Тема занятий: Понятие о скважине Что

Тема занятий: Понятие о скважине

Что такое скважина ? n Скважина - цилиндрическая горная выработка, сооружаемая без доступа в нее человека и имеющая диаметр во много раз меньше длины.

Элементы скважины n Устье - начало скважины на поверхности земли n Ствол или стенка – боковая, цилиндрическая поверхность n Забой – дно ствола скважины. n Обсадная колонна – свинченные друг с другом и спущенные в скважину обсадные трубы n Цементное кольцо – затвердевший ЦР закачанный в кольцевое пространство n Фильтр - участок скв-ны непосредственно соприкасающийся с продуктивным горизонтом. (необсаженная колонна, специальные устройства и перфорации)

Назначение скважин n Эксплуатационные – для добычи нефти, газа и газового конденсата. n Нагнетательные – для закачки в продуктивные горизонты воды с целью поддержания пластового давления и увеличения дебита эксплуатационных скважин. n Разведочные – для выявления продуктивных горизонтов, оконтуривания, испытания и оценки их промышленного значения. n Специальные - опорные, параметрические, оценочные, контрольные – для изучения геологического строения малоизвестного района, определения изменения коллекторских свойств продуктивных пластов, наблюдения за пластовым давлением и фронтом движения водонефтяного контакта, степени выработки отдельных участков пласта, термического воздействия на пласт, обеспечения внутрипластового горения, газификации нефтей, сброса сточных вод в глубокозалегающие поглощающие пласты и др. n Структурно-поисковые – для уточнения положения перспективных нефте-газоносных структур по повторяющим их очертания верхним маркирующим (определяющим) горизонтам, по данным бурения мелких, менее дорогих скважин небольшого диаметра.

Конструкция скважины n Под конструкцией скважины понимается совокупность данных о числе и размерах (диаметр и длина) обсадных колонн, диаметрах ствола скважины под каждую колонну, интервалах цементирования, а также о способах и интервалах соединения скважины с продуктивным пластом.

Назначение обсадных колонн В скважину спускают обсадные колонны определенного назначения : Ø направление, Ø кондуктор, Ø промежуточные колонны, Ø эксплуатационная колонна.

Направление n Направление спускается в скважину для предупреждения размыва и обрушения горных пород вокруг устья при бурении под кондуктор, а также для соединения скважины с системой очистки бурового раствора. Кольцевое пространство за направлением заполняют по всей длине тампонажным раствором или бетоном. Направление спускают на глубину от нескольких метров в устойчивых породах, до десятков метров в болотах и илистых грунтах.

Кондуктор n Кондуктором перекрывают: - верхнюю часть разреза, где имеются неустойчивые породы и пласты, поглощающие буровой раствор. - обязательно должны быть перекрыты все пласты, насыщенные пресной водой. n Кондуктор служит также для установки противовыбросового устьевого оборудования. и подвески последующих обсадных колонн. n Кондуктор спускают на глубину нескольких сотен метров. Для надежного разобщения пластов, придания достаточной прочности и устойчивости кондуктор цементируется по всей длине.

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

Эксплуатационная колонна n Эксплуатационная колонна спускается в скважину для извлечения нефти, газа или нагнетания в продуктивный горизонт воды или газа с целью поддержания пластового давления. Высота подъема тампонажного раствора над кровлей продуктивных горизонтов, а также устройством ступенчатого цементирования или узлом соединения верхних секций обсадных колонн в нефтяных и газовых скважинах должна составлять соответственно не менее 150 -300 м и 500 м.

Собственно углубление ствола скважины n Бурение скважины - постепенное углубление в толщу земной поверхности до нефтяного пласта с укреплением стенок скважин. n При вращательном бурении разрушение породы происходит в результате одновременного воздействия на долото нагрузки и крутящего момента. Под действием нагрузки долото внедряется в породу, а под влиянием крутящего момента скалывает ее.

Способы вращательного бурения Существует две разновидности вращательного бурения: q роторный q с забойными двигателями.

Обсадная колонна n Обсадную колонну собирают из обсадных труб либо одного номинального размера (одноразмерная колонна), либо двух номинальных размеров (комбинированная колонна). n Для облегчения спуска обсадной колонны и качественного ее цементирования по выбранной технологии в состав колонны вводят дополнительные элементы: башмак, обратный клапан, заливочный патрубок, упорное кольцо, заливочную муфту, трубные пакеры, центраторы (фонари), скребки.

Обсадные трубы В основном различаются по: - Диаметру - Толщине стенок - Марке стали - Конструкции соединительных элементов - Профилю резьбы

Оснастка обсадных колонн (основные элементы) n Башмак обсадной колонны навинчивают на нижний конец первой (снизу) обсадной трубы и закрепляют сваркой. Он служит для предохранения нижнего торца обсадной колонны от смятия и для ее направления по стволу скважины в процессе спуска. n Обратный клапан устанавливают в нижней части обсадной колонны на одну-две трубы выше башмака. Имеются конструкции колонных башмаков, включающие обратный клапан. Обратный клапан служит для перекрытия пути поступления жидкости внутрь обсадной колонны. n Упорное кольцо (кольцо «стоп» ) устанавливают в обсадной колонне на 20 - 30 м выше башмака. Оно имеет суженный внутренний диаметр и служит для задерживания цементировочных пробок n Центраторы ( «фонари» ) устанавливают на обсадной колонне для поддержания соосности ствола скважины и спущенной обсадной колонны и создания благоприятных условий для равномерного распределения цементного раствора по кольцевому зазору.

Пример неравномерного распределения цементного раствора

Цементирование включает пять основных видов работ: ü приготовление тампонажного раствора, ü закачку его в скважину, ü подачу тампонажного раствора в затрубное пространство, ü ожидание затвердения закачанного материала и ü проверку качества цементировочных работ.

Схема этапов выполнения одноциклового цементирования обсадной колонны предложен в 1905 г. бакинским инж. А. А. Богушевским. I. - начало подачи цементного раствора в скважину; II - подача закачанной порции цементного раствора по обсадной колонне; III - начало продавки в затрубное пространство; IV - окончание продавки; 1 - манометр; 2 - цементировочная головка; 3 - верхняя пробка; 4 - нижняя пробка; 5 - цементируемая обсадная колонна; 6 - стенки скважины; 7 - стоп-кольцо; 8 - продавочная жидкость; 9 - буровой раствор; 10 - цементный раствор

Испытанию колонн на герметичность Испытанию на герметичность подлежат: • Все кондуктора и технические колонны, несущие противовыбросовое оборудование, подвергаются испытанию на герметичность и проверке качества цементирования под башмаком. • Эксплуатационные колонны после первичного и ремонтного цементирования

Опрессовка колонны • испытание колонны опрессовкой производится с использованием технических средств, обеспечивающих плавный подъём давления. n Обсадные колонны считаются герметичными, если в течении 30 минут давление опрессовки снизилось не более чем на 0, 5 МПа (5, 0 кгс/см 2).

Перфорация Цель перфорации: установление эффективной связи пласта и ствола скважины n Поскольку после вскрытия нефтяного пласта бурением в скважину спускают обсадную колонну и цементируют ее, тем самым перекрывая и нефтяной пласт, возникает необходимость в повторном вскрытии пласта. Этого достигают: n - посредством прострела колонны в интервале пласта специальными перфораторами, имеющими заряды на пороховой основе. Они спускаются в скважину на кабель-канате геофизической службой. - гидромеханическими способами n В настоящее время освоены и применяют несколько методов перфорации скважин.

Способы перфорации n Пулевая перфорация n Торпедная перфорация n Кумулятивная перфорация n Гидропескоструйная перфорация n Сверлящая перфорация n Гидромеханическая щелевая перфорация (ГМЩП)