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: Конструкционные особенности и виды шиберных насосов

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: Состав комплекса буровой установки для бурения нефтяных скважин

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.