Понятие о скважине, ее элементах, конструкции, о положении оси ствола в пространстве. Диаметр скважины для нефти


Диаметр ствола скважины — Добыча нефти и газа

Основным элементом при сооружении скважины является ее технический разрез, т. е. конструкция скважины, которая опреде­ляется диаметром, глубиной спуска и числом обсадных колонн, толщиной сте­нок труб, диаметром самой скважины на разных ее глубинах, высотой подъема цемента за трубами.

Выбор правильной, рациональной кон­струкции скважины имеет важное значе­ние для ее успешной проводки, поэтому для доведения обсадных колонн до наме­ченных глубин необходимо определить диаметр ствола скважины. Обычно для этого пользуются данными практики бурения — поличипами зазоров просвета и коэффициентов просвета скважины.

Схема цементирования скважин.

а — спуск нижней цементировочной пробки; б — спуск верхней це­ментировочной пробки; в — окончание цементирования; г — твердение цементного раствора: 1 — цементировочная головка;  2— нижняя це­ментировочная пробка;  3— упорное кольцо; 4 — башмачная пробка; 5 — верхняя цементировочная пробка.

Величина зазора или просвета скважины определяется по фор­муле

где β — величина зазора или просвета в мм, DCKB — диаметр сква­жины в мм; DM — наружный диаметр муфты в мм.

Рекомендуемые значения величин зазора изменяются в преде­лах от 15 до 50 мм и зависят от жесткости колонны, степени искри­вления ствола скважины.

Диаметр долота под соответствующий размер обсадных труб нужно выбирать с учетом минимально допускаемых просветов и условий бурения скважины. Если величину зазора скважины от­нести к диаметру скважины, т. е.

то получим значение коэффици­ента просвета скважины. Из дан­ной формулы можно получить значение диаметра скважины, вы­раженное через коэффициент про­света и диаметр муфты

 

Из формулы видно, что диаметр скважины можно определить умножением диаметра муфты обсадной колонны, подлежащей спуску в скважину, на расчетный коэффициент f.

Таблица 4

Обсадная колонна

Наружный

диаметр,

колонны,

мм

Наружный

диаметр

муфты,

мм

Минимальное

виачение

коэффициента

/

Кондуктор

426

451

1,11

 

377

402

1,12

    

325

351

1,14

Промежуточная колонна

273

298

1,17

    

219

243

1.23

Эксплуатационная колонна

168

188

1,32—1,47

 

146

166

1,18—1,35

 ПРИМЕРЫ ОБОСНОВАНИЯ КОНСТРУКЦИИ СКВАЖИН

Задание 1.

Обосновать конструкцию эксплуатационной скважины на глубину 1200 м для Московского мясокомбината.

Согласно геологическому разрезу можно принять конструкцию склажины двухколонной. На глубине 500—600 м ожидается зона поглощепня и ухода глинистого раствора, поэтому необходимо изолировать указанные зоны спуском и цементированием промежуточной колонны обсадных труб на глубину примерно 600 м. Диаметр эксплуатационной колонны принимаем равным 146 мм.

Решение.

На основании данных табл. 4 находим, что минимальным диаметром долота под 146-jhjk колонну будет

Ад1п = 1Д8 X 166 = 196 мм.

2*

Наружный диаметр обсадных труб, мм

Зазор между стенками скважины и диаметром муфт этих труб не более, мм

114 н 127

15

141, 146 и 159

20

168 и 194

25

219 и 245

30

273 и 299

35

325 и 351

45

377 и 426

50

Похожие статьи:

РЭНГМ → Интерпретация результатов каротажа скважин. Итенберг С.С.

РЭНГМ → Устьевая фонтанная арматура

РЭНГМ → Разработка и эксплуатация нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений. Гимаутдинов Ш.К

РЭНГМ → Технологические основы освоения и глушения нефяных и газовых скважин. Басарыгин Ю.М., Будников В.Ф

РЭНГМ → Сборник задач по технике и технологии нефтедобычи. Мищенко Т.М.

rengm.ru

Понятие о скважине, ее элементах, конструкции. Схема скважины

Скважиной называется горная выработка цилиндрической формы, которая строится без доступа человека к забою и имеющая диаметр во много раз меньше длины.

Горная выработка - это искусственное углубление в недрах земли. Начало скважины называется устьем, дно - забоем, боковые поверхности - стенками или стволом.

Скважины различного назначения - это капитальные, дорогостоящие сооружения, работающие десятки лет.

Скважины предназначены для извлечения полезных ископаемых, для нагнетания в пласты различных агентов, для контроля над разработкой месторождений и др.

Незакрепленный открытый ствол скважины не представляет собой надежный канал для соединения продуктивного пласта с дневной поверхностью вследствие неустойчивости горных пород, наличия пластов, насыщенных различными флюидами (вода, нефть, газ, их смеси), которые находятся под различным давлением, и др.

Крепление ствола скважины и разобщение пластов производится путем спуска труб, называемых обсадными, а все спущенные трубы представляют собой обсадную колонну.

Для крепления скважины применяют специальные стальные трубы различного сортамента по марке стали и диаметру.

Для исключения перетоков различных флюидов из пласта в пласт кольцевое пространство между стенкой скважины и спущенной в нее обсадной колонной заполняется тампонирующим материалом с инертными и активными наполнителями, с химическими реагентами с помощью насосов.

Из вяжущих веществ наиболее широко применяются тампонажные портландцементы.

Поэтому сам процесс разобщения пластов называется цементированием.

В процессе бурения скважин встречаются такие пласты горных пород, где возможны различные осложнения, без ликвидации которых путем спуска дополнительных обсадных колонн невозможно дальнейшее бурение.

В итоге создается устойчивое подземное сооружение определенной конструкции.

Под конструкцией скважины понимается совокупность данных о числе (d, l) обсадных колонн, диаметрах ствола скважины под каждую колонну, интервалах цементирования, а также о способах соединения скважины с продуктивным пластом.

Сведения о диаметрах, толщине стенок и марках стали обсадных труб, оборудовании низа обсадной колонны входят в понятие конструкции обсадной колонны - оснастки обсадной колонны.

В скважину спускают обсадные колонны особого назначения. Это направление, кондуктор, промежуточные волны, эксплуатационная колонна.

 

Направление

Направление спускается в скважину для предупреждения размыва и обрушения горных пород со стенок скважины и для соединения ствола скважины с желобами очистной системы. Направление цементируется на всю длину. Длина направления колеблется от нескольких метров до сотни метров в зависимости от разреза горных пород и условий бурения (море, болото, илистые рыхлые грунты и т. д.).

Кондуктор

Кондуктором перекрывают верхнюю часть геологического разреза неустойчивых пород, пласты, насыщенные водой и другими флюидами, поглощающие промывочную жидкость или проявляющие подающие пластовые флюиды на поверхность. Кондуктором обязательно перекрываются все пласты пресной воды. На кондуктор устанавливается противовыбросовое оборудование, на устье кондуктор служит также опорой для подвески очередных колонн.

Эксплуатационная колонна

Эксплуатационная колонна спускается в скважину для извлечения нефти, газа или для нагнетания в продуктивный горизонт воды или газа с целью поддержания пластового давления.

Эксплуатационная колонна в газовых и разведочных скважинах цементируется полностью. В нефтяных скважинах - либо по всей длине, либо с перекрытием предыдущей колонны на 100 м.

Промежуточная колонна

Промежуточные колонны спускаются в том случае, если невозможно бурение без предварительного разобщения зон осложнений (проявления, поглощения, обвалы).

Промежуточные колонны могут быть сплошными, т е. их спускают от устья до забоя и не сплошные, так называемые хвостовки.

Следует отметить, что чем совершеннее технология бурения и менее сложные геологические условия, тем проще конструкция скважины и меньше затраты на ее строительство. Ось скважины практически всегда имеет пространственное искривление, однако при небольшой интенсивности искривления (менее 0,1о доли градуса на 10 м. длины ствола) скважину называют вертикальной (при суммарном отклонении не более 1-2о).

При большой интенсивности искривления скважины называют искривленными.

Специально искривленные под необходимыми углами с заданной интенсивностью и в определенном направлении скважины называются наклонно - направленными.

При отклонении от вертикали на 90о скважины называются горизонтальными.

Несколько наклонно - направленных скважин, расположенных рядом (несколько метров между устьями), образуют куст. Разбуривание месторождений, таким образом, называют кустовым бурением.

Многорядная скважина - это такая скважина, когда в нее спущено несколько эксплуатационных колонн рядом для одновременной добычи нефти из нескольких горизонтов с различными пластовыми давлениями.

Для увеличения области дренирования иногда от основного пласта бурят несколько дополнительных наклонных стволов. Такие скважины называются многозабойные.

Различают скважины большого, нормального, уменьшенного и малого диаметров.

Скважины большого диаметра - это больше 760 мм.

Скважины, бурящиеся долотом 190,5 мм - уменьшенного диаметра.

Скважины глубиной менее 1000 м - мелкие скважины, до 5000 м - глубокие, свыше - сверхглубокие.

petrolibrary.ru

31.Конструкция скважины, колонная головка. Типоразмеры обсадных труб по гост 632-80. Скважины в нефтяной промышленности

В этой статье хотелось бы вкратце пробежаться по теме нефтяных скважин. Разберемся с вопросами: Что такое скважина? Какие они бывают в нефтяной промышленности? Разберем типовую конструкцию скважин, категории скважин по назначению и т.п. Профессионалы-нефтяники могут эту статью благополучно пропустить, так как ничего нового вы здесь не найдете. А вот тем, кто еще не очень хорошо разбирается в нефтяных скважинах, статья может оказаться весьма полезной.

Ну что ж, с введением закончили, теперь давайте перейдем напосредственно к скважинам. Начнем с элементарного вопроса:

Что такое скважина?

Скважина - это цилиндрическая горная выработка, у которой длина ствола гораздо больше, чем ее диаметр.

Какие еще признаки делают скважину скважиной? Мы знаем, что есть такие сооружения как колодцы, шахты. В эти сооружения человек может попасть. В скважину - нет. Таким образом,скважина – это горная выработка без доступа в нее человека. В некоторых книгах еще дают дополнительное условие: с диаметром ствола не более 0,75 м. Но это, как говорят американцы,optional.

Верхняя часть скважины называется устье, нижняя – забой. Стенки скважины – это стволскважины.

Мы привыкли говорить, что скважины бурят. На самом же деле скважины строят. Скважины - это сложные капитальные сооружения. Их, кстати говоря, относят к основным средствам предприятия, а затраты на бурение скважин и их обустройство - к капитальным вложениям.

Конструкция скважины

При проектировании конструкции нефтяной скважины исходят из следующих основных требований:

  • конструкция скважины должна обеспечивать свободный доступ к забою глубинного оборудования и геофизических приборов;

  • конструкция скважины должна предотвращать обрушение стенок скважины;

  • конструкция скважины должна обеспечивать надежное разобщение всех пластов друг от друга, то есть она должна предотвращать перетекание флюидов из одного пласта в другой;

  • кроме того, она должна обеспечивать возможность герметизации устья скважины при необходимости.

Давайте разберем, как строят скважины и какова их типовая конструкция на примере нефтяных скважин, которые бурят на месторождениях Удмуртии.

Сначала бурят ствол большого диаметра глубиной порядка 30 метров. Спускают металлическую трубу диаметром 324 мм, которая называется направление, и цементируют пространство между стенками трубы и стенками горной породы. Направление нам необходимо для того, чтобы верхний слой почвы не размывался при дальнейшем бурении. Далее продолжают бурение ствола меньшим диаметром до глубины примерно 500-800 м. Снова спускают колонну труб диаметром 168 мм и также цементируют пространство между колонной труб и стенками породы по всей длине. Это у наскондуктор. Далее бурение возобновляют и бурят скважину уже до целевой глубины. Снова спускают колонну труб диаметром 146 мм, которая называется эксплуатационной колонной. Пространство между стенками труб и горной породой опять же цементируется от забоя скважины и вплоть до устья.

Зачем нам нужен кондуктор? До глубины порядка 500 метров расположена зона пресных вод с активным водообменном. Ниже глубины 500 м (глубина может быть различна для разных регионов) идет зона затрудненного водообмена с солеными водами, а также другими флюидами (нефтью, газами). Кондуктор нам необходим в качестве дополнительной защиты, предотвращающей возможность засолонения пресных вод и попадания в них вредных веществ с нижележащих пластов.

Между кондуктором и эксплуатационной колонной в некоторых случаях (например, при большой глубине скважины) спускают промежуточную (техническую) колонну.

studfiles.net

Скважина - это... Что такое Скважина?

Скважина — горная выработка круглого сечения, пробуренная с поверхности земли или с подземной выработки без доступа человека к забою под любым углом к горизонту, диаметр которой много меньше ее глубины. Бурение скважин проводят с помощью специального бурового оборудования

Различают вертикальные, горизонтальные, наклонные скважины. Начало скважины называется её устьем, дно — забоем, внутренняя боковая поверхность — стенками. Диаметры скважин колеблются от 25 мм до 3 м. Скважины могут иметь боковые стволы (БС), в том числе горизонтальные (БГС).

Некоторые виды скважин

По назначению различают буровые скважины: картировочные, опорные, структурные, поисковые, разведочные, эксплуатационные, геотехнологические и инженерно-технические (горнопроходческие, вентиляционные, дренажные, барражные, взрывные и т. д.).

  • Скважина газовая — скважина, которая пробурена к газоносному горизонту и используется для извлечения газа и газового конденсата.
  • Скважина нефтяная — скважина, которая пробурена к нефтеносному горизонту или чаще всего нефтегазоносному и используется только для извлечения нефти. Скважина не может использоваться для добычи газа — это связано с устройством самой скважины, а главное — спецификой подготовки нефти к транспортировке, газ перед транспортировкой очищается и осушается согласно СНиП, ТУ и других нормирующих документов.
  • Скважина водозаборная — разведочно-эксплуатационная скважина предназначенная для добычи воды из водоносного горизонта, глубина скважины зависит от глубины залегания водоносных горизонтов, в которых и находится артезианская вода. Чем глубже артезианская скважина, тем больше содержание солей в воде, то есть выше её минерализация (см. гидрогеологию). Водозаборная скважина является подземным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения на водозаборных сооружениях (более известны как водозаборный узел сокр. ВЗУ).
  • Артезианская скважина — отличается от водозаборной тем, что вскрывает пласт с пластовым давлением воды выше гидростатического. Это приводит к самоизливу воды на поверхность (фонтанированию)[1].
  • Скважина законтурная — обычно поисковая или разведочная скважина, вскрывшая продуктивный пласт за контуром разведанной залежи, нефтяной или газовой. В отдельных случаях применяется бурение заведомо законтурных скважин для: 1) закачки воды с целью поддержания пластового давления; 2) при разведке газовых залежей; 3) в качестве наблюдательных скважин.
  • Скважина нагнетательная (инжекционная) — предназначенная для нагнетания воды (газа) либо в законтурные зоны (газовую шапку) нефтяных залежей при осуществлении поддержания пластового давления, либо в определённую систему на нефтеносной площади при вторичных методах добычи нефти. В отличие от добывающих скважин, в которых производится отбор пластового флюида, в нагнетательные скважины закачивается жидкость (вода), таким образом обеспечивая замещение пластового флюида в коллекторе.
  • Скважина опорная — глубокая скважина, пробуриваемая на недостаточно изученной территории в целях уточнения геологического разреза, изучения пространственного распределения возможных нефтегазоносных отложений, региональных гидрогеологических условий, оценки прогнозных запасов и определения направления дальнейших поисковых работ на нефть и газ. В задачу опорных скважин входит получение и оценка материалов и по другим полезным ископаемым.В зависимости от геологической изученности региона и сложности решаемых задач опорные скважины подразделяются на две группы:
а) скважины, которые закладывают в не исследованных глубоким бурением районах с целью изучения всего разреза осадочного чехла, а также установления возраста и вещественного состава фундамента. б) скважины, закладываемые с целью уточнения геологического строения, перспектив нефтегазоносности района и повышения эффективности геологоразведочных работ при изучении нижней части разреза осадочного чехла, ранее не вскрытой бурением.
  • Скважина параметрическая — бурится для изучения геологического строения и сравнительной оценки перспектив нефтегазоносности возможных зон нефтегазонакопления и для получения геолого-геофизической характеристики разреза отложений, уточняющей результаты и повышающей достоверность сейсмических и др. геофизических работ. На основе комплексного анализа результатов параметрического бурения и материалов геолого-геофизических исследований выявляют первоочередные районы для проведения поисковых работ.
  • Скважина структурная—предназначена в основном для выявления и подготовки к поисково-разведочному бурению перспективных площадей, характеризующихся наличием локальных структур и ловушек, где решение геолого-поисковых задач геофизическими методами затруднительно, малоэффективно или экономически нецелесообразно. При изучении структур и ловушек с целью их детального картирования структурные скважины бурят до маркирующих горизонтов (как правило, на глубину до 2000 м). На глубинах больше 2000 м, а также в условиях несоответствия структурных планов картирование структур с помощью бурения С. с. является неэффективным.
  • Скважина разведочная — предназначается для изучения месторождений и залежей с целью подготовки разведанных запасов нефти и газа по категории С1 и получения исходных данных для составления проекта (технологической схемы) разработки. Бурят на площадях с установленной промышленной нефтегазоносностью, а также на месторождениях, введенных в эксплуатацию. Среди разведочных скважин принято выделять продуктивные и непродуктивные, законтурные и внутриконтурные, оконтуривающие, оценочные и др. группы скважин по назначению, положению на площади, продуктивности и др. признакам. В процессе бурения и испытания такой скважины важно получить необходимую информацию о геолого-геохимической и гидрогеологичесой обстановке испытанного пласта, что позволит в последующем повысить эффективность бурения. В США в категорию С. с. относят и скважины, бурящиеся всухую, без применения бурового раствора.
  • Колодец (скважина) совершенный — пройденный через всю толщу водоносного пласта и оборудованный таким образом, что приток воды в него обеспечен из всего водоносного пласта.
  • Колодец смотровой (наблюдательный) — колодец (скважина, шурф), оборудованный для наблюдения за колебанием уровня воды, её температуры и получения проб воды на анализ в процессе изучения режима подземных вод или во время производства опытных и пробных откачек.
  • Пьезометрическая скважина — специальная наблюдательная (реагирующая) скважина, предназначенная для постоянного наблюдения в какой-либо части нефтяной залежи за изменением пластового давления
  • Водозаборная скважина — специальная скважина, вскрывающая обычно верхние водоносные отложения, предназначенная для нагнетания воды в нижележащие продуктивные пласты.
  • Шипот — подземный источник водоснабжения Шипот

Сверхглубокие скважины

  • Аралсорская сверхглубокая скважина (СГ-1) расположена в прикаспийской низменности. Годы бурения 1962—1971. Глубина 6800 м.
  • Биикжальская сверхглубокая скважина (СГ-2) расположена в прикаспийской низменности. Годы бурения 1962—1971. Глубина 6700 м.
  • Кольская сверхглубокая скважина (СГ-3): — глубочайшая в мире буровая скважина, находится в Мурманской области, в пределах Балтийского щита. Её глубина составляет 12262 м.
  • Уральская сверхглубокая скважина (СГ-4) — единственная на Урале, в СНГ и в мире действующая сверхглубокая скважина. Расположена в 5 км западнее города Верхняя Тура в Свердловской области. С 1985 года там ведёт работы Уральская геологоразведочная экспедиция сверхглубокого бурения (УГРЭ СГБ).[2] Годы бурения 1985—наст. вр. Глубина 6100 м. План 15000 м.
  • Тимано-Печорская сверхглубокая скважина (СГ-5) расположена на Северо-Востоке Европейской части России (Вуктыльский район Республики Коми). Годы бурения 1984—1993. Глубина 6904 м. План 7000 м.
  • Тюменская сверхглубокая скважина (СГ-6) расположена в Западной Сибири. Годы бурения 1987—1996. Глубина 7502 м. План 8000 м.
  • Ен-Яхинская сверхглубокая скважина (СГ-7) расположена в Западной Сибири в 150 км от г. Новый Уренгой между Песцовым и Ен-Яхинским газоконденсатными месторождениями. Годы бурения: 2000—2006. Глубина 8250 м. План 6900 м.
  • Криворожская сверхглубокая скважина (СГ-8) расположена на Украине, г. Кривой Рог.Расположена на Украинском кристалическом щите. Годы бурения 1984—1993. Глубина 5382 м. План 12000 м.
  • Днепровско-Донецкая сверхглубокая скважина (СГ-9) расположена на Украине. Годы бурения н/д. Глубина н/д. План н/д.
  • Мурунтауская сверхглубокая скважина (СГ-10) расположена в Узбекистане. Годы бурения 1984. Глубина 3000 м. План 7000 м.

Средняя глубина скважин

Средняя глубина добывающих скважин на данный момент в различных нефтегазовых провинциях Российской Федерации составляет 1500 — 3000 м, в перспективе из-за выработанности существующей ресурсной базы углеводородов России она может достигнуть значения 4000 — 6000 м, что повлечёт удорожание себестоимости добычи 1 условной тонны нефти (1000 условных кубометров газа) в 2 раза.[источник не указан 251 день]

См. также

Примечания

Литература

  • Геологический словарь. — М.: Недра, 1978. — Т. 2. — 227 с.
  • Коршак А. А., Шаммазов А. М. 9. Сверхглубокие скважины / Основы нефтегазового дела. Учебник для ВУЗов. 2-е изд., доп. и испр. Уфа.: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2002, 554 с.

Ссылки

dic.academic.ru