ИТС 28-2017 Добыча нефти

     2.1 Бурение скважин

Основным процессом данного этапа является бурение скважины - процесс механического разрушения горных пород специальным породоразрушающим инструментом (долотом), удаления разрушенной породы с забоя скважины и ее подъема на поверхность [16].

Основные элементы скважины (рисунок 2.2):

а) Устье - пересечение трассы скважины с земной поверхностью;

б) Забой - дно буровой скважины, перемещающееся в результате воздействия породоразрушающего инструмента на породу;

в) Ствол - горная выработка, внутри которой располагаются обсадные колонны и производится углубление скважины;

г) Ось - воображаемая линия, соединяющая центры поперечных сечений буровой скважины;

д) Обсадная колонна - конструкция из обсадных труб, составленная путем их последовательного соединения, предназначенная для крепления буровой скважины, а также для изоляции продуктивных горизонтов при эксплуатации или испытании скважины. Различают колонны: направляющие, кондукторные, промежуточные и эксплуатационные. Предназначены для изоляции стенок скважин от рабочего пространства ствола в процессе бурения, эксплуатации и обеспечивают требуемую прочность и герметичность при воздействии на них внутренних и внешних воздействий (в первую очередь давления), разобщение продуктивных горизонтов между собой, предотвращение межпластовой циркуляции, а также недопущения экологического вреда и предотвращение разрушения стенок скважины. Различают колонны: направляющие, кондукторные, промежуточные и эксплуатационные.

ж) Цементное кольцо (цементный камень) - затвердевший цементный раствор, закаченный в кольцевое пространство между стволом и обсадной колонной с целью его герметизации. Система обсадных колонн и цементных колец за ними составляют крепь скважины;

з) Перфорация - участок скважины, непосредственно соприкасающийся с продуктивным нефтяным или газовым горизонтом, установленный в глухой эксплуатационной колонне.

и) Направление - начальный участок скважины. Устье скважины лежит в зоне легкоразмываемых пород, которое необходимо укреплять. Направление выполняют следующим образом: сначала бурят шурф - колодец до глубины залегания устойчивых горных пород (4...8 м); затем в него устанавливают трубу необходимой длины и диаметра, а пространство между стенками шурфа и трубой заполняют бутовым камнем и заливают цементным раствором.

к) Кондуктор - обсадная труба, состоящая из свинченных стальных труб, закрепляющая участок за направлением (глубиной от 50 до 400 м, диаметром до 900 мм). Затрубное пространство кондуктора цементируют. С помощью кондуктора изолируют неустойчивые, мягкие и трещиноватые породы, осложняющие процесс бурения.

л) Промежуточная колонна. После установки кондуктора не всегда удается пробурить скважину до проектной глубины из-за прохождения новых осложняющих горизонтов или из-за необходимости перекрытия продуктивных пластов, которые не планируется эксплуатировать данной скважиной. В таких случаях устанавливают и цементируют еще одну колонну. Если продуктивный пласт, для разработки которого предназначена скважина, залегает очень глубоко, то количество промежуточных колонн может быть больше одной.

м) Эксплуатационная колонна. Предназначена для подъема нефти и газа от забоя к устью скважины или для нагнетания воды или газа в продуктивный пласт с целью поддержания давления в нем. Во избежание перетоков нефти и газа в вышележащие горизонты, а воды - в продуктивные пласты, пространство между стенкой эксплуатационной колонны и стенкой скважины заполняют цементным раствором.

     
Рисунок 2.2 - Основные элементы скважины

В настоящее время подавляющее число скважин бурятся "способом вращательного бурения". Процесс углубления происходит за счет разрушения горной породы породоразрушающим инструментом и своевременной очистки забоя от разрушенной породы. Частички выбуренной породы (шлам) выносятся на поверхность потоком бурового раствора (промывочная жидкость), закачиваемым через колонну бурильных труб, который, попадая через специальные отверстия в долоте на забой скважины, перемешивается разрушенной породой, вынося шлам на поверхность через затрубное пространство. Промывочная жидкость выносит с забоя частички выбуренной породы, охлаждает долото, создает противодавление на пласты, удерживает стенки скважины от обвалов и т.д. [17]. Скважины бурят как на суше, передвижными буровыми установками, так и на море, при помощи специализированных буровых установок. При морском бурении буровые установки монтируются на эстакадах, плавучих буровых платформах или судах (рисунок 2.3).

     
Рисунок 2.3 - Виды буровых установок и платформ

Выделяют следующие типы буровых установок:

- буровые суда - плавучее сооружение для осуществления морского бурения скважин, оборудованное специальной прорезью в днище корпуса, над которой установлена буровая вышка, а также системой для удержания судна над устьем скважины;

- полупогружная плавучая буровая установка (ППБУ) - буровая установка со стабилизирующими колоннами, находящаяся в рабочем состоянии на плаву и удерживаемая в горизонтальной плоскости с помощью якорей, подруливающих устройств или других средств позиционирования;

- самоподъемная буровая установка (СПБУ) - буровая установка, поднимаемая в рабочем состоянии над поверхностью моря на колоннах, опирающихся на грунт;