Строительство скважины осуществляется в соответствии с проектом ее конструкции

Требования к наземному буровому оборудованию.

Лекция 2. Основы строительства нефтегазовых скважин.

Конструкция скважины состоит из ствола, пробуренного в горных породах и нескольких обсадных колонн (ОК), закрепленных в этих породах с помощью цемента.

Конструкция скважины характеризуется:

· глубиной (протяженностью) скважины и интервалов под каждую ОК;

· диаметром ствола скважины под каждую ОК;

· количеством ОК, спускаемых в скважину, глубиной их спуска, их длиной, диаметром и интервалами их цементирования.

Скважина - горнотехническое сооружение

обсаженный интервал (изолированная часть ствола скважины) – интервал скважины, в котором ее стенки закреплены (перекрыты) обсадной колонной;

необсаженный интервал (открытый ствол) –
интервал скважины, где нет обсадной колонны;

выходиз под башмака - расстояние от башмака (низа обсадной колонны) до забоя скважины.

Бурение – технологический процесс создания и крепления ствола скважины.

Создают ствол скважины при ее углублении путем разрушения горных пород на забое и удаления обломков выбуренной породы (шлама) из скважины.

Пробуренные интервалы ствола скважины закрепляют с целью предотвращения разрушения стенки и разобщения пластов путем спуска и цементирования обсадных колонн.

Углубление (проходка, проводка) ствола скважины осуществляется путем реализации двух технологических процессов:

• основного - разрушение горной породы на забое скважины с помощью породоразрушающего инструмента - долота;

• вспомогательного - удаление обломков горной породы с забоя и из скважины с помощью промывки буровым раствором.

По мере углубления скважины ведущая труба опускается вниз. При заглублении ведущей трубы на всю длину осуществляют наращивание, то есть присоединение бурильной трубы:

• первый раз между ведущей трубой и долотом,

• каждый последующий раз - между ведущей трубой и предыдущей бурильной трубой.

Наращивание осуществляют всякий раз, когда верх ведущей трубы спускается до уровня ротора. Полученная таким образом непрерывная система бурильных труб называется бурильной колонной (бурильным инструментом).

Углубление скважины осуществляется до износа долота (об этом судят по падению механической скорости проходки). Для замены долота бурильную колонну извлекают из скважины (поднимают бурильную колонну), заменяют износившееся долото новым и спускают его в скважину.

Для сокращения продолжительности спускоподъемных операций (СПО) бурильную колонну поднимают и опускают в скважину не отдельными бурильными трубами, а свечами.

Свеча - неразборный комплект из двух-четырех бурильных труб.

Как правило, долотом бурят до полного его износа, то есть до выработки ресурса долота.

Долота современных конструкций, особенно безопорные алмазные, имеют большой ресурс и их можно последовательно использовать в нескольких скважинах.

Долото разрушает горную породу на забое под действием осевой нагрузки и крутящего момента, приложенного с определенной частотой вращения.

Осевая нагрузка на долото создается массой нижней (сжатой) части бурильной колонны.

Крутящий момент создается при вращении долота ротором с помощью бурильной колонны или гидравлическим забойным двигателем, непосредственно вращающим долото.

Промывка осуществляется с помощью буровых насосов, подающих буровой раствор в бурильную колонну, в ГЗД и в долото.

Крепление скважины

В процессе бурения возникает необходимость закрепления стенок скважины в интервалах неустойчивых пород, предотвращения межпластовых перетоков флюидов и т.д.

Если углубление следующего участка ствола скважины без крепления предыдущего интервала обсадной колонной становится невозможным, то эти участки ствола скважины называют интервалами с несовместимыми условиями бурения.

Крепление скважины обсадной колонной (ОК)

Включает технологические операции:

• подготовка ствола, обсадных труб и оборудования к спуску ОК;

• спуск ОК;

• цементирование ОК;
• проверка качества цементирования и герметичности ОК.

Заканчивание скважины

Заканчивание скважины включает следующие основные виды работ:
· первичное вскрытие продуктивного пласта;
· конструктивное оформление ствола скважины в интервале продуктивного пласта и изоляция его от соседних интервалов с водоносными и проницаемыми пластами;
· вторичное вскрытие продуктивного пласта (создание гидродинамической связи продуктивного пласта со скважиной);

· исследование продуктивных пластов, освоение продуктивных пластов с промышленными запасами, специальные работы в скважине.

Заключительные работы по окончании бурения и заканчивания скважины

Демонтаж бурового оборудования, вышки и прочих сооружений и подготовка их к транспортированию на новую точку бурения.

Отправка демонтированного оборудования и имущества на новую точку бурения.

Утилизация и захоронение производственных отходов, рекультивация земельного участка

Параллельно с демонтажем БУ проводят очистку территории от металлолома и строительного мусора, выполняют работы по охране окружающей среды - утилизацию и захоронение производственных отходов, рекультивацию земельного участка (восстановление нарушенного слоя почвы).

Скважину по акту передают на баланс Заказчика (недропользователя), который несет ответственность за ее техническое состояние на протяжении всего периода ее эксплуатации, а также после ликвидации скважины.

Назначение и функциональная схема буровой установки

При механическом бурении буровая установка выполняет три основные функции:

• грузовую,

• приводную,

• циркуляционную.

Классификация и общая характеристика буровых установок

По конструктивному исполнению буровые установки классифицируют на:

• стационарные и мобильные;
• морские;
• для бурения с использованием гибких труб (колтюбинговые).

Привод буровых установок

Приводом называют двигатели, передачи (трансмиссии) и системы управления, передающие энергию исполнительным органам буровой установки.

Двигатели преобразуют тепловую, электрическую или гидравлическую энергию в механическую.

Передачи предназначены для соединения двигателей с исполнительными органами с целью передачи энергии и согласования параметров энергетического потока двигателя с параметрами каждого исполнительного органа.

Система управления предназначена для регулирования параметров привода в ручном или автоматическом режиме в зависимости от хода технологического процесса с целью реализации оптимальных технологических параметров.

По назначению приводы разделяют на основной и вспомогательный.

• Основным является привод основных органов (лебедка, ротор, буровые насосы).

• Вспомогательный привод предназначен для привода механизмов выполняющих вспомогательные функции (механизмы циркуляционной системы, средства механизации СПО, погрузочно-разгрузочных работ и др.). Число таких механизмов и устройств в современной буровой установке достигает 30 единиц.

По конструкции приводы классифицируется в зависимости от типа используемых двигателей, способа распределения энергии, числа двигателей, а также конструкции силовой передачи (трансмиссии).

В зависимости от типа двигателей, различают приводы:

• дизельный, электрический, газотурбинный (для привода основных механизмов);

• электрический, пневматический, гидравлический (для привода вспомогательных механизмов).

Верхний силовой привод

Выполняет функции ротора, вертлюга, крюка, противовыбросовой фонтанной арматуры и частично свинчивания труб.

ВСП должны оснащаться БУ для бурения скважин

• с глубиной более 4500 м;

• с ожидаемым содержанием в пластовом флюиде сероводорода свыше 6% (объемных);

• наклонно направленных с радиусом кривизны менее 30 м;

• горизонтальных с глубиной по вертикали более 3000 м и горизонтальным положением ствола более 300 м.

Достоинства ВСП

• наращивание инструмента при бурении производится свечами длиной 25-27 м, а не "однотрубками", чем исключается два наращивания из трех - достигается значительная экономия времени;

• возможность (при необходимости) производить СПО с вращением колонны труб и с циркуляцией в скважине даже при большом угле наклона, чем уменьшается вероятность прихватов;

• возможность быстрой и надежной герметизации скважины двумя шаровыми кранами в процессе бурения и при СПО.

Буровые насосы

Буровой насос служит для подачи промывочной жидкости в скважину, а также для подведения гидравлической мощности к работающему в скважине турбобуру, к винтовому забойному двигателю и к долоту гидромониторного типа.

Буровой насос состоит из двух частей – механической и гидравлической, смонтированных на единой станине.

Механическая часть предназначена для преобразования вращательного движения приводного (трансмиссионного) вала в возвратно-поступательное движение, которое передается на гидравлическую часть.

Гидравлическая часть предназначена для всасывания приготовленного бурового раствора из емкостей и нагнетания его в скважину.

Дата добавления: 2014-01-07