРОВКА нефти и нефтепродуктов осуществляется по:

магистральным нефтепроводам и нефтепродуктопроводам
различными видами транспорта: ж/д, автомобильным, воздушным, морским и речным

Масло турбинные
Автомобильное моторное масло
Масло трансмиссионное

Огнеопасные и взрывоопасные жидкие нефтевещества: бензины, дизтоплива
Густое топливо (мазут)
Смазочные материалы
Битум

5.2 ХРАНЕНИЕ

Нефть и нефтепродукты хранятся в нефтехранилищах
Основные виды топлив хранят в металлических резервуарах с внутренними антикоррозионными покрытиями
Бензины и нефти следует хранить в резервуарах с плавающей крышей или понтоном или оборудованных газовой обвязкой в зависимости от условий эксплуатации резервуаров
Застывающие нефтепродукты следует хранить в резервуарах, оборудованных стационарными или переносными средствами обогрева
В настоящий момент, как и в случае с транспортировкой, в хранении металлические емкости вытесняются полимерными тарами.
Нефтепродукты в таре следует хранить на стеллажах, поддонах или в штабелях в крытых складских помещениях, под навесом или на спланированной площадке, защищенной от действия прямых солнечных лучей и атмосферных осадков.

6 ПЕРЕРАБОТКА НЕФТИ

Все буровые и транспортирующие работы завершаются этапом Переработки нефти.
Сырую нефть из скважины практически не используют в чистом виде.
Целью переработки является получение широкого спектра нефтепродуктов и сырья
Под переработкой понимают многоступенчатый процесс физико-химической обработки сырой нефти, этот процесс идет по 3-м основным направлениям:
топливное (переработка с целью получения моторных и котельных топлив)
топливно-масляное (дополнительное получение смазочных масел)
нефтехимическое (предусматривает производство сырья для нефтехимии)

Весь спектр нефтеперерабатывающих процессов идет на НПЗ - промышленном предприятии, специализирующемся на переработке нефти в бензин, авиационный керосин, мазут, дизельное топливо, смазочные масла, смазки, битумы, нефтяной кокс, сырьё для нефтехимии.
Производственный цикл НПЗ включает в себя процессы подготовки сырья, первичной перегонки нефти и вторичной переработки нефтяных фракций: каталитического крекинга, каталитического риформинга, коксования, висбрекинга, гидрокрекинга, гидроочистки и смешения компонентов готовых нефтепродуктов.

Процессы нефтепереработки делят на Первичные и Вторичные

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.

Скважина. Этапы строительства, виды, назначение

давать возможность герметизировать устье в случае нештатных ситуаций.

Этапы строительства скважин:

Бурения начального ствола большого диаметра глубиной до 30 м.
Спуск в отверстие металлической трубы (называемой направлением).
Уставление окружающего ее пространства обсадными трубами и цементирование с целью предотвращения размывания верхнего почвенного слоя в процессе дальнейшего бурения.
Бурение ствола меньшего диаметра до глубины 500 - 800 м, в который опускается колонна из труб, называемая кондуктором, который предотвращает засолонение поверхностных пресных вод и не позволяет проникать в них вредным веществам, которые сконцентрированы в нижних пластах.
Заливка цементным раствором на всю глубину пространства между стенками трубы и горной породой.
Бурение скважины на заданную проектом глубину после обустройства направления и кондуктора.
Спуск в кондуктор эксплуатационную колонну - колонну труб еще меньшего диаметра. Если глубина залегания пласта - большая, то возможно использование промежуточных трубных колонн.

Скважины могут быть по направленности:

вертикальные, угол отклонения ствола которой от вертикали - не более 5 о ;

наклонно-направленные, угол отклонения ствола которой от вертикали - более 5 о .

Горизонтальные скважины, угол отклонения от вертикали ствола которой равен 90 о , относятся к наклонно-направленным.

С практической точки зрения, горизонтальная скважина - это скважина, которая имеет протяженный ствол, пробуренный максимально близко к направлению целевого продуктивного пласта с соблюдением оптимального азимута.

Категории скважин, которые бурят с целью извлечения нефти, газа или воды из недр, а так же с целью поиска, разведки, выявления нефтегазоносных структур и т.д:

структурно - поисковые - с целью уточнения тектоники, стратиграфии, литологии, оценки продуктивности горизонтов;без дополнительного строительства скважин;
разведочные:

- для выявления продуктивных объектов;

- для оконтуривания уже разрабатываемых нефтяных и газоносных пластов;

добывающие - (эксплуатационные) - для добычи нефти и газа из недр;
нагнетательные - предназначены для закачки (нагнетания) в пласты воды (сжатого газа, воздуха) с целью поддержания пластового давления или обработки призабойной зоны пласта (ПЗП). Эти меры позволяют увеличить период фонтанного способа добычи нефти или повысить эффективность добычи;
опережающие - для добычи нефти и газа с одновременным уточнением строения продуктивного пласта;
оценочные - для определения начальной нефтеводонасыщенности и остаточной нефтенасыщенности пласта (и других исследований);
контрольные и наблюдательные - для наблюдения характера продвижения пластовых флюидов и изменения газонефтенасыщенности пласта;
опорные скважины - для изучения геологического строения крупных регионов, чтобы установить закономерности залегания горных пород и выявить возможности образования в этих породах месторождений нефти и газа.

Скважины по количеству стволов могут быть:

многоствольные, которые имеют более 2 стволов и точка разветвления расположена выше уровня продуктивного горизонта;

многозабойные, которые имеют более 2 стволов и точка разветвления расположена в пределах продуктивного горизонта;

кустовые скважины, устья которых находятся близко друг к другу и несколько стволов расходятся под разными углами и на разную глубину.

Читайте также: