способы бурения. Методы бурения нефтяных и газовых скважин освещаем детально
![]()
|
Методы бурения нефтяных и газовых скважин: освещаем детально В процесс бурения нефтяных и газовых скважин привлекают высокотехнологическое оборудование, обладающее высокой мощностью. Перечень проводимых работ зависит от характеристик месторождений углеводородов. Пласты с природным сырьем могут располагаться вертикального, горизонтально или наклонно, что напрямую влияет на способ его добычи. Ключевые этапы Если для водных скважин может использоваться среднее и легкое оборудование, то спецтехника для бурения нефтяной скважины может использоваться только тяжелая. Процесс бурения может осуществляться только при помощи специального оборудования. Сам процесс делится на следующие этапы: Подвоз техники на участок, где будет производиться работа. Собственно бурение шахты. Процесс включает в себя несколько работ, одна из которых – углубление ствола, которое происходит при помощи регулярного промывания и дальнейшего разрушения горной породы. Чтобы ствол скважины не был разрушен и не засорил ее, пласты породы укрепляют. С этой целью в пространство прокладывают специальную колонну из соединенных между собой труб. Место между трубой и породой закрепляют цементным раствором: эта работа носит название тампонирования. Последней работой является освоение. На нем вскрывается последний пласт породы, формируется призабойная зона, а также проводится перфорация шахты и отток жидкости. Разведка месторождений, монтаж буровых установок В предполагаемом месте залежи полезных ископаемых проводят геологическое изыскание и определяют место для исследовательской скважины. В радиусе 50 метров от разведывательной скважины, выравнивается площадка и монтируется буровая вышка. Диаметр исследовательской скважины 70-150 мм. В процессе бурения отбираются образцы бурового шлама с разных глубин для последующего геологического изыскания. Современные комплексы для геологического исследования позволяют точно ответить на вопрос — стоит ли начинать добычу энергоресурсов через эту скважину в промышленных масштабах. Когда геологическое исследование бурового шлама показала перспективность промышленной разработки – начинают строительство буровой площадки. Ранее расчищенную площадку бетонируют и ограждают, прокладывают грейдерную дорогу (дорога без твердого покрытия). На созданной буровой платформе строят вышку, монтируют лебедку, буровые насосы, устанавливают генератор и все необходимое. Собранное оборудование тестируют, постепенно выводя на плановую мощность, и сдают в эксплуатацию. Как происходит бурение? Технология бурения нефтегазовой скважины подразумевает проведение следующих работ: Процесс бурения скважин с различными техническими характеристиками начинается с подготовки специализированной техники. Осуществляют углубление ствола скважины. В процессе работы нагнетается вода, что позволяет произвести бурение более качественно. Чтобы углубление в грунте не разрушилось, производят укрепление его стенок. Для этого применяются обсадные трубы. Пространство между их стенками и почвой бетонируют, что позволяет значительно укрепить цилиндрическую поверхность ствола. На финишном этапе работ осуществляется освоение скважины. Происходит устройство призабойной зоны, перфорация, вызов оттока нефти. ![]() Типы скважин нефтегазовых скважин Чаще всего применяют технологию механического бурения скважин, которое осуществляется вращательным, ударным или комбинированным способом. Бур присоединяется к бурильной колонне квадратного сечения и с помощью талевой системы опускается в скважину. Ротор, расположенный над устьем скважины, передает буру вращательное движение. По мере проходки скважины бурильная колонна наращивается. Одновременно с процессом бурения добывающей скважины с помощью специальных насосов выполняются работы по промывке скважины. Для промывки скважины от частиц разрушенной породы применяют промывочную жидкость, в качестве которой могут использовать техническую воду, водную суспензию, глинистые растворы или растворы на углеводородной основе. После откачки бурового раствора в специальные емкости его очищают и используют снова. Кроме очистки забоя от выбуренной породы промывочные жидкости обеспечивают охлаждение бура, уменьшают трение буровой колонны о стенки скважины и предотвращают обвал. На завершающем этапе бурения добывающую скважину цементируют. Существует два метода цементирования: Прямой метод – раствор закачивают в буровую колонну и продавливают в затрубное пространство. Обратный метод – раствор закачивают в затрубное пространство с поверхности. Технология бурения скважин применяется человеком уже более 150 лет и является единственным на сегодня доступным методом извлечения нефти и газа из недр земли. Простота используемой технологии позволила производителям добывающего оборудования создать надежные механизмы для добычи углеводородов. Буровое оборудование Для бурения скважин применяется ряд специализированных машин и механизмов. На пути к проектной глубине нередко попадаются участки породы с повышенной твердостью. Для их прохождения приходится давать на буровую колону дополнительную нагрузку, поэтому к добывающему оборудованию предъявляются достаточно серьезные требования. Оборудование буровой установки стоит недешево и рассчитано на долгосрочное использование. В случае остановки добычи из-за поломки какого-либо механизма придется ждать замены, что серьезно снизит рентабельность предприятия. Оборудование и механизмы для добычи углеводородов должны быть изготовлены из высококачественных и износостойких материалов. Оборудование буровой платформы можно разделить на три части: Буровая часть – бур и бурильная колонна. Силовая часть – ротор и талевая система, обеспечивающие вращения буровой колонны и спускоподъемные манипуляции. Вспомогательная часть – генераторы, насосы, емкости. Бесперебойная работа буровой установки зависит от правильной эксплуатации оборудования и технического обслуживания механизмов, в сроки предписываемые производителем. Не менее важно своевременно менять расходные части, даже если по внешнему виду с ними все нормально. Без соблюдения правил эксплуатации невозможно гарантировать безопасность персонала буровой платформы, недопущение загрязнения окружающей среды и бесперебойную добычу нефти или газа. Документы и оборудование: основные требования Процесс бурения скважины под нефть может начаться только после оформления ряда документов. К ним относятся следующие: Разрешение о начале эксплуатации буровой площадки. Карта нормативов. Журнал по растворам для бурения. Журнал по обеспечению охраны труда в работе. Учет функционирования дизелей. Вахтовый журнал. К основному механическому оборудованию и расходным материалам, которые используются в процессе бурения скважины, относятся следующие виды: Оборудование для цементирования, сам цементный раствор. Оборудование для обеспечения безопасности. Каротажные механизмы. Техническая вода. Реагенты для различных целей. Вода для питья. Трубы для обсадки и собственно бурения. Площадка под вертолет. Особенности проделки горизонтальных скважин Бурение горизонтальных скважин (ГНБ) производится для добычи углеводородов в труднодоступных местах, где сделать это другими способами невозможно. Данный способ отличается большой производительностью. Его активно используют для добычи энергетических ресурсов со дна крупных водоемов. В процесс проведения работ создают ствол, который наклоняется относительно вертикальной оси под определенным углом. Горизонтальное бурение происходит в несколько этапов: Подготовка бурового оборудования к работе; Необходимо пробурить скважину для определения характеристик горной породы, глубины залегания нефтеносных слоев, их размещение относительно вертикальной оси; Создание раствора, тщательная регулировка его основных характеристик; Проведение работ по глушению; Герметизация устья; Проведение подготовительных работ по геолого-физическому исследованию обустроенных стволов; Подготовка ствола к опусканию испытателя существующих пород; Взрывание снарядов, что позволяет осуществить отбор крена; Освоение свежеобустроенной скважины; Доставка на место добычи буровых комплексов. Бурение горизонтальных скважин Способы бурения добывающих скважин Способы бурения скважин делят в зависимости от метода воздействия на породу. Механические: Ударный. Вращательный. Комбинированный. Немеханические: Гидравлический разрыв пласта. Высокотемпературное воздействие. Подрыв. Стоит отметить, что основной способ бурения вращательный и вращательно-ударный, остальные способы на практике применяются редко. Проектирование бурения скважины Перед началом процесса по созданию нефтяной скважины составляется проект в виде чертежа, в котором обозначаются следующие аспекты: Свойства обнаруженных горных пород (устойчивость к разрушению, твердость, степень содержания воды). Глубина скважины, угол ее наклона. Диаметр шахты в конце: это важно для определения степени влияния на него твердости горных пород. Метод бурения скважины. Проектирование нефтяной скважины необходимо начинать с определения глубины, конечного диаметра самой шахты, а также уровня бурения и конструктивных особенностей. Геологический анализ позволяет разрешить эти вопросы вне зависимости от типа скважины. Процесс создания скважины для добычи нефти может осуществляться несколькими способами: Ударно-канатный метод. Работа с применением роторных механизмов. Бурение скважины с использованием забойного мотора. Бурение турбинного типа. Бурение скважины с использованием винтового мотора. Бурение скважины посредством электрического бура. Первый способ относится к наиболее известным и проверенным методам, и в этом случае шахту пробивают ударами долота, которые производятся с определенной периодичностью. Удары делаются посредством влияния веса долота и утяжеленной штанги. Поднятие оборудования происходит из-за балансира оборудования для бурения. Работа с роторным оборудованием основана на вращении механизма при помощи ротора, который ставится на устье скважины через трубы для бурения, которые осуществляют функцию вала. Бурение скважин малого размера производится посредством участия в процессе шпиндельного мотора. Роторный привод соединен с карданом и лебедкой: такое устройство позволяет контролировать скорость, с которой вращаются валы. Бурение при помощи турбины производится посредством передачи вращающегося момента колонне от мотора. Такой же способ позволяет передавать и энергию гидравлики. При этом методе функционирует только один канал подачи энергии на уровне до забоя. Турбобур – это особый механизм, который преобразует энергию гидравлики в давлении раствора в механическую энергию, которая и обеспечивает вращение. Процесс бурения нефтяной скважины состоит из опускания и подъема колонны в шахту, а также удерживание на весу. Колонной называется сборная конструкция из труб, которые соединяются друг с другом посредством специальных замков. Главной задачей является передача различных типов энергии к долоту. Таким образом осуществляется движение, приводящее к углублению и разработке скважины. |