Всім відомо, що для видобутку нафти треба пробурити свердловину на значну глибину. Це складне гірничо-технічна споруда, що зовсім не схоже на дірку в товщі гірських порід. У будівництві свердловини задіяні сотні фахівців різного профілю.
Щоб забезпечити довговічність свердловини, її зміцнюють стінки сталевими трубами: напрямком, кондуктором, обсадними колонами.
Умовні позначення: 1 – обсадні труби, 2 – цементний камінь, 3 – продуктивний пласт, 4 – перфораційні отвори.
Експлуатаційна колона спускається тільки в свердловин, які бурять на родовищах з доведеними запасами вуглеводневої сировини і призначені для розробки родовища. Розрізняють свердловини:
- видобувні – для вилучення вуглеводнів на поверхню;
- нагнітальні – для підтримки тиску в пласті на оптимальному рівні;
- оціночні – для визначення запасів нафти чи газу;
- спостережні – для контролю режиму родовища.
Проект будівництва нафтової свердловини
Щоб при бурінні розкрити продуктивний нафтової горизонт, необхідно при проектуванні свердловини врахувати геологічна будова розрізу, глибину залягання нафтового пласта, технологію його розтину, можливості використовуваного обладнання, передбачувані ускладнення при бурінні і ще безліч геологічних і технологічних нюансів. Все це відображається в проекті конструкції свердловини.
Етапи будівництва свердловини
Умовно можна виділити шість етапів. На підготовчому етапі зазначаються точні географічні координати точки буріння, готується робоча площадка, проводяться водопровід, лінії електропостачання, зв’язку, під’їзна дорога, зводиться вахтовий селище.
Потім на підготовленому майданчику монтуються бурова вишка і все бурове обладнання.
Наступним етапом є пристрій напрямки, з’єднання його з очисною системою бурового розчину від шламу. Роблять пробний запуск змонтованої бурової установки.
Далі йдуть буріння, креж відкритого стовбура і тампонаж, розкриття продуктивного пласта і отримання припливу вуглеводнів в процесі випробування. У свердловини, не дали приплив при випробуванні в процесі буріння, експлуатаційну колону не спускають.
Буріння свердловини
На підставі проекту складається ГТН – геолого-технічний наряд (або повсякденний план для бурової бригади). Всі роботи з будівництва свердловини ведуться в суворій відповідності з цим документом. Властивості бурового розчину, діаметр долота, інтервали відбору керна і проведення геофізичних досліджень – всі параметри проходки свердловини повинні відповідати зазначеним у геолого-технічному вбранні.
Самими важливими для успішної проходки до проектної глибини є параметри бурового розчину. Він повинен утримувати стінки свердловини від руйнування під тиском вищерозміщених порід, не утруднювати надміру буріння, а при розкритті продуктивного горизонту не допустити викид вуглеводнів на поверхню або фонтанування.
Кріплення відкритого стовбура колоною
При бурінні розкриваються геологічні пласти з різними фізичними властивостями, які не дозволяють вести подальше буріння без додаткового кріплення стінок свердловини:
- слабосцементированные породи, здатні руйнуватися під тиском циркулює бурового розчину;
- пласти-колектори, насичені водою, нафтою, газом або їх сумішами, які необхідно ізолювати від відкритого стовбура свердловини.
При розкритті таких інтервалів свердловину цементують: спускають до забою металеві труби і між стінками труб і свердловини закачують суміш тампонажныхпотрландцементов і різних наповнювачів.
У залежності від проектної глибини і геологічної будови району буріння можуть додатково знадобитися проміжні обсадні колони.
Конструкція будь нафтової свердловини складається з наступних колон: напрям, кондуктор, мінімум одна обсадна та експлуатаційна колона.
Завершення будівництва
Після розтину продуктивного пласта, його випробування та отримання припливу вуглеводнів завершують буріння спуск експлуатаційної колони в свердловину і її тампонаж. Основне призначення цієї колони – підйом вуглеводнів на поверхню (якщо це видобувна свердловина). Або закачування води в розроблюваний колектор з метою підтримання пластового тиску для оптимальної розробки родовищ. Тому ця колона називається експлуатаційної.
Глибина спуску колони залежить від властивостей колектора, з якого планується видобуток нафти. Якщо породи пласта міцно зцементувати і стійкі, зону забою не цементують. Там встановлюють фільтри, які в разі засмічення підлягають заміні. Експлуатаційну колону в таких випадках спускають до покрівлі продуктивного пласта.
Якщо колектор складний пухкими породами, видобуток нафти з відкритою привибійної зоною неможлива. Виносяться разом з нею частки гірських порід заб’ють відкриту частину стовбура, і приплив вуглеводнів припиниться. У такому разі експлуатаційну колону спускають до забою і цементують. Після затвердіння цементу привибійну зону колектора перфорують, відновлюючи сполучення між стовбуром свердловини і нафтоносним пластом.
Діаметр колони
Для нафтових свердловин емпіричним шляхом встановлено такі оптимальні співвідношення діаметрів колони і добового дебіту:
- менше 40 м3/добу – 114,3 мм;
- від 40 до 100м3/добу – 127,0-139,7 мм;
- від 100 до 150м3/добу – 139,7-146,1 мм;
- від 150 до 300м3/добу – 168,3-177,8 мм;
- >300м3/добу – 177,8-193,7 мм.
Діаметр експлуатаційної колони визначається замовником при проектуванні будівництва свердловини і залежить від очікуваного добового дебіту нафти або газу. Саме ці установки лежать в основі всіх розрахунків для буріння, так як розрахунок бурових доліт і обсадних колон ведеться від забою до гирла.
