Общая схема буровой установки:
1 — буровое долото;
2 — УБТ;
3 — бурильные трубы;
4 — кондуктор;
5 — устьевая шахта;
6 — противовыбросовое устройства;
7 — пол буровой установки;
8 — буровой ротор;
9 — ведущая бурильная труба;
10 — буровой стояк;
11 — вертлюг;
12 — крюк;
13 — талевый блок;
14 — балкон верхового рабочего;
15 — кронблок;
16 — талевый канат;
17 — шланг ведущей бурильной трубы;
18 — индикатор нагрузки на долото;
19 — буровая лебёдка;
20 — буровой насос;
21 — вибрационное сито для бурового раствора;
22 — выкидная линия бурового раствора.
Бурение — процесс разрушения горных пород с помощью специальной техники — бурового оборудования. Различают три вида бурения:
Бурение скважин — это процесс сооружения направленной горной выработки большой длины и малого (по сравнению с длиной) диаметра, без доступа человека внутрь. Начало скважины на поверхности земли называют устьем, дно — забоем, а стенки скважины образуют ее ствол.
История бурения
Цикл строительства скважин
Шарошечное буровое долото
- строительство наземных сооружений;
- углубление ствола скважины, осуществление которого возможно только при выполнении двух параллельно протекающих видов работ — собственно углубления и промывки скважины;
- разобщение пластов, состоящее из двух последовательных видов работ: укрепления (крепления) ствола скважины опускаемыми трубами, соединёнными в колонну, и тампонирования (цементирования) заколонного пространства;
- освоение скважин. Часто освоение скважин в совокупности с некоторыми другими видами работ (вскрытие пласта и крепление призабойной зоны, перфорация, вызов и интенсификация притока(оттока) флюида) называют заканчиванием скважин.
Классификация скважин по назначению
Скважины на нефть и газ, можно систематизировать следующим образом:
- структурно-поисковые, назначение которых — установление (уточнение тектоники, стратиграфии, литологии, оценка продуктивности горизонтов) без дополнительного строительства скважин;
- разведочные, служащие для выявления продуктивных объектов, а также для оконтуривания уже разрабатываемых нефтяных и газоносных пластов;
- добывающие (эксплуатационные), предназначенные для добычи нефти и газа из земных недр. К этой категории относят также нагнетательные, оценочные, наблюдательные и параметрические скважины;
- нагнетательные, предназначенные для закачки в пласты воды, газа или пара с целью поддержания пластового давления или обработки призабойной зоны. Эти меры направлены на удлинение периода фонтанного способа добычи нефти или повышение эффективности добычи;
- опережающие добывающие, служащие для добычи нефти и газа с одновременным уточнением строения продуктивного пласта;
- оценочные, назначение которых — определение начальной нефтеводонасыщенности и остаточной нефтенасыщенности пласта (и проведение иных исследований);
- контрольные и наблюдательные, предназначенные для наблюдения за объектом разработки исследования характера продвижения пластовых флюидов и изменения газонефтенасыщенности пласта;
- опорные скважины бурят для изучения геологического строения крупных регионов, чтобы установить общие закономерности залегания горных пород и выявить возможности образования в этих породах месторождений нефти и газа.
Способы бурения
Способ бурения |
Определение |
Вращательный |
Механическое бурение, при котором разрушающее усилие создаётся непрерывным вращением породоразрушающего инструмента с приложением осевой нагрузки |
Роторный |
Вращательное бурение, при котором буровой снаряд вращается станком с вращателем роторного типа |
Турбинный |
Вращательное бурение, при котором породоразрушающий инструмент вращается турбобуром |
Объёмный |
Вращательное бурение, при котором породообразующий инструмент вращается винтовым (объёмным) двигателем |
Электробуром |
Вращательное бурение, при котором породоразрушающий инструмент вращается электробуром |
Алмазный |
Вращательное бурение, при котором горная порода разрушается породоразрушающим инструментом, армированным алмазами |
Твердосплавный |
Вращательное бурение, при котором горная порода разрушается породоразрушающим инструментом, армированным твёрдыми сплавами |
Дробовой |
Вращательное бурение, при котором горная порода разрушается дробью |
Ударный |
Механическое бурение, при котором разрушающее усилие создаётся воздействием ударов породоразрушающего инструмента |
Ударно-канатный |
Ударное бурение, при котором возвратно-поступательное движение, создаваемое станком, передаётся породоразрушающему инструменту канатом |
Ударно-штанговый |
Ударное бурение, при котором возвратно-поступательное движение, создаваемое станком, передаётся породоразрушающему инструменту бурильными трубами |
Ударно-вращательный |
Механическое бурение, при котором разрушающее усилие создаётся в результате совместного воздействия ударов и вращения породоразрушающего инструмента |
Гидроударный |
Ударно-вращательное бурение, при котором удары сообщаются породоразрушающему инструменту гидроударником |
Вибрационный |
Механическое бурение, при котором внедрение бурового снаряда осуществляется виброударником |
Гидродинамический |
Бурение, при котором горная порода разрушается высоконапорной струёй жидкости |
Термический |
Бурение, при котором горная порода разрушается тепловым воздействием |
Электрофизический |
Бурение, при котором разрушается горная порода под воздействием сил, возникающих в результате электрического разряда |
Взрывоударный |
Бурение, при котором горная порода разрушается под воздействием сил, возникающих в результате взрыва |
Химический |
Бурение, при котором горная порода разрушается под действием реагентов, вступающих с ней в химическую реакцию |
С промывкой |
Бурение, при котором продукты разрушения горных пород удаляются потоком промывочной жидкости |
С продувкой |
Бурение, при котором продукты разрушения горных пород удаляются потоком газа |
Бурильная колонна
Бурильная колонна представляет собой спущенную в скважину сборку из бурильных труб скрепленных между собой бурильными замками, предназначенную для подачи гидравлической и механической энергии к долоту, для создания осевой нагрузки на долото, а также для управления траекторией бурящейся скважины.
Являясь совместно с долотом и забойным двигателем буровым инструментом, бурильная колонна выполняет следующие функции:
- передаёт вращение от ротора к долоту;
- воспринимает от забойных двигателей реактивные моменты;
- подаёт к забою промывочный агент;
- подводит гидравлическую мощность к долоту и погружному гидравлическому двигателю;
- вдавливает долото в горные породы на забое, действуя своей силой тяжести;
- обеспечивает замену долота и погружного двигателя посредством транспортировки их к забою или на дневную поверхности;
- позволяет вести аварийные и другие специальные работы в стволе скважины.
Литература
- Басарыгин Ю. М., Булатов А. И., Проселков Ю. М. Бурение нефтяных и газовых скважин. — Учеб. пособие для вузов. — М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2002. — 632 с. — ISBN 5-8365-0128-9
- Буровое оборудование. — Технический каталог. — М.: «Немецкая фабрика печати», 2008. — 265 с.
- Загадки глубокого бурения
- Petroleum Engineering-Drilling and Well Completions, C. Gatlin (ed.), Prentice-Hall Inc., Englewood Cliffs, NJ (1960.
- Lessons in Rotary Drilling, U. of Texas, Unit II, Lesson 3.
- A Primer of Oil Well Drilling, third and fourth editions, U. of Texas.
- Rotary Drilling Handbook, sixth edition, J.e. Brantly (ed.) Palmer Pub., New York City.
См. также