Условия их эксплуатации

Назначение скважин. Конструкция скважин,

2.3.1. Назначение скважин

Под скважиной будем понимать цилиндрическую горную выработку пространственной ориентации, диаметр которой существенно меньше ее длины, предназначенную для сообщения продуктивного горизонта с земной поверхностью.

По своему назначению скважины подразделяются на несколько видов:

1. Разведочные.

2. Добывающие (нефть, газ, вода).

3. Нагнетательные (вода, газ, пар, воздух и т.д.).

4. Контрольные (пьезометрические).

5. Оценочные и др.

Добывающие и нагнетательные скважины составляют так называемый эксплуатационный фонд или эксплуатационные скважины.

2.3.2. Конструкция скважин

Основным для каждого вида скважин является их конструкция (рис. 2.1.) Под конструкцией скважины понимается совокупность обсадных труб (колонн) и дополнительных забойных устройств (и их пространственное расположение), спускаемых в пробуренный ствол и закрепляемых в нем, изменяющаяся в зависимости от назначения скважины и отличающаяся как по размерам, так и по материалам для их изготовления. Таким образом, конструкция зависит от назначения скважины и определяется геологическими, техническими и технологическими факторами. Она должна обеспечивать длительную бесперебойную эксплуатацию и позволять проводить все известные и перспективные технологические процессы, исследовательские и ремонтные работы, а также использовать все виды погружного оборудования.

В зависимости от назначения скважин конструкция может существенно изменяться, но всегда должна удовлетворять некоторым общим требованиям, которые сводятся к следующему:

1. Надежное разобщение пройденных пород и их герметизация, что вытекает из требований охраны недр и окружающей среды и достигается за счет прочности и долговечности крепи, герметичности обсадных колонн, межколонных и заколонных пространств, а также за счет изоляции флюидонасыщенных горизонтов.

2. Получение максимального количества горно-геологической и физической информации по вскрываемому скважиной разрезу.

3. Возможность оперативного контроля за вероятным межколонным или заколонным перетоком флюидов.

4. Длительная безаварийная работа при условии безопасного ведения работ на всех этапах жизни скважины.

5. Конструкция должна иметь определенный диаметр обсадных труб, что особо относится к эксплуатационной колонне.

6. Быть стабильной (не изменять своих первоначальных характеристик в течение длительного времени или после проведения определенных технологических операций).

7. Эффективное фиксирование конструкции в стволе скважины.

8. Возможность аварийного глушения скважины.

9. Возможность трансформации одного вида скважины в другой за счет максимальной унификации по типоразмерам обсадных труб и ствола скважины.

Кроме перечисленных, конструкция скважины должна удовлетворять определенным технологическим требованиям, основными из которых являются:

1. Хорошая гидравлическая характеристика (минимум сопротивлений).

2. Максимально возможное использование пластовой энергии в процессе подъема продукции на дневную поверхность за счет выбора оптимального диаметра эксплуатационной колонны и конструкции забоя.

3. Возможность проведения всех видов исследований известными и перспективными глубинными приборами.

4. Проведение всех технологических операций в скважине, в том числе и по воздействию на продуктивный горизонт.

5. Применение различных способов эксплуатации с использованием эффективного оборудования, в том числе и с большими нагрузками на стенку скважины (колонны).

Как правило, верхние участки разреза скважины представлены молодыми отложениями, легко размывающимися в процессе бурения промывочной жидкостью. Поэтому бурить скважину начинают только после того, как предпримут соответствующие меры против размывания породы под основанием буровой.

Для этого бурят или копают вручную шурф до устойчивых пород (48 м) и в него спускается обсадная труба, называемая направлением. В пространство между обсадной трубой и стенками шурфа забрасывают бутовый камень и заливают цементный раствор. В результате устье скважины надежно укрепляется. В верхней части обсадной трубы заранее вырезается окно, из которого во время промывки скважины промывочная жидкость выходит в желобную систему.

После установки направления и проведения ряда подготовительных работ перед бурением скважины (монтаж приборов, контрольный осмотр оборудования, оснастка полиспастной системы и т. д.) приступают к бурению скважины до такой глубины, на которой заканчиваются трещиноватые и кавернозные породы. Эти породы почти всегда присутствуют в верхнем разрезе скважины и в той или иной степени осложняют процесс бурения. Обычно глубина их залегания составляет 50−400м.

В целях перекрытия и изоляции этих горизонтов в созданный ствол спускают обсадную колонну, а ее затрубное пространство заливают цементным раствором (часто до устья скважины).

Второй ряд обсадных труб получил название кондуктор.

Изолировав кондуктором верхние горизонты, продолжают углубление скважины. Иногда после спуска кондуктора пробурить скважину до проектной глубины не удается из-за прохождения новых осложняющих бурение горизонтов или из-за необходимости перекрытия продуктивных пластов, неподлежащих эксплуатации данной скважиной. В таких случаях появляется необходимость в спуске и последующем цементировании третьей промежуточной- обсадной колонны.

После спуска и цементирования промежуточной колонны продолжают бурение. При этом вновь могут встретиться горизонты, подлежащие изоляции. При таком положении спускают и цементируют четвертую обсадную колонну, называемую второй промежуточной колонной.

В очень сложных условиях бурения количество промежуточных колонн иногда доводят до трех.

Пробурив скважину до проектной глубины, спускают и цементируют эксплуатационную колонну, предназначенную для подъема тем или иным способом нефти, газа от забоя к устью скважины.

Диаметр скважины по мере ее углубления от интервала к интервалу уменьшается вследствие спуска в нее концентрически располагающихся обсадных колонн.

Диаметры долот, диаметры обсадных колонн, глубины перехода с большего диаметра скважины на меньший, глубины спуска обсадных колонн, высоты подъема цементного раствора за обсадными колоннами составляют понятие конструкция скважины.

Когда в скважину, кроме направления и кондуктора, спускается только эксплуатационная колонна, конструкцию называют одноколонной. Если в скважину, кроме направления и кондуктора, спускаются промежуточные и эксплуатационная колонны, то конструкцию называют двухколонной (при одной промежуточной колонне) или трехколонной (при двух промежуточных колоннах).

На рис. 2.1 приведена схема двухколонной конструкции скважины.

Схематически конструкция скважин изображается образующими линиями обсадных колонн и ствола скважины по одну сторону оси симметрии колонн и скважины.

Выбор конструкции скважины определяется геологическими особенностями строения месторождения (наличие и глубина залегания зон обвалов, поглощений, водо-проявлений, число и глубина расположения продуктивных горизонтов), видом добываемого продукта (нефть или газ), способом эксплуатации (фонтанный, компрессорный, насосный), способом бурения, техникой и технологией бурения.

2.4. Оборудование устьевой зоны скважины – колонные

Дата добавления: 2014-01-07