Устройство конструкции нефтяной скважины

Конструкция нефтяной  скважины зависит от конкретного региона и описывается проектом. Она должна обеспечивать беспрепятственное бурение глубину, необходимую для того, чтобы вскрыть продуктивный нефтяной или газовый пласт на месторождении.

Конкретная схема разрабатывается с учетом нескольких факторов, к которым относятся:

• геологическое строение;
• методы бурения;
• прямое назначение;
• технология вскрытия нефтегазоносных пластов;
• требования техники безопасности.

Как вы думаете, что будет с нефтью в 2022 году?

• Подорожает
• Подешевеет

Просмотреть результаты

 Загрузка ...

От грамотного и правильного проекта зависят не только надежность конструкции, но и её  стоимость, дебет и срок эксплуатации. В рабочем проекте должен быть  полный комплекс технически обоснованных решений, касающихся крепления скважины, разработанных  с учетом  географического положения региона и геологических условий, в которых планируется бурение.

Обосновать необходимо конструкцию разных участков, а также способы и интервалы цементирования, необходимого для  обсадной колонны, выбор и количество её материалов. Также обосновываются конкретные технические решения, определяющие методы вскрытия продуктивных пластов, устойчивость ствола и способы гидроизоляции.

Исходными данными при  проектировании  и обосновании являются:

• координаты устья;
• глубина и способ бурения;
• диаметры колонн для каждого интервала, планируемые по показателю планируемого дебета;
• данные геологоразведки конкретного региона и данные геологических разрезов;
• особенности конкретных пород, в аспекте методов бурения;
• наличие в пластах жидкостей и их состав;
• назначение и тип скважины;
• профиль;
• интервалы нефтегазоносных пластов;
• способы дальнейшей эксплуатации;
• значения внутрипластовых давлений;
• показатели давлений для определения гидравлического разрыва.

Устройство нефтяной скважины

Скважины формируются бурением, которое представляет собой  процесс разрушения горных пород.

Скважина – это горная выработка  круглого сечения,  которая сооружается  без доступа внутрь  её человека, длиной, которая превышает диаметр во много раз.

Верхнюю  часть называют  устье,  дно – это забой, боковая часть  – стенка, а ограниченное стенкой  пространство – это ствол.

Длиной скважины называется расстояние между устьем и забоем, измеряемое по оси ствола. Глубиной является проекция длины скважины на её  вертикальную ось. Для вертикальных скважин эти значения одинаковы, а вот для искривленных и наклонных – различаются.

Схема вертикальной скважины приведена ниже.

Читать также: Вакуумное оборудование: бустерные насосы

Расшифруем обозначения:

1 – это так называемые обсадные трубы;

2 – цементный камень;

3 – продуктивный пласт;

4 – перфорация, которая делается в цементном камне и обсадных трубах;

Участок I называется  направлением скважины; II – её кондуктором; III – участок, называемый  промежуточной колонной; участок IV называется эксплуатационной колонной.

Направление скважины (участок I) находится в её устье, которое находится в зоне пород, подверженных размыванию. В связи с этим устье нуждается в укреплении, поэтому направление формируется таким: в самом начале проводят бурение  шурфа (колодца)  на глубину залегания пород с высокой степенью устойчивости  (обычно – на 4 – 8 метров). После этого в шурф ставится труба нужной длины и необходимого диаметра. Пространство между трубой и стенками шурфового колодца заполняется бутовым камнем и скрепляется при помощи цементного раствора (на схеме – номер 2).

Все участки скважины, которые располагаются ниже, имеют  цилиндрическую форму.

Сразу после  направлением начинается бурение на глубину 50-400 метров. Диаметр этого участка может доходить до 900 миллиметров. Его называют кондуктором (на схеме – II) и проводят его укрепление с помощью  обсадных труб (номер 1 на схеме). Обсадная труба представляет собой свинченные стальные трубы. Все затрубное свободное пространство на участке кондуктора заливается цементом. Назначение кондуктора – изоляция  неустойчивых,  мягких и трещиноватых горных  породы, которые могут осложнить дальнейшее бурение.

Сразу пробуриться до проектной глубины после установки кондуктора удается далеко не всегда. Это связано, как правило, либо с необходимостью  прохождения осложняющих бурение горизонтов, либо с необходимостью перекрыть те продуктивные пласты, которые этой скважиной эксплуатировать не планировалось.

В этом случае обустраивается и также цементируется так называемая промежуточная колонна (номер III).

Если разрабатываемый нефтегазоносный пласт имеет очень большую глубину залегания, то промежуточная колонна может быть и не одна.

Читать также: Типы и характеристики погрузчиков для склада

Участок IV  – это эксплуатационная колонна.

Её основное назначение –  подъем нефти и газа из забоя к устью, либо нагнетание газа или воды в разрабатываемый пласт, которое позволяет поддерживать в нем необходимое для добычи давление. Чтобы предотвратить перетекания газа или  нефти в более высокие горизонты, а воды, наоборот, в продуктивный пласт, все свободное пространство, расположенное  между стенкой скважины и эксплуатационной колонной цементируется.

Методы вскрытия продуктивного пласта

Чтобы извлечь из пласта нефть и/или газ, его необходимо вскрыть. Происходит это в забое скважины и может происходить разными способами.

Чаще всего стенки эксплуатационной колонны (в той её части,  которая находится в разрабатываемом пласте) перфорируются рядом отверстий (номер 4), простреливающих обсадные трубы и цементную оболочку. В породах с повышенной устойчивостью зону забоя не цементируют и устанавливают там фильтры различной конструкции. Есть вариант, когда  обсадная колонна опускается лишь до кровли пласта, а само  разбуривание для последующей эксплуатации проводят без укрепления ствола.

В зависимости от назначения обустраиваемой скважины, её устье оборудуется различной арматурой, например, задвижками, колонной головкой,  крестовиной и так далее.

Виды скважин

В процессе поиска, разведки и разработки углеводородных месторождений пробуриваемые  скважины могут быть:

Опорные обустраивают в не исследованных с помощью бурения районах. Их основное назначение – исследование  возраста  и состава горных пород.

Структурные необходимы для определения перспективных в плане разработки площадей, а также для их подготовки к бурению поисково-разведочного характера.

Параметрические скважины используются  в достаточно неплохо исследованных районах. Их назначение – уточнить  геологическое строение и перспективность продуктивных слоев.

Поисковые необходимы для открытия  новых запасов углеводородов.

Разведочные используют в районах с уже установленной нефтегазоносностью. Их предназначение – изучение строения конкретной залежи и её размеров, а также получение исходных данных, необходимых для количественного расчета нефтяных и газовых запасов и для проектирования способов их разработки.

Читать также: Как выбрать тепловизор для строительства?

Эксплуатационные используются непосредственно для извлечения необходимого природного сырья.

Целью бурения наблюдательных скважин является контроль за процессом разработки (колебаниями давления, текущего положения зон контакта воды и нефти (или газа и нефти) и так далее).

Нагнетательные необходимы для внешнего воздействия  на разрабатываемый пласт (для закачки туда воды, газа и прочих веществ).

Существуют также сейсморазведочные, картировочные и прочие специальные виды скважин.