Типы скважин по назначению

Классификация скважин по назначению

Цилиндрическая горная выработка, проводимая с поверхности земли вглубь при помощи механизмов и имеющая очень небольшое поперечное сечение по сравнению с глубиной, называется буровой скважиной. Скважины могут быть вертикальными или наклонными, диаметры их колеблются в широких пределах (25-900 мм), глубина — от нескольких метров до нескольких тысяч метров.

Начало скважины у поверхности земли называется устьем, дно — забоем, стенки скважины образуют ее ствол.

Все скважины, бурящиеся с целью региональных исследований, поисков, разведки и разработки нефтяных и газовых месторождений или залежей, делятся на следующие категории: опорные, параметрические, структурные, поисковые, разведочные, эксплуатационные.

1. Опорные скважины бурят для изучения геологического строения и гидрогеологических условий регионов, определения общих закономерностей распространения комплексов отложений, благоприятных для нефтегазонакопления, с целью выбора наиболее перспективных направлений геологоразведочных работ на нефть и газ.

Опорные скважины подразделяются на две группы:

К первой группе относят скважины, закладываемые в районах, не исследованных бурением, с целью всестороннего изучения разреза осадочных пород и установления возраста и вещественного состава фундамента.

Ко второй группе относят скважины, закладываемые в относительно изученных районах для всестороннего изучения нижней части разреза, ранее не вскрытой бурением, или для освещения отдельных принципиальных вопросов с целью уточнения геологического строения и перспектив нефтегазоносности района и повышения эффективности геологоразведочных работ на нефть и газ.

  • 2. Параметрические скважины бурят для изучения глубинного геологического строения и сравнительной оценки перспектив нефтегазоносности возможных зон нефтегазонакопления; выявления наиболее перспективных районов для детальных геолого-поисковых работ, а также для получения необходимых сведений о геолого-геофизической характеристике разреза отложений с целью уточнения результатов сейсмических и других геофизических исследований.
  • 3. Структурные скважины бурят для выявления перспективных площадей и их подготовки к поисково-разведочному бурению.
  • 4. Поисковые скважины бурят с целью открытия новых месторождений нефти и газа. К этой категории относят скважины, заложенные на новой площади, а также первые скважины, заложенные на те же горизонты в обособленных тектонических блоках, или скважины, заложенные на новые горизонты в пределах месторождения. Поисковыми их считают до получения первых промышленных притоков нефти или газа.
  • 5. Разведочные скважины бурят на площадях с установленной промышленной нефтегазоносностью с целью подготовки запасов нефти газа.
  • 6. Эксплуатационные скважины бурят для разработки и эксплуатации залежей нефти и газа. В эту категорию входят оценочные, эксплуатационные, нагнетательные и наблюдательные (контрольные, пьезометрические) скважины.

Оценочные скважины бурят на разрабатываемую или подготавливаемую к опытной эксплуатации залежь нефти с целью уточнения параметров и режима работы пласта, выявления и уточнения границ обособленных продуктивных полей, а также оценки выработки отдельных участков залежи.

Нагнетательные скважины используют при воздействии на эксплуатируемый пласт различных агентов (закачка воды, газа или воздуха и др.).

Наблюдательные скважины бурят для наблюдения за изменением давления, положения водо-газонефтяных контактов в процессе эксплуатации пласта.

7. Специальные скважины бурят для сброса промышленных вод, ликвидации открытых фонтанов нефти и газа, подготовки структур для подземных хранилищ газа и закачки в них газа, разведки и добычи технических вод.

Назначение скважин и их классификация.

Стр 1 из 4

Основные понятия о бурении и скважине.

Бурение скважин -сложный технологический процесс, направленный на получение глубокой горной выработки в земных недрах (скважины).

Буровой скважиной на нефть и газ называется подземная горная выработка, имеющая выход на дневную поверхность, пройденная без доступа в нее человека и отличающаяся от других горных выработок несоизмеримо малыми размерами поперечного сечения (диаметр) по сравнению с ее длиной.

Горная подсистема -массив пород вокруг ствола скважины, свойства которого в результате бурения изменились по сравнению с исходными.

Техническая подсистема — подземное и наземное оснащение скважины.

Элементы горной подсистемы скважины:

устье – верхняя часть скважины;

стенка – боковая цилиндрическая поверхность;

забой– дно или окончание скважины;

ствол– пространство в массиве горных пород, ограниченное контурами скважины, т.е. ее устьем, стенками и забоем.

Элементы технической подсистемы скважины:

обсадная колонна (ОК) – колонна труб, спущенных в скважину, имеющая постоянную или временную связь (сцепление) с ее стенками;

цементное кольцо — цементный камень, заполняющий пространство между стенкой ствола скважины и ОК (кольцевое пространство);

башмак — элемент низа ОК;

крепь скважины — система последовательно спущенных в скважину и зацементированных обсадных колонн.

Параметры скважины:

Обсаженный интервал(обсаженная часть ствола скважины) – интервал вдоль оси скважины, в котором ее стенки закреплены (перекрыты) ОК;

Необсаженный интервал (открытый ствол) – интервал по оси скважины, где нет ОК;

Диаметр скважины, как правило, уменьшается от устья к забою ступенчато на определенных интервалах. Начальный диаметр нефтяных и газовых скважин обычно не превышает 900 мм, а конечный 146,120,114,102 мм.


Глубина –это расстояние между устьем и забоем по вертикали. Определяется положением продуктивного горизонта.

Длина –это расстояние между устьем и забоем по ее оси. Характерна для наклонно-направленной скважины.

Виды бурения:

  1. Бурение вертикальных скважин.

Вертикальнойназывают скважину, отклонение оси которой от вертикали, проходящей через ее устье, находится в допустимых пределах. Современный уровень техники и технологии позволяет бурить скважины с отклонением ствола скважины от вертикали до 2 º.

  1. Наклонно-направленное бурение.

Наклонно направленнойназываютскважину, которая целенаправленно бурится по заданной траектории с отклонением забоя от вертикали, проходящей через устье скважины.

Наклонные скважины бурят, когда продуктивные пласты залегают под акваториями морей, озер, рек, под территориями населенных пунктов, промышленных объектов, в заболоченной местности, а также для удешевления строительства буровых сооружений.

  1. Горизонтальное бурение.

Горизонтальная скважина – разновидность наклонно направленной скважины, конечный интервал которой проходит по простиранию полого падающего или горизонтального пласта или с незначительным отклонением от горизонтали.

  1. Многозабойное бурение с вертикальным и горизонтальным разветвлением стволов.

5. Кустовое бурение — бурение нескольких наклонных или вертикальных скважин с одной небольшой площадки. Можно пробурить до 10 и более скважин.

Цикл строительства скважин.

Строительство скважины выполняется по заранее составленному проекту и геолого-техническому наряду, документам, которыми следует руководствоваться при строительстве и бурении скважины.

Конструкция скважин.

Расположение обсадных колонн с указанием их диаметра, глубины установки, высоты подъема закачанного цементного раствора, диаметра долот, которыми ведется бурение под каждую колонну, а иногда и других данных называется конструкцией скважины.

В скважину спускают обсадные колонны определенногоназначения: направление, кондуктор, промежуточные колонны, эксплуатационная колонна.

Направление спускается в скважину для предупреждения размыва и обрушения горных пород вокруг устья при бурении под кондуктор. Направление спускают на глубину от 5 до 130 м.

Кондукторпредназначен для разобщения верхнего интервала разреза горных пород, изоляции пресноводных горизонтов от загрязнений, монтажа противовыбросового оборудования. Кондуктор спускают на глубину 150-1500 м.

Эксплуатационной колонной крепят скважинудля разобщения продуктивных горизонтов от всех остальных пород и извлечения из скважины нефти или газа, или, наоборот для нагнетания в продуктивный горизонт воды или газа с целью поддержания пластового давления.

Промежуточные (технические) колонны необходимо спускать, если невозможно пробурить до проектной глубины без предварительного разобщения зон осложнений (проявлений, обвалов).

Принято считать, что скважина имеет одноколонную конструкцию, если в нее не спускаются промежуточные колонны, хотя спущены и направление и кондуктор. При одной промежуточной колонне скважина имеет двухколонную конструкцию. Когда имеются две и более технические колонны, скважина считается многоколонной.

Условие вызова притока.

Перед вызовом притока давление на забое скважины больше или равно пластовому давлению. Для вызова притока необходимо выполнение условия

pз < pпл, т.е. создание депрессии давления на пласт ∆ (дельта) p= pпл — pз ,где

pпл –пластовое давление; pз –забойное давление.

Так как забойное давление можно представить как гидростатическое давление столба жидкости в скважине, то условие вызова притока можно записать:

h ρ g < pпл,

где h – высота столба жидкости в скважине; ρ — плотность жидкости; g – ускорение свободного падения. (= 9,8 м/с2)

Следовательно, для удовлетворения этого условия с целью вызова притока необходимо уменьшить либо h,либо ρ, поскольку пластовое давление остается неизменным в процессе освоения данной скважины.

Методы освоения скважин.

Метод облегчения столба жидкости в скважине (жидкости глушения) Метод понижения уровня
1. Метод промывки (замена скважинной жидкости) 4. Тартание желонкой
2. Компрессирование с увлажнением (жидкий азот) 5. Свабирование (поршневание)
3. Закачка пенных систем 6. Понижение уровня глубинным насосом

1. Метод промывки (замена скважинной жидкости)осуществляется при спущенных трубах и герметизированном устье, что предотвращает выбросы и фонтанные проявления.

В скважину спускают НКТ и нагнетают насосом воду в кольцевое пространство между ЭК и НКТ. При этом глинистый раствор, находящийся в скважине, вытесняется водой на поверхность по НКТ. Так происходит замена одной жидкости на другую с меньшей плотностью, вследствии чего уменьшается давление на забое.

Замена жидкости осуществляется обычно по схеме: буровой раствор – вода – нефть – конденсат, при этом плотность жидкости, уменьшается постепенно и, следовательно, происходит плавное освоение.

Способ прост, экономичен и эффективен при слабой засоренности пласта.

2. Компрессирование с увлажнением (жидкий азот).В скважину спускается колонна НКТ, а устье оборудуется фонтанной арматурой. К межтрубному пространству (между НКТ и ЭК) присоединяется нагнетательный трубопровод от передвижного компрессора. При нагнетании газа жидкость в межтрубном пространстве вытесняется до башмака НКТ или до пускового отверстия в НКТ, попадает вовнутрь НКТ и разгазирует жидкость в них (столб жидкости облегчается), происходит выброс её на поверхность.. В результате давление на забое сильно снижается, начинается приток и скважина переходит на фонтанный или газлифтный режим работы. Нагнетание газа не прекращается до тех пор, пока скважина не очиститься от воды и глинистого раствора и не перейдет на нефть или газ. После получения устойчивого притока скважина переводится на стационарный режим работы.

3. Закачка пенных системзаключается в закачке смеси газа с жидкостью (обычно вода или нефть), плотность которой доводится до 400 – 500 кг/м3. Смешивают в специальных смесителях (эжекторе) и нагнетают в пласт.

4. Тартание желонкой –не только способ вызова притока и освоения, но и исторический способ эксплуатации скважин с очень низкими пластовыми давлениями. Осуществляется желонкой, представляющей собой отрезок толстостенной трубы (как правило, бурильной) длиной 8 м, имеющей в нижней части клапан со штоком, открывающимся при упоре на шток. Спускается в скважину на тонком (16 мм) канате с помощью лебёдки. Диаметр желонки обычно не превышает 0,7 диаметра обсадной колонны.

Так как объем желонки невелик, то процесс вызова притока тартанием достаточно медленный. Спуск желонки, как правило, проводится в обсадную колонну.

5. Свабирование (поршневание) –способ понижения уровня в скважине, в которую спущена колонна НКТ, при котором на стальном канате в НКТ спускается сваб или поршень. Сваб представляет собой трубу небольшого диаметра (25 – 37,5 мм) с обратным клапаном в нижней части, открывающимся вверх. На наружной поверхности трубы (в стыках) укреплены пластичные резиновые манжеты (3 – 4 шт.), наружный диаметр которых соизмерим с внутренним диаметром НКТ. При спуске сваба под уровень жидкость перетекает через клапан в пространство над свабом. При подъеме клапан закрывается, а манжеты, распираемые давлением столба жидкости над свабом, прижимаются к стенкам НКТ и уплотняются и весь столб жидкости, находящийся над свабом выносится на поверхность. При непрерывном свабировании уровень жидкости в скважине понижается и соответственно снижается забойное давление, что вызывает приток в неё жидкости из пласта. Снижение уровня осуществляется до 1000 м, при большем возможно смятие ЭК горным давлением. Глубина погружения сваба под уровень жидкости определяется прочностью каната и мощностью привода лебёдки (не превышает 75 – 150 м).

Свабирование (поршневание) – более производительный способ (в 10 – 15 раз производительнее тартания) и может осуществляться с использованием фонтанной арматуры (т.е. скважина герметизируется и выброс невозможен) со специальным лубрикатором.

6. Понижение уровня глубинным насосомосуществляется на истощенных месторождениях с низким пластовым давлением, когда не ожидаются фонтанные проявления, насосами ШГН или ЭЦН.

Такой метод эффективен, когда известно, что скважина не нуждается в глубокой и длительной депрессии для очистки призабойной зоны от раствора и разрушения глинистой корки.

Совершенно очевидно, что каждому из перечисленных способов присущи свои условия рационального применения для соответствующих характеристик осваиваемых коллекторов.

Вызов притока сопровождается выносом из пласта принесённых туда механических примесей, т.е. очисткой пласта.

Перед вызовом притока устье скважины оборудуют фонтанной арматурой (системой задвижек и трубопроводов) для управления скважиной в процессе эксплуатации. Если созданная депрессия, полученная в результате проведенных работ, не способствует вызову притока, то проводится комплекс работ по интенсификации притока.

Этот комплекс работ является неотъемлемой частью освоения скважин в низкопроницаемых и неоднородных коллекторах. Для интенсификации притока механическим (гидравлический или газовый разрыв пласта) или химическим (кислотная обработка) способами увеличивают проницаемость призабойной зоны пласта за счет образования новых или очистки существующих в нем трещин.

Основные понятия о разработке нефтяных и газовых месторождений. Пластовая энергия и силы, действующие в залежи. Природные режимы работы нефтяных и газовых залежей.

Одной из главных целей разработки месторождения является извлечение максимального количества нефти из недр.

Разработка нефтяных и газовых месторождений – это комплекс мероприятий, направленных на обеспечение притока нефти и газа из залежи к забою скважин, предусматривающих с этой целью определенный порядок размещения скважин на площади, очередность их бурения и ввода в эксплуатацию, установление и поддержание определенного режима их работы.

Под режимом работы нефтяных и газовых залежей понимают характер проявления движущих сил, обеспечивающих продвижение нефти в пластах к забоям эксплуатационных скважин.

Залегающие в пластах нефть и газ находятся под действием сил, совокупность которых обусловливает движение нефти, газа и воды в пластах при их разработке, а также характер и интенсивность этого движения.

Силы, действующие в пласте, можно разделить на две группы: силы движения и силы сопротивления, противодействующие движению жидкостей и газа и удерживающие нефть в пластах.

К силам, обусловливающим движение нефти, газа и воды в пластах, относятся следующие:

  • силы, вызываемые напором пластовых контурных вод;
  • силы, вызываемые напором свободного газа, заключенного в газовой шапке;
  • силы, вызываемые расширением сжатого газа, растворенного в нефти;
  • силы, проявляющиеся в результате упругости пластовых водонапорных систем, т.е. упругости жидкости и собственно пород пластов;
  • сила тяжести нефти.

В процессе движения нефти и газа в пласте чаще всего действуют различные виды энергии одновременно. Так, всегда проявляются упругость пород и жидкостей и сила тяжести. Однако в зависимости от геологических условий и условий эксплуатации месторождения превалирует энергия того или иного вида.

К силам сопротивления движения нефти в пласте относятся:

  • внутреннее трение жидкости и газа, связанное с преодолением их вязкости;
  • трение нефти, воды или газа о стенки поровых каналов нефтегазосодержащей породы;
  • межфазное трение при относительном движении жидкости и газа по пласту;
  • капиллярные и молекулярно-поверхностные силы, удерживающие нефть в пласте благодаря смачиванию ею стенок поровых каналов.

Гидравлическое сопротивление движению жидкости и газа по пласту зависит прежде всего от вязкости движущихся жидкостей и газа и от скорости потока. Чем выше скорость потока и выше вязкость, тем больше силы сопротивления.

Виды режимов работы нефтяных и газовых залежей:

— водонапорный (жестководонапорный) режим (рис. а) источником энергии является напор краевых (или подошвенных) вод. Ее запасы постоянно пополняются за счет атмосферных осадков и источников поверхностных водоемов. Отличительной особенностью этого режима является то, что поступающая в пласт вода полностью замещает отбираемую нефть. Контур нефтеносности при этом непрерывно перемещается и сокращается.

Эксплуатация нефтяных скважин прекращается, когда краевые воды достигают забоя тех из них, которые находятся в наиболее высоких частях пласта, и вместо нефти начинает добываться только вода.

При водонапорном режиме давление в пласте настолько велико, что скважины фонтанируют. Но отбор нефти и газа не следует производить слишком быстро, поскольку иначе темп притока воды будет отставать от темпа отбора нефти и давление в пласте будет падать, фонтанирование прекратиться. Коэффициент нефтеотдачи пласта при данном режиме – 0,5…0,8

Коэффициент нефтеотдачи пласта — это доля извлеченной из пласта нефти от ее первоначальных запасов.

— газонапорный режим (или режим газовой шапки)(рис. б) источником энергии для вытеснения нефти является давление газа, сжатого в газовой шапке. Газ, действуя на поверхность газонефтяного контакта, создает давление в нефти, заполняющей поры продуктивного пласта. Чем больше размер газовой шапки, тем дольше снижается давление в ней. Коэффициент нефтеотдачи пласта – 0,5…0,6.

— режим растворенного газа (газовый) (рис. в) основным источником пластовой энергии является давление газа, растворенного в нефти. По мере понижения пластового давления газ из растворенного состояния переходит в свободное. Расширяясь пузырьки газа выталкивают нефть к забоям скважин. Коэффициент нефтеотдачи – самый низкий 0,2…0,4. Причина этого в том, что запас энергии газа часто полностью истощается намного раньше, чем успевают отобрать значительные объемы нефти.

— упруговодонапорный (упругий) режим основным источником пластовой энергии служат упругие силы воды, нефти и самих пород, сжатых в недрах под действием горного давления. Коэффициент нефтеотдачи пласта – может достигать 0,8.

— гравитационный режим (рис. г) проявляется тогда, когда давление в пласте упало до минимума, напор контурных вод отсутствует, газовая энергия полностью истощена. При этом режиме нефть стекает в скважину под действием силы тяжести, а оттуда она откачивается механизированным способом. Коэффициент нефтеотдачи пласта – 0,1 – 0,2.

— смешанный режим — если в нефтяной залежи одновременно действуют различные движущие силы.

При разработке газовых месторождений гравитационный режим и режим растворенного газа отсутствуют.

Естественная пластовая энергия в большинстве случаев не обеспечивает высоких темпов и достаточной полноты отбора нефти из залежи. Это связано с тем, что ее извлечению из пласта препятствует достаточно много факторов, в частности, силы трения, силы поверхностного натяжения и капиллярные силы.

Основные понятия о бурении и скважине.

Бурение скважин -сложный технологический процесс, направленный на получение глубокой горной выработки в земных недрах (скважины).

Буровой скважиной на нефть и газ называется подземная горная выработка, имеющая выход на дневную поверхность, пройденная без доступа в нее человека и отличающаяся от других горных выработок несоизмеримо малыми размерами поперечного сечения (диаметр) по сравнению с ее длиной.

Горная подсистема -массив пород вокруг ствола скважины, свойства которого в результате бурения изменились по сравнению с исходными.

Техническая подсистема — подземное и наземное оснащение скважины.

Элементы горной подсистемы скважины:

устье – верхняя часть скважины;

стенка – боковая цилиндрическая поверхность;

забой– дно или окончание скважины;

ствол– пространство в массиве горных пород, ограниченное контурами скважины, т.е. ее устьем, стенками и забоем.

Элементы технической подсистемы скважины:

обсадная колонна (ОК) – колонна труб, спущенных в скважину, имеющая постоянную или временную связь (сцепление) с ее стенками;

цементное кольцо — цементный камень, заполняющий пространство между стенкой ствола скважины и ОК (кольцевое пространство);

башмак — элемент низа ОК;

крепь скважины — система последовательно спущенных в скважину и зацементированных обсадных колонн.

Параметры скважины:

Обсаженный интервал(обсаженная часть ствола скважины) – интервал вдоль оси скважины, в котором ее стенки закреплены (перекрыты) ОК;

Необсаженный интервал (открытый ствол) – интервал по оси скважины, где нет ОК;

Диаметр скважины, как правило, уменьшается от устья к забою ступенчато на определенных интервалах. Начальный диаметр нефтяных и газовых скважин обычно не превышает 900 мм, а конечный 146,120,114,102 мм.

Глубина –это расстояние между устьем и забоем по вертикали. Определяется положением продуктивного горизонта.

Длина –это расстояние между устьем и забоем по ее оси. Характерна для наклонно-направленной скважины.

Виды бурения:

  1. Бурение вертикальных скважин.

Вертикальнойназывают скважину, отклонение оси которой от вертикали, проходящей через ее устье, находится в допустимых пределах. Современный уровень техники и технологии позволяет бурить скважины с отклонением ствола скважины от вертикали до 2 º.

  1. Наклонно-направленное бурение.

Наклонно направленнойназываютскважину, которая целенаправленно бурится по заданной траектории с отклонением забоя от вертикали, проходящей через устье скважины.

Наклонные скважины бурят, когда продуктивные пласты залегают под акваториями морей, озер, рек, под территориями населенных пунктов, промышленных объектов, в заболоченной местности, а также для удешевления строительства буровых сооружений.

  1. Горизонтальное бурение.

Горизонтальная скважина – разновидность наклонно направленной скважины, конечный интервал которой проходит по простиранию полого падающего или горизонтального пласта или с незначительным отклонением от горизонтали.

  1. Многозабойное бурение с вертикальным и горизонтальным разветвлением стволов.

5. Кустовое бурение — бурение нескольких наклонных или вертикальных скважин с одной небольшой площадки. Можно пробурить до 10 и более скважин.

Назначение скважин и их классификация.

Скважины классифицируют по назначению, глубине,по расположению на поверхности земли.

По назначению скважины классифицируют на разведочные, эксплуатационные и специальные.

Разведочные скважины подразделяют на 6 категорий: опорные, параметрические, структурные, поисковые, оценочные, разведочные.

Опорные скважины строят в неизученных бурением нефтегазоносных районах для геологического изучения крупных элементов земной коры с целью выбора наиболее перспективных направлений геологоразведочных работ на нефть и газ.

Параметрические скважины закладывают в относительно изученных районах для изучения геологического строения и получения геофизических характеристик зон нефтегазонакопления.

Структурные скважинызакладывают на выявленных перспективных нефтегазоносных площадях для подготовки к поисковому бурению с целью определения элементов залегания пластов (тектоника, стратиграфия и литология) в различных точках и составления профиля данной площади.

Поисковые скважины закладывают на площадях, подготовленных геологопоисковыми работами, с целью открытия новых месторождений нефти и газа или на уже открытых месторождениях с целью поисков новых залежей.

Оценочные скважинызакладывают на площадях с установленной промышленной нефтегазоносностью с целью подготовки данных для оценки запасов и обоснования целесообразности разведки и разработки месторождений углеводородов.

Разведочные скважины бурят на площадях с установленной промышленной нефтегазоносностью с целью сбора исходных данных для составления проекта разработки залежей и уточнения категории запасов.

Эксплуатационные скважины подразделяют на 3 категории: добывающие, нагнетательные, наблюдательные.

Добывающие скважины служат для извлечения углеводородов из залежей.

Нагнетательные скважины бурят с целью поддержания пластового давления путем нагнетания в них воды, пара или газа.

Наблюдательные скважиныбурят для наблюдения за характером вытеснения нефти и изменением нефтегазоводонасыщенности.

Специальные скважины служат для сброса промысловых вод, ликвидации открытых фонтанов нефти и газа, разведки и добычи подземных вод, захоронения промышленных стоков, строительства и эксплуатации подземных хранилищ нефти и газа.

По мере разработки месторождения разведочные скважины переходят в категорию добывающих, а добывающие – в категорию нагнетательных или наблюдательных.

По глубине скважины классифицируются на:

— сверхглубокие(более 5000 м);

— глубокие (1000-5000 м);

— мелкие(менее 1000 м).

Кольская сверхглубокая скважина (СГ-3) — находится в Мурманской области, в 10 километрах к западу от города Заполярного, на территории геологического Балтийского щита. Её глубина составляет 12 262 метра. В отличие от других сверхглубоких скважин, которые бурились для добычи нефти или геологоразведки, СГ-3 была пробурена исключительно для исследования литосферы.

Считалась самой глубокой скважиной до 2008 года, когда её обошла пробуренная под острым углом к поверхности земли нефтяная скважина Maersk Oil BD-04A, длина которой 12 290 метров (находится в нефтяном бассейне Аль-Шахин, Катар), после этого в январе 2011 эту скважину обошла также нефтяная скважина месторождения Одопту-морепроекта Сахалин-1, также пробуренная под острым углом к поверхности земли, длиной 12 345 метров.

В июне 2013 г на Чайвинском месторождении вновь был побит мировой рекорд по протяженности скважины: длина скважины составила 12700 метров (скв. Z-42)

По расположению на поверхности земли скважины различают:

— расположенные на суше,

— шельфовые,

— морские.

Нефтяные и газовые скважины бурят на суше и на море при помощи буровых установок. В последнем случае буровые установки монтируются на эстакадах, плавучих буровых платформах или судах.

Цикл строительства скважин.

Строительство скважины выполняется по заранее составленному проекту и геолого-техническому наряду, документам, которыми следует руководствоваться при строительстве и бурении скважины.

МАТЕРИКОВАЯ ДОБЫЧА НЕФТИ

ПОДГОТОВКА СКВАЖИН К ЭКСПЛУАТАЦИИ

Классификация и назначение скважин Конструкция скважин Влияние факторов на конструкцию скважин Физические процессы в призабойной зоне
Приток жидкости в скважину Гидродинамическое совершенство скважин Типовые конструкции забоев скважин Основы вторичного вскрытия пласта
Взрывные методы перфорации Гидропескоструйная перфорация

Понятие скважины

Скважина — цилиндрическая горная выработка пространственной ориентации, диаметр которой существенно меньше ее длины, предназначенная для сообщения продуктивного горизонта с земной поверхностью.

Нефтяная или газовая скважина — это приблизительно цилиндрическое сооружение в глубь Земли, включающее преимущественно вертикальную или наклонную горную выработку в непродуктивной зоне пород и соединенную с ней выработку любой направленности в продуктивной зоне горных пород, крепь в виде обсадных труб и цементных оболочек и фильтр, обеспечивающий надежную гидродинамическую связь скважины с продуктивным пластом.

Скважина создается последовательным разрушением горных пород и извлечением их на поверхность. Начало скважины называется устьем, дно скважины — забоем. Диаметр скважины находится в пределах 59… 1000 мм. При обычном бурении разрушается вся масса породы. При бурении с отбором внутреннего столбика породы (керна) разрушается только кольцевое пространство у стенок скважины, а керн извлекается в неразрушенном состоянии для изучения геологического строения месторождения.

Классификация и назначение скважин

Целевое назначение скважин может быть различным. Все скважины, бурящиеся в целях региональных исследований, поиска, разведки и разработки нефтяных и газовых месторождений или залежей, подразделяются на следующие категории:

  1. Опорные скважины бурят для изучения геологического строения и гидрогеологических условий крупных регионов, определения общих закономерностей распространения комплексов отложений, благоприятных для нефтегазонакоплений, с целью выбора наиболее перспективных направлений геолого-разведочных работ на нефть и газ.
  2. Параметрические скважины бурят для изучения глубинного геологического строения и сравнительной оценки перспектив нефтегазоносности возможных зон нефтегазонакопления, выявления наиболее перспективных районов для детальных геологических работ, а также для получения необходимых сведений о геолого-геофизической характеристике разреза отложений с целью уточнения результатов сейсмических и других геофизических исследований.
  3. Структурные скважины бурят для выявления и подготовки к поисково-разведочному бурению перспективных площадей (антиклинальные складки, зоны экранирования, выклинивания и т.д.). По полученным в результате бурения структурных скважин данным определяют элементы залегания пластов (тектонику, стратиграфию и литологию) в различных точках и составляют профили данной площади.
  4. Поисковые скважины бурят на площадях, подготовленных геолого-поисковыми работами (геологической съемкой, структурным бурением, геофизическими и геохимическими исследованиями или комплексом этих методов) с целью установления нефтегазоносности.
  5. Разведочные скважины бурят на площадях с установленной промышленной нефтегазоностью для оконтуривания месторождения, подсчета запасов и подготовки его к разработке.
  6. Эксплуатационные скважины бурят для разработки и эксплуатации залежей нефти и газа. В эту категорию входят оценочные (для оценки коллекторов продуктивных горизонтов), добывающие (добычные), нагнетательные (для закачки в продуктивные горизонты воды, воздуха или газа с целью поддержания пластового давления и удлинения периода естественного фонтанирования) и наблюдательные (контрольные, пьезометрические) скважины. К этой же категории относят скважины, предназначенные для термовоздействия на пласт при разработке месторождений с высоковязкими нефтями.
  7. Специальные скважины бурят для сброса промысловых вод, ликвидации открытых фонтанов нефти и газа, подготовки структур для подземных газохранилищ и закачки в них газа, разведки и добычи технических вод.

Бурение скважин применяется не только в нефтяной и газовой промышленности. Скважины бурятся также в целях разведки и добычи других полезных ископаемых, водоснабжения населенных пунктов, тушения подземных пожаров, газификации углей, вентиляции шахт, замораживания грунта при проходке шахт, исследования грунтов на месте предполагаемого возведения различных промышленных и гражданских сооружений и т.п.

Классификация и назначение скважин Конструкция скважин Влияние факторов на конструкцию скважин Физические процессы в призабойной зоне
Приток жидкости в скважину Гидродинамическое совершенство скважин Типовые конструкции забоев скважин Основы вторичного вскрытия пласта
Взрывные методы перфорации Гидропескоструйная перфорация

Классификация скважин по назначению

По назначению скважины делятся на опорные, параметрические, структурные, поисковые, разведочные, эксплуатационные и специальные.

Опорные скважиныбурят для изучения основных черт глубинного строения малоисследованных крупных регионов, определения общих закономерностей стратиграфического и территориального распределения отложений, благоприятных для нефтегазонакоплений. Бурение производят на максимальную глубину. По данным этих скважин производится ориентировочный подсчет запасов нефти и газа.

Параметрические скважиныпозволяют детально изучить геологический разрез, выявить наиболее перспективные зоны нефтегазонакопления и подготовить их к детальным геолого-геофизическим исследованиям и поисковому бурению.

Структурные скважины служат для тщательного изучения структур, выявленных при бурении опорных и параметрических скважин и для подготовки к проведению поисково — разведочного бурения на эти структуры.

Поисковые скважиныбурят на подготовленных предыдущим бурением и ГИС площадях или на ранее открытых месторождениях с целью открытия новых залежей нефти и газа.

Результатом бурения поисковых скважин является детальное изучение геологического разреза и его нефте-газоносности, испытание продуктивных горизонтов на приток нефти и газа с отбором проб породы и флюида.

Разведочные скважины бурят на площадях с установленной промышленной нефтегазоносностью с целью оконтуривания месторождения и сбора исходных данных для составления проекта разработки.

Эксплуатационные скважины бурят на полностью разведанном месторождении с целью добычи нефти и газа. К эксплуатационным скважинам кроме добывающих относятся и те скважины, которые способствуют более эффективной разработке месторождения. Это: нагнетательные, оценочные и наблюдательные скважины.

Нагнетательные скважины служат для законтурного и внутриконтурного нагнетания в продуктивный пласт воды, газа или воздуха с целью поддержания пластового давления.

Оценочные скважиныпредназначены для уточнения режима работы пласта, для выявления и уточнения границ продуктивных пластов.

Наблюдательные скважины служат для контроля давления, положения водонефтяного, газоводяного и газонефтяного контактов в процессе эксплуатации месторождения.

Специальные скважиныбурят для взрывных работ при сейсмических методах поисков и разведки месторождений, для сброса промысловых вод в поглощающие пласты, разведки и добычи воды, для организации подземных газохранилищ и закачки в них газа, для ликвидации открытых фонтанов.

Классификация скважин по категориям опасности возникновения ГНВП

⇐ ПредыдущаяСтр 11 из 15

По степени опасности все скважины подразделяются на 3 категории:

К ПЕРВОЙ категории — относятся:

а)- Газовые скважины независимо от Рпл;

б)- Нефтяные скв-ны, в нефти которых содержится газ больше 100 м.куб./т.; или

в)-содержится сероводород превышающий ПДК(Предельно допустимая концентрация)

г)- Нефтяные скв-ны, в которых Рпл больше Рг.ст. на 10% . (и наз.-ся АВПД.)

Ко ВТОРОЙ категории – относятся:

а)- Нефтяные скв-ны, в которых Рпл больше Рг.ст. меньше чем на 10%;

б)- в нефти которых содержится газ обьёмом меньше 100 м.куб./т.; и

в)- содержание сероводорода не превышает ПДК.

К ТРЕТЕЙ категории – относятся скважины в которых Рпл равно или меньше Рг.ст., а сероводород отсутствует. ( Разведочные скв-ны бурятся по первой или второй категории.)

Газовые и нефтяные проявления.

ГНВП – возникает вследствие поступления из пласта в скважину нефти, газа или пластовой воды. Поступление пластового флюида в ствол скважины можно регулировать с помощью ПВО.

ГНВП – подразделяются на

— Газовые.

— Нефтяные.

— Смешанные.

Газовые проявления наиболее опасны, т.к. 1-газ имеет способность в больших пределах изменять свой объем и давление в короткое время. При полном замещении жидкости в скважине, на устье возникает давление близкое к пластовому.2-Газ взрывопожароопасен, 3-Газ-токсичен(отравления персонала), 4-Скорость подъёма газа в десять раз выше нефти.

Нефтяные проявления развиваются медленно, его трудно обнаружить в начальной стадии, ликвидация его последствий связана с очисткой устья, оборудования и территории.

Смешанные проявления имеют свойства газового и жидкостного, его ликвидация более сложная.

Открытый фонтан (ОФ) – это неуправляемое истечение пластовых флюидов через устье скважины в результате отсутствия, технической неисправности, негерметичности, разрушения ПВО или вследствие грифонообразований, а также затягивания процесса герметизации устья.

Открытые нефтяные и газовые фонтаны являются наиболее сложными авариями в нефтяной промышленности. Нередко они приобретают характер стихийных бедствий, требуют больших затрат материальных ресурсов, существенно осложняют деятельность буровых и нефтегазодобывающих предприятий, а так же прилегающих к району аварии объектов промышленности и населенных пунктов, наносят невосполнимый ущерб окружающей среде.

Поскольку ликвидация аварий сопряжена с возможным возгоранием и травмированием работающих на устье скважины, каждый открытый фонтан следует рассматривать как потенциальную возможность группового несчастного случая.

32 ) Методы освоения скважин:

первичным способом (бурение путём вскрытия продуктивного пласта, его разбуривание);

вторичным способом (вскрытие продуктивного пласта при помощи перфорации);

Освоение скважины – это комплекс технологических операций по вызову притока пластового флюида, очистки ПЗП и достижения продуктивности, соответствующей естественной проницаемости пласта. Все операции по вызову притока и освоению скважины сводятся к созданию на ее забое депрессии, т.е. давления ниже пластового. Причем в устойчивых коллекторах эта депрессия должна быть достаточно большой и достигаться быстро, в рыхлых коллекторах, наоборот, небольшой и плавной. Возможны 2 пути вызова притока: уменьшения плотности столба жидкости (замена жидкости, компрессорный метод) и уменьшение высоты столба жидкости (тартание, поршневание, глубинные насосы).

Освоение скважин после бурения, может осуществляться следующими способами:

— тартание — это извлечение из скважины жидкости желонкой, спускаемой на тонком канате с помощью лебедки. Это малопроизводительный, трудоемкий способ. Во время работы запорная арматура не может быть закрыта, в результате нет возможности оперативно остановить внезапное фонтанирование.

— поршневание – вытеснение столба жидкости из НКТ на поверхность при помощи сваба — трубы малого диаметра с клапаном, в нижней части открывающимся вверх. Поршневание в 10-15 раз производительнее тартания. За один спуск-подъем уровень может быть снижен на 100-150 метров. Существует опасность неожиданного выброса.

— замена скважинной жидкости на более легкую – создает плавное увеличение депрессии на пласт. Снижение забойного давления пропорционально разности плотностей скважинной и вытесняющей жидкости. Используется в коллекторах хорошо поддающихся освоению. Невозможно создание глубокой депрессии.

— компрессорный метод – закачка газа в затрубное пространство, что приводит к оттеснению жидкости до башмака НКТ или пускового отверстия, газированию жидкости в НКТ и плавному снижению забойного давления. Глубина депрессии ограничивается возможностями компрессора. Один из основных способов освоения газлифтных скважин.

— прокачка газожидкостной смеси – осуществляется замена скважиной жидкости газированной смесью плотность, которой постепенно уменьшается до 300-400 кг/м3. Применяется при нормальных пластовых давлениях. Для предупреждения всплывания пузырьков газа и снижения эффективности метода скорость жидкости в скважине должна быть более 0,8 м/с, поэтому часто ГЖС закачивают ч/з НКТ.

— откачка глубинными насосами. Применяется при нормальных и низких пластовых давлениях. Эффективен в случаях когда скважина не нуждается в глубоких и длительных депрессиях для очистки ПЗП.

Date: 2016-02-19; view: 15628; Нарушение авторских прав

Понравилась страница? Лайкни для друзей:

Скважины по назначению делят на:

  1. Опорные. Для изучения состава и возраста горных пород в

земной коре в крупных регионах, где ранее не проводилось бурение, для оценки нефтегазоносности. Бурятся со сплошным отбором керна.

  1. Параметрические. Для изучения глубинного строения горных

пород в районах, где предполагается наличие условий для образования нефтяных или газовых месторождений. Параметрические скважины бурятся в пределах локальных структур. При бурении параметрических скважин керн отбирается в размерах, обеспечивающих установление или уточнение характеристик вскрываемых отложений, а в интервалах возможного скопления нефти и газа производится сплошной отбор керна. Количество и место отбора керна указываются в технологическом проекте на бурение скважины.

  1. Поисковые. Для с целью открытия нефтяных или газовых

месторождений. В них производятся комплексные геофиз и геохим исследования с целью детального изучения разреза нефтегазоносности. Бурятся по данным геофиз исследов и по параметрическим скв.

  1. Разведочные. После открытия месторождения бурятся. Уточняется контур нефтеносности, дается оценка промышленных запасов нефти и газа.
  2. Эксплуатационные. Бурятся по сетки для добычи.
  3. Нагнетательные. Для нагнетания агента воздействия (для поддержания пластового давления).
  4. Контрольные. Для постоянного контроля за состоянием

разработки месторождения. В них замеряют пластовое давление, контролируют положения контуров, осуществляют контроль за температурой при тепловых методах воздействия.

  1. Оценочные. Для определения выработки пласта, наличия остаточных невыработанных участков в залежах нефти и газа и т.д.

Книги и материалы по бурению скважин, гидрогеологии, водоснабжению и др.

Реферат «Классификация скважин»

Выполнил студент группы МТ-08-02 Бондарев А. С.
Уфимский государственный нефтяной технический университет
Уфа 2008
1. Введение
Жидкое и газообразное углеводородное сырье ежегодно извлекается из недр Земли через сотни тысяч добывающих скважин, которые, будучи закреплены стальными обсадными трубами большой конструкционной прочности, выполняют роль герметичных вертикальных или наклонных трубопроводов, соединяющих глубокозалегающие нефтяные пласты с размещенными на дневной поверхности системами сбора, подготовки и транспортировки добытой нефти и газа.
В технологически обусловленном сочетании с геологическими, геофизическими, геохимическими и гидродинамическими исследованиями бурение скважин различного назначения ведется на всех этапах цикла разведки и разработки нефтяного (газового, газо-конденсатного и др.) месторождения. Условия размещения, бурения, закачивания и эксплуатации всех этих скважин следует учитывать при планировании, проектировании, финансировании и организации буровых работ.
На современном этапе развития различных направлений горного дела бурение скважины осуществляется как самостоятельный цикл строительства горно-технического сооружения, например, при разведке или эксплуатации жидких и газообразных полезных ископаемых, а также и как вспомогательная операция, выполняемая при других горных и строительных работах, например во время проходки шахт в сильно водоносных породах по известному способу предварительного замораживания или цементирования грунта, для исследования грунтов при возведении крупных объектов промышленного и гражданского строительства.
К числу отраслей, производственная деятельность которых находится в прямой зависимости от физических объемов и качества буровых работ, относятся Миннефтепром, Мингазпром и Министерство геологии СССР. Все скважины, сооружаемые буровыми предприятиями этих отраслей с целью геологического исследования недр на территории страны и шельфовых акваториях, проведения нефтегазопоисковых работ, разведки и разработки нефтяных и газовых месторождений, подразделяются на опорные, параметрические, структурные, поисковые, разведочные, эксплуатационные, оценочные, нагнетательные, наблюдательные и др.
Наряду с этим буровые скважины различного назначения в довольно большом количестве сооружаются и применяются в угольной, горнорудной, химической промышленности, в сфере медицинского обслуживания населения, а также в системе промышленного и гражданского строительства.
Классификация скважин по назначению
Цилиндрическая горная выработка, проводимая с поверхности земли вглубь при помощи механизмов и имеющая очень небольшое поперечное сечение по сравнению с глубиной, называется буровой скважиной. Скважины могут быть вертикальными или наклонными, диаметры их колеблются в широких пределах (25-900 мм), глубина — от нескольких метров до нескольких тысяч метров.
Начало скважины у поверхности земли называется устьем, дно — забоем, стенки скважины образуют ее ствол.
Все скважины, бурящиеся с целью региональных исследований, поисков, разведки и разработки нефтяных и газовых месторождений или залежей, делятся на следующие категории: опорные, параметрические, структурные, поисковые, разведочные, эксплуатационные.
1. Опорные скважины бурят для изучения геологического строения и гидрогеологических условий регионов, определения общих закономерностей распространения комплексов отложений, благоприятных для нефтегазонакопления, с целью выбора наиболее перспективных направлений геологоразведочных работ на нефть и газ.
Опорные скважины подразделяются на две группы:
К первой группе относят скважины, закладываемые в районах, не исследованных бурением, с целью всестороннего изучения разреза осадочных пород и установления возраста и вещественного состава фундамента.

Ко второй группе относят скважины, закладываемые в относительно изученных районах для всестороннего изучения нижней части разреза, ранее не вскрытой бурением, или для освещения отдельных принципиальных вопросов с целью уточнения геологического строения и перспектив нефтегазоносности района и повышения эффективности геологоразведочных работ на нефть и газ.
2. Параметрические скважины бурят для изучения глубинного геологического строения и сравнительной оценки перспектив нефтегазоносности возможных зон нефтегазонакопления; выявления наиболее перспективных районов для детальных геологопоисковых работ, а также для получения необходимых сведений о геолого-геофизической характеристике разреза отложений с целью уточнения результатов сейсмических и других геофизических исследований.
3. Структурные скважины бурят для выявления перспективных площадей и их подготовки к поисково-разведочному бурению.
4. Поисковые скважины бурят с целью открытия новых месторождений нефти и газа. К этой категории относят скважины, заложенные на новой площади, а также первые скважины, заложенные на те же горизонты в обособленных тектонических блоках, или скважины, заложенные на новые горизонты в пределах месторождения. Поисковыми их считают до получения первых промышленных притоков нефти или газа.
5. Разведочные скважины бурят на площадях с установленной промышленной нефтегазоносностью с целью подготовки запасов нефти газа.
6. Эксплуатационные скважины бурят для разработки и эксплуатации залежей нефти и газа. В эту категорию входят оценочные, эксплуатационные, нагнетательные и наблюдательные (контрольные, пьезометрические) скважины.
Оценочные скважины бурят на разрабатываемую или подготавливаемую к опытной эксплуатации залежь нефти с целью уточнения параметров и режима работы пласта, выявления и уточнения границ обособленных продуктивных полей, а также оценки выработки отдельных участков залежи.
Нагнетательные скважины используют при воздействии на эксплуатируемый пласт различных агентов (закачка воды, газа или воздуха и др.).
Наблюдательные скважины бурят для наблюдения за изменением давления, положения водо-газонефтяных контактов в процессе эксплуатации пласта.
7. Специальные скважины бурят для сброса промышленных вод, ликвидации открытых фонтанов нефти и газа, подготовки структур для подземных хранилищ газа и закачки в них газа, разведки и добычи технических вод.
3. Классификация скважин по профилю
Из практики бурения известно, что практически невозможно получить идеально вертикальный профиль, т.к. при прохождении пластов с различной твердостью, степенью восстания (наклона) пластов и из-за влияния многих других причин имеет место естественное искривление профиля. Конечно, в настоящее время наработан большой опыт по стабилизации профиля скважины, но при этом удорожается строительство и поэтому не всегда экономически целесообразно проводить стабилизационные мероприятия из-за их значительной трудоемкости. В то же время разработка месторождений, залегающих под населенными пунктами, морями, на болотистых участках и т.д., способствовала активному внедрению наклонно направленных скважин (ННС), профиль которых искусственно искривляется с целью вывода забоя скважины в нужную точку продуктивного пласта. Так, уже в 1958 году в Азербайджане 30% общего объема бурения составляло бурение наклонно направленных скважин. В процессе спуско-подъемных операций (СПО) с бурильными и насосно-компрессорными трубами (НКТ), при СПО со штангами, а также в процессе эксплуатации было замечено существенное отличие нагрузок в точке подвеса штанг и труб на таких скважинах от нагрузок в скважинах с весьма слабой искривленностью, которые принято называть вертикальными. Для отслеживания закономерностей влияния степени и характера искривления на технологию бурения и эксплуатации, на величину нагрузок и износа подземного оборудования необходимо было классифицировать скважины по их профилю. В одной из первых попыток классификации все скважины были разделены на четыре группы, где к первой группе были отнесены все плоско искривленные скважины, а к остальным — пространственно искривленные. Плоско искривленными являются скважины, у которых весь профиль лежит в одной вертикальной плоскости, т.е. имеют постоянный азимут.
Пространственно искривленные скважины характеризуются одновременным изменениям зенитного угла и азимута, т.е. проекция ствола скважины на горизонтальную плоскость представляет собой кривую линию, вплоть до образования петель. Как показал опыт, для решения названных задач требуется более подробная классификация, в первую очередь, для ННС. Поэтому в последующие годы многократно предпринимались попытки уточнить классификацию с учетом специфики бурения и эксплуатации ННС.
В настоящее время благодаря большому опыту бурения наклонно направленных скважин, разработке широчайшего спектра различного типа отклонителей и стабилизаторов, научно обоснованных рекомендаций по компоновке низа бурильной колонны (КНБК) можно получить практически любой наперед заданный профиль. В одной из последних работ дана подробная классификация профилей ННС, используемых для проектирования в различных регионах России, США, Англии. Как обычно, они делятся на плоские и пространственные.
Пространственные профили характеризуются увеличением длины ствола скважины по сравнению с плоскими при одинаковой глубине забоя, значительными силами трения при перемещениях бурильных труб, НКТ и штанг, т.е. имеют существенные недостатки. Тем не менее такие профили вынуждены использовать при проектировании глубоких наклонных скважин в районах со сложным геологическим строением, где проводка наклонных плоских скважин невозможна или экономически нецелесообразна.
Плоские профили состоят из различных комбинаций прямолинейных и искривленных участков, причем последние в проектах и расчетах принимаются дугами окружностей определенных радиусов. Профиль любой плоской наклонно направленной скважины включает верхний вертикальный участок, необходимый для упрощения СПО с глубинным оборудованием, и участок начального искривления.
Согласно принятой в работе методике плоские ННС подразделяются на тангенциальные, S-образные и J-образные, заканчивающиеся соответственно наклонным (тангенциальным) участком, участком малоинтенсивного уменьшения зенитного угла, участком малоинтенсивного увеличения зенитного угла.
Вступление большинства нефтяных месторождений страны в позднюю стадию эксплуатации сопровождается резким падением дебитов, ростом обводненности, прорывами воды к эксплуатационным скважинам, в результате чего в пласте остаются заблокированными линзы нефти. Эксплуатация нефтяных месторождений вертикальными скважинами позволяет извлечь около 50% содержащейся в пласте нефти, а в карбонатных коллекторах коэффициент нефтеотдачи еще ниже. Даже при плотных сетках скважин (0,8…6,0 га/скв.) нефтеотдача в карбонатных коллекторах не превышает 12,5-36%. На месторождениях с высоковязкой нефтью она не достигает и 10%. Картина практически не меняется и при переходе к наклонно направленным скважинам.
Исключительная ценность нефти как углеводородного сырья и энергоносителя на фоне падения объемов добычи и промышленных запасов вынуждает вводить в эксплуатацию месторождения с маломощными продуктивными пластами, высоковязкими нефтями и битумами, ранее считавшиеся не перспективными. В таких условиях для достижения приемлемых текущих дебитов, конечной нефтеотдачи и себестоимости, являющихся важнейшими критериями в нефтедобыче, становится совершенно необходимым переход к горизонтальным скважинам (ГС). Применение ГС позволяет уменьшить количество скважин, весьма существенно улучшить дренирование пластов, включить в эксплуатацию оставшиеся линзы нефти, повысить эффективность обработок призабойной зоны скважины за счет ее расширения.

Профиль горизонтальных скважин состоит из двух сопряженных между собой частей: направляющей и горизонтальной. При проектировании горизонтальных скважин используют только J-образный тип профиля. По величине радиуса кривизны ствола различают три типа профиля горизонтальной скважины: с большим, средним и малым радиусами.
Горизонтальные скважины с большим (более 190 м) радиусом кривизны могут быть реализованы при кустовом способе бурения на суше и море, а также при бурении отдельных скважин с большим отклонением от вертикали при длине горизонтального участка 600-1500 м. При строительстве данных скважин используются стандартные техника и технология наклонно направленного бурения, позволяющие получить максимальную интенсивность искривления 0,7…2,0° на 10 м проходки.
Горизонтальные профили скважин со средним радиусом искривления (60-190 м) применяются как при строительстве новых одиночных скважин, так и для восстановления продуктивности старых эксплуатационных скважин. При этом максимальная интенсивность искривления скважины находится в пределах 3… 10° на 10 м проходки при длине горизонтального участка 450-900 м. Такие скважины наиболее экономичны, т.к. имеют значительно меньшую длину ствола по сравнению со скважинами с большим радиусом, обеспечивают более точное попадание ствола в заданную точку на поверхности продуктивного горизонта. Это особенно важно при разбуривании маломощных нефтяных и газовых пластов.
Горизонтальные скважины с малым радиусом кривизны эффективны при разбуривании месторождений, находящихся на поздней стадии эксплуатации. Профиль скважины с малым радиусом искривления позволяет разместить насосное оборудование в вертикальном участке скважины и обеспечить наиболее точное попадание в заданную точку поверхности продуктивного горизонта. Малыми радиусами кривизны считаются радиусы от 10 до 30 м, при которых интенсивность искривления составляет 1,1-2,5° на 1 м (11-25° на 10 проходки). Длина горизонтального участка составляет в таких скважинах 90-250 м.
В России же преимущественно строят профили с большим и средним радиусами кривизны.
Кроме горизонтальных скважин в последние годы начали применять многозабойные скважины (МЗС), состоящие из вертикального ствола с разветвленной системой горизонтальных, полого-наклонных или волнообразных ответвлений, служащих дополнительными каналами, по которым нефть или битум поступают в основной ствол. Число ответвлений на сегодняшний день выполняется от 2 до 11. Основная задача МЗС — получение максимальных текущих и накопленных отборов нефти. По классификации ВНИИ-нефть МЗС подразделяется на следующие типы:
— с горизонтальными и полого-наклонными стволами, пробуренными из основного ствола; многоярусные;
— радиальные, в которых из одного горизонтального ствола бурится система радиальных стволов.
4. Классификация скважин по эксплуатационно-экономическим критериям
На промыслах принято распределять скважины на две категории по составу и свойствам их продукции, а также по профилю ствола скважины:
нормальные;
скважины с осложненными условиями.
К нормальным относят вертикальные скважины с практическим отсутствием влияния газа на работу насоса, с содержанием в откачиваемой жидкости механических примесей (песка, глины, продуктов износа) не более 1,3 г/л и вязкости добываемой жидкости до 30 мПа с. При этом термин «вертикальная скважина» является условным, т.к. практически любая скважина имеет искривления как вертикальной плоскости (зенитные), так и (или) в горизонтальной (по азимуту). В ряде случаев для отнесения скважин к категории «нормальных» кроме указанных предъявляются дополнительные требования: обводненность продукции — не более 50%; минерализация — не более 10 г/л, отсутствие или незначительность отложений солей и парафинов на узлах подземного оборудования.
Если параметры скважины и ее продукции не соответствуют вышеперечисленным критериям, то это скважина с осложненными условиями. При этом в зависимости от наиболее значительно осложняющего эксплуатацию фактора, скважины делятся на «песочные», «газовые», «коррозионные», «солеотлагающие», с жидкостью повышенной вязкости (30…60 мПа с), высоковязкие (более 60 мПас), с неньютоновскими жидкостями, битумные.
Широко используется также классификация скважин по глубине и по подаче.
По глубине (по высоте подъема жидкости) скважины условно делят на мелкие (до 500 м), средние (500-1500 м), глубокие (1500-2500 м) и сверхглубокие (более 2500 м). По подаче — на малодебитные (до 5 м3/сут), среднедебитные (5-100 м3/сут) и высокодебитные (более 100м3/сут).
В зависимости от степени осложняющего влияния того или иного фактора или их сочетания выбирают соответствующий способ и оборудование для эксплуатации. При этом кроме критерия техно- логической пригодности способа эксплуатации учитывается экономическая оправданность.
5. Классификация скважин в США
Используемая в настоящее время в США классификация скважин представляет собою лишь несколько усовершенствованную классифи- кацию, предложенную Фредериком Лахи (F. H. Lahee) в 1944 г. Как отмечает Ф. Лахи, цель создания классификации сводилась к комплексному учету геологических и экономических факторов и разработке наиболее приемлемой терминологии, тесно увязанной с классификацией запасов нефти и газа.
В соответствии с классификацией по Ф. Лахи все скважины подразделяются на две основные категории: разведочные (exploratory wells) и эксплуатационные (field wells). Разведочные скважины включают в себя пять групп: «дикая кошка на новое месторождение» (new-field wildcat), «дикая кошка на новую залежь» (new-pool wildcat), опробовательница нижней залежи или пласта» (dipper pool (pay) test), «опробовательница верхней залежи или пласта» (shallower pool (pay) test), «опережающая» или «расширяющая» (outpost или extension test).
По словам Ф. Лахи, предложенная пятичленная классификация разведочных скважин является результатом тщательного обдумывания и длительного обсуждения. Она легко увязывается с системой производства и учета геологоразведочных работ при бурений как на новые пласты на площадях с существующей добычей нефти и газа, так и на новые залежи на установленных структурах и новые залежи неразрабатываемых регионов. Эта классификация позволяет оценивать степень экономического риска при производстве геологоразведочных работ и придает более глубокое содержание классификации запасов, открываемых на различных стадиях этих работ. В современной трактовке назначение скважин следующее.

Дикая кошка на новое месторождение — это скважина, расположенная на структурной или неструктурной ловушке, в пределах которой до бурения этой скважины не добывались ни нефть, ни газ. В районах с неизученными или слабо изученными локальными геологическими условиями такие скважины располагаются на расстояниях не менее 3,2 км от ближайшей площади, на которой производится добыча нефти или газа. Подчеркивается, что в связи с разнообразием геологических условий расстояние не является определяющим фактором.
Более важна степень риска, принимаемого на себя предпринимателем в связи с желанием опробовать структурную или неструктурную ловушку, продуктивность которой еще не доказана бурением.
Дикая кошка на новую залежь — это скважина, закладываемая с целью разведки новой залежи на структурной или неструктурной ловушке за пределами известных границ продуктивной площади, где уже добываются нефть или газ. В отдельных районах, где локальные геологические условия изучены слаба, такие разведочные скважины иногда называются «близкая дикая кошка». Расстояние точки расположения такой скважины от ближайшей продуктивной площади обычно не превышает 3,2 км.
Опробовательница нижней залежи (или пласта) — это скважина, расположенная в пределах границ продуктивной площади залежи или залежей, которые уже частично или полностью разрабатываются. Цель скважины — разведка пласта, залегающего ниже разрабатываемых залежей.
Опробовательница верхней залежи (или пласта) бурится с целью обнаружения новой, еще не опробованной залежи, наличие которой по данным ранее пробуренных скважин можно предположить в пластах, расположенных выше разрабатываемых или уже разработанных залежей.
Опережающие или расширяющие скважины закладывают с целью разведки частично разрабатываемой залежи обычно на двойном (иногда несколько большем) расстоянии по сравнению с расстоянием между эксплуатационными скважинами на разрабатываемой части залежи.
Эксплуатационная скважина — это скважина, которая бурится в пределах доказанной площади нефтегазоносности до глубины стратиграфического горизонта, продуктивность которого доказана бурением.
По итогам бурения и опробования разведочные и эксплуатационные скважины подразделяются на «удачные» (successful) и «неудачные» (unsuccessful). В последнем случае они нередко характеризуются как «сухие» (dry).
По данным Томаса Мюррея (Т. Н. Murray, 1988), в современной классификации скважин дополнительно выделяются еще три группы скважин; «стратиграфическая оценочная» (stratigraphic test), «обслуживающая» (service well) и «старая углубляемая скважина» (old well drilled deeper).
Стратиграфическая оценочная скважина имеет общегеологическое назначение и бурится с целью получения информации, касающейся специфических геологических условий, знание которых может привести к последующему открытию скоплений нефти или газа. Такие скважины бурятся без опробования на продуктивность. Они являются скважинами, предназначенными только для отбора керна и (или) проведения каких-либо других видов исследований, касающихся разведки на нефть и газ.
Обслуживающая скважина бурится на существующем месторождении с целью поддержания добычи путем; закачки газа, воды, воздуха, пара, а также для сброса пластовых вод, получения воды для нагнетания и в качестве наблюдательной скважины.
Старая углубляемая скважина — это скважина, разбуриваемая ниже прежней ее глубины. Такое разбуривание скважины может привести (или не привести) к открытию нефти или газа. В первом случае она квалифицируется как «удачная», во втором — как «неудачная» или «сухая». В статистике бурения фиксируется проходка лишь ниже старого забоя.
6. Заключение
В настоящее время скважины бурят практически во всех средах для проведения научных исследований и обычных нефтегазо-разведочных работ; эксплуатации месторождений газообразных, жидких и твердых полезных ископаемых; сброса промышленных отходов и осуществления множества других технологических процессов.
Столь широкий диапазон применения буровых скважин в различных отраслях народного хозяйства определил многообразие условий размещения устьев, способов проходки и пространственного положения стволов этих выработок в пересекаемых ими горных массивах.
В соответствии с классификацией фондов социалистического материального производства нефтяная и газовая скважины относятся к основным производственным фондам. В рамках более детализированной отраслевой классификации основных производственных фондов сооружаемые в нефтяной промышленности скважины относятся к группе «Сооружения и передаточные устройства».
Скважина как строительный объект, относящийся к основным производственным фондам, характеризуется показателями, подразделяющимися на две условные группы: группу не изменяющихся или редко изменяющихся «условно постоянных» данных, к которым, в частности, относятся так называемые «паспортные» данные скважины; группу часто изменяющихся «условно переменных» данных, к которой относятся так называемые эксплуатационные данные» скважины.
Эти паспортные и эксплуатационные данные достаточно полно характеризуют как саму скважину, так и ее оснащение.
Список литературы
1. Муравьев В. М. Эксплуатация нефтяных и газовых скважин. М., «Недра», 1973, 381 с.
2. Жданов М. А. Нефтегазопромысловая геология и подсчет запасов нефти и газа. М., «Недра», 1970. 484 с.
3. Максимов М. И. Геологические основы разработки нефтяных месторождений. М., «Недра», 1965. 488 с.
4. Муравьев В. М., Середа Н. Г. Основы нефтяного и газового дела. М., «Недра», 1967. 280 с.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *