Наклонно-направленное бурение скважин — технология. Технология бурения
Технология бурения нефтяных и газовых скважин
Добыча полезных ископаемых — это извлечение из недр земли природных ресурсов. Разработка твердых полезных ископаемых ведется карьерным или шахтным способом. Для добычи жидких и газообразных природных ресурсов бурят скважины. Современные технологии бурения скважин позволяют вести разработку месторождений нефти и газа на глубине свыше 12.000 метров.
Важность добычи углеводородов в современном мире сложно переоценить. Из нефти делают топливо (см. Топливо из воздуха) и масла, синтезируют каучуки. Нефтехимическая промышленность выпускает бытовой пластик, красители и моющие средства. Для стран нефтегазовых экспортеров сборы с продажи углеводородов за рубеж является весомым,а зачастую основным методом пополнением бюджета.
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.
Процесс бурения 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.
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.
promdevelop.ru
Технология бурения скважин на воду: роторный, ударно-канатный метод
.
Бурение скважины — это первое, чем должен заняться загородный житель, который желает сделать свой дом максимально комфортным. Данная выработка является альтернативой городского водопровода. Благодаря скважине у дачника имеется круглогодичный доступ к воде.
Бурение скважины — необходимое действие для обеспечения комфортной жизни
Способы бурения скважины
Мастера выделяют разные способы бурения скважин на воду. Они отличаются друг от друга технологическими особенностями и работающими механизмами. Стоит рассмотреть следующие технологии:
- Роторное бурение скважин на воду. Эта технология была позаимствована у нефтяников. Ротор дает возможность бурильщику разрушить породу. Устройство необходимо вращать при помощи привода внутреннего сгорания. Такой агрегат можно найти в машине. Данный метод актуален, если перед бурильщиками стоит задача пройти через скальные элементы и известняк. Когда шарошечное долото разрушает грунт, тот сразу вытаскивается на поверхность буровым раствором.
- Ударно-канатный метод. Технология бурения скважин на воду достаточно проста. Для проведения такой работы мастеру понадобится груз, который будет сбрасываться с большой высоты. А также бурильщику понадобятся желонки и стаканы. Первые могут захватывать часть породы в момент удара об землю. А вторые способны удерживать грунт во время подъема. Желонка идеально подойдет для работы с почвой, в которой преобладает песок. А вот стаканы будут полезны во время бурения глинистой земли. Данный метод имеет свои преимущества, но работать таким способом очень сложно. Да и времени эта технология занимает немало. Зато для работы не нужны никакие специальные приспособления и дорогостоящее оборудование.
- Гидробурение. Уже из названия можно понять, что этот метод предусматривает использование воды. Данная технология предназначается для работы с рыхлой почвой. Сильный напор жидкости без проблем сможет пробить слой грунта. Трудности возникнут лишь в том случае, если в земле окажутся камни, которые вода точно не сможет вымыть на поверхность. Буровой метод рекомендуется использовать для создания скважин глубиной не более 20 метров.
- Гидробурение с использованием забурника. Еще один метод, который работает по тому же принципу, что и предыдущий. Только в этом случае необходимо надеть на полую штангу специальное приспособление, а именно забурник. Для работы потребуется раствор из глины, который способствует укреплению стенок будущей скважины.
- Шнековое бурение. Этот метод можно назвать самым простым и наименее затратным. С его помощью запросто делается скважина абсолютно любой глубины. Не рекомендуется ее использовать лишь при работе с почвами, в которых содержится много песка. Технология бурения скважин на воду данным методом предусматривает заглубление бура-кероприемника в грунт. Мастеру понадобятся обсадные трубы, которые необходимо заранее приготовить. Их следует устанавливать в почву очень быстро, чтобы избежать сильного осыпания стенок скважины.
- Перфоративное бурение. В этом случае принято использовать штангу. Сегодня многие мастера практикуют данный метод. Он эффективен для создания скважин с небольшой глубиной и маленьким диаметром. Саму работу можно проводить вручную.
Шнековое бурение является наименее простым и затратным
Как оказалось, существует немало методов бурения. Каждый из них является по-своему уникальным.
Благодаря такому разнообразию мастерам удается подобрать наиболее приемлемый вариант бурения на конкретном загородном участке.
Особенности бурения скважины под воду
К началу бурения нужно тщательно подготовиться. Первым делом следует узнать, безопасно ли проводить подобную работу на своем участке. Не помешает спросить соседей о том, делали ли они скважину, если да, то каким методом бурения пользовались и насколько слажено в дом подает вода. А также предварительно проводится геологоразведка земли, проверяется наличие в грунте камней. Эти сведения помогут дачнику сделать правильный выбор наиболее удачного метода.
Проводить бурение можно в любое время года. Многие предпочитают заниматься этим летом. Однако удобнее всего бурить грунт в зимний период. И вот несколько подтверждений данному утверждению:
- Зимой участок, где будет размещена скважина, точно будет свободным, так как дачник в это время года не занят никакими огородными работами.
- С промерзшей землей проще работать. А это означает, что буровая техника не заденет лишние слои грунта, тем самым обезопасит скважину от обвала.
- Дачник точно не столкнется с неудобствами, вызванными огромным количеством грязи на участке, которая выходит на поверхность при работе с бурильным агрегатом.
Если в процессе бурения техника натолкнулась на твердый камень, то не стоит пытаться ею его пробить. Это лишь приведет к поломке оборудования. Убрать преграду помогут гидроударники. Если устранить окаменелости не удалось, то лучше начать работу заново в другой зоне участка.
Самая простая и выгодная технология бурения скважины
Однозначного ответа на вопрос о том, какая технология бурения скважины под воду должна быть использована на том или ином участке, не существует. Ведь ее следует подбирать индивидуально. К тому же во внимание необходимо брать такие факторы:
- состав почвы на участке;
- проектная глубина будущей скважины;
- месторасположение воды, которая будет проходить через скважину.
А также нужно заранее определиться с тем, какую сумму дачник намерен выложить за данный проект.
Роторное бурение скважины — экологичный вариант
Проще всего использовать роторное бурение. Ведь оно является довольно экономичным и экологичным. С помощью этого метода делают скважины разной глубины и диаметра. К тому же он идеально подходит для работы с рыхлой землей, в которой есть окаменелости.Чтобы пробурить скважину ротором с промывкой, необходимо руководствоваться следующей инструкцией:
- На самый конец ротора устанавливается бур. Именно он отвечает за измельчение породы.
- В скважину постепенно заливается вода, которая должна размывать грунт. Выполнив свою функцию, она выйдет на поверхность по роторному каналу.
- Устанавливается обсадная труба крупного диаметра.
- После установки трубы бурение рекомендуется проводить небольшим буром в виде долота.
Процесс бурения скважины подошел к концу. Остается лишь проверить качество ее работы.
Роторное бурение позволяет в кратчайшие сроки сделать скважину. Технология не требует серьезных финансовых вложений, так как предусматривает использование минимального количества материалов. В данном случае речь идет об обсадных трубах. Метод имеет и другие положительные стороны, которые выгодно выделяют его среди других способов создания скважины под воду.
Нужно помнить о том, что бурение скважины в большинстве случаев предусматривает использование специального оборудования.
Весь необходимый инструмент есть у бригад бурильщиков. Профессионалы хорошо ознакомлены с технологией создания и обустройства скважин. Поэтому именно им стоит доверить столь серьезную работу.
vodospec.ru
Горизонтальное бурение нефтяных и газовых скважин
В области добычи ценных энергетических ресурсов бурение горизонтальных нефтяных скважин занимает важное место: с помощью такой технологии становится возможным добыча нефти из труднодоступных мест, а также разработка сложных участков пород. Создаваемая в процессе бурения горизонтальная скважина имеет определенный угол отклонения от оси вертикального ствола, благодаря чему становится возможным выкачивать нефть наиболее быстрым и продуктивным образом.
Выполнение работ по бурению скважин должно проходить только после подготовительного этапа. К нему относится изучение грунта в месте бурения, получение разрешительной документации, которая является юридическим подтверждением законности нефтедобычи в данном месте.
Способы бурения скважин
Наклонные скважины в целом и горизонтальные в частности можно пробурить несколькими способами.
Основными методами считаются следующие технологии бурения:
- Направленная работа.
- Сервисное инсталляционное бурение.
- Направленный процесс внутриразломного типа.
Стоит заметить, что второй метод обычно проводится вместе с прокладкой коммуникаций под землей, а третий способ чаще применяется в угольном пласте, поскольку в этом случае может потребоваться отведение газа.
Технологические особенности бурения
Ввиду падения эффективности работы старых скважин многие компании увеличивают объем производства посредством интенсивной разработки уже имеющихся и обнаруженных нефтяных залежей. Горизонтальное направленное бурение горизонтальных скважин – это весьма продуктивный способ прироста сырьевой добычи. Его суть заключается в расширении площади введения в ствол скважины продукта. В ходе горизонтального бурения образуются скважины с горизонтальными отрезками, которые становится возможным продолжить при наклонном бурении.
Бурение горизонтальных скважин имеет ряд особенностей, которые уравновешивают влияние такого способа на экологию
- Бестраншейное строительство – один из технических методов, который позволяет вести работу возле высоковольтной линии электропередач, в жилищном массиве или около дорожной развязки.
- Для сокращения временных затрат при бурении горизонтальных скважин оптимально использовать комплексное оборудование, поскольку при этом объем рабочей силы невелик, как и количество привлеченной к работе техники. Кроме того, в этом случае не нужно проводить действия по снижению уровня грунтовых вод, если они залегают слишком высоко.
- Важную роль играет и финансовый вопрос: сокращение рабочего процесса ведет к уменьшению сметы, которая закладывается при планировании скважины. Использование высокотехнологичных устройств способствует минимизации затрат.
- С общественной и экологической точки зрения подобные разработки полезных ископаемых не наносят ущерба или неудобств людям, которые постоянно проживают в районе нефтедобычи.
Применение способа горизонтального бурения
Подобный способ не только способствует увеличению количества добываемой нефти с уже эксплуатируемых месторождений. Он также позволяет с успехом разрабатывать участки, работа на которых при бурении обычной скважины считается непродуктивной и нерентабельной.
Подобный способ приносит успех в использовании в ряде случаев:
- Неисправности бурового оборудования.
- Месторождение нефти, расположенное в труднодоступной части для обычной технологии работы.
- Добыча нефти, залегающей на дне крупного водоема (океан или море).
Поломки бура могут происходить из-за залегания особо твердых пластов на пути к месторождению. Также бур может заклинить на месте разработки, и извлечь из горной породы его уже невозможно. Чтобы продолжить разработку и одновременно обойти слишком прочный слой, можно применить бурение горизонтальной скважины под углом или параллельно.
В ряде случаев стандартное бурение скважины заменяется технологией горизонтальной прокладки из-за сложного рельефа, близкого расположения к водоему. Кроме того, такой метод дает возможность быстрее и легче достичь нужного слоя породы и выбрать наиболее комфортное место для извлечения нефти.
В случае, если нефть находится на океаническом или морском дне, горизонтальное бурение потребует минимальных затрат, в то время как стандартная технология требует установки морской платформы, что обойдется весьма недешево. Таким же образом можно устраивать подземные хранилища нефти.
Характерные факторы в процессе бурения
Горизонтальное направленное бурение для нефтедобычи сопровождается использованием инновационных технологий, которые дают возможность устроить скважину с большим углом отклонения от вертикального направления. Как правило, слои, которые содержат нефть, имеют горизонтальную структуру, и подобная технологическая особенность делает добычу такой нефти возможной. Горизонтальные скважины, в отличие от стандартных, отличаются большими показателями по производительности, если сравнивать результаты бурения в одной и той же области.
Проход делается в заранее определенном режиме в нужных слоях. Работа должна выполняться с соблюдением условий по функционированию установки, которая разрушает забой скважины.
Эффективность такого разрушения оценивается по следующим показателям:
- Степень нагрузки на долото, которое имеет прямую связь с давлением по оси.
- Количество оборотов при работе устройства.
- Качество глинистого материала в каждом слое и его процент.
- Метод применения устройства.
При учете всех особенностей, которые сопровождают бурение горизонтальной скважины, можно определить, какой метод будет оптимальным. Условия работы, как правило, соотносятся с методами бурения, и если придерживаться идеальных показателей в применении технологии, можно добиться наибольшего роста продуктивности прохода в процессе горизонтальной прокладки скважины.
Место бурения может располагаться на некотором расстоянии от слоя, в котором залегает нефть, и добыча будет иметь положительный результат. В то же время стандартный способ может сильно повредить окружающей среде с точки зрения экологии, и потому горизонтальные скважины не только имеют высокую производительность, но и не наносят урона природе и человеку.
Ключевое преимущество горизонтального направленного бурения заключается в сохранении баланса экосистем и отсутствии вреда ландшафтам, на которые не производится непосредственного влияния. Отрицательное влияние на условия жизни человека также стремится к минимуму, поэтому добычу нефти можно производить и около поселений и городов.
Подготовка к процессу
Процесс создания горизонтальной скважины для добычи нефтяного или газового продукта может проходить с использованием глубокого способа бурения и применением соответствующего оборудования. При этом сначала проводится оформление геолого-технического наряда и создание технической карты. Техрегламент контролирует этапы выполнения.
Ключевые этапы бурения горизонтальных скважин идут в следующем порядке:
- Сборка оборудования для работы.
- Операции по спуску или подъему автоматического оснащения.
- Ориентировочные бурильные работы.
- Создание раствора, регулировка его плотности и тяжести, а также обработка специальными веществами.
- Герметизация скважинного устья.
- Работы по глушению.
- Подготовка исследований готовых стволов по геофизическим параметрам.
- Подготовка ствола к спуску испытателя горной породы.
- Взрывание снарядов для отбора крена.
- Освоение готовой к приему скважины.
- Доставка буровых комплексов.
Каждое действие подготовительного этапа требует регулярной проверки раствора для скважины и поддержания его свойств на нужном уровне, при этом его анализы периодически обновляются. Устья стволов должны быть оснащены оборудованием, предотвращающим выброс нефтяного продукта, поскольку это позволит максимально уменьшить риск появления аварийных ситуаций в работе.
Техническое состояние устройств, которые применяются в работе, должно проверяться своевременно; для проверки исправности оборудования необходимо применять контрольно-измерительные устройства, рабочее состояние которых также должно быть проконтролировано, автоматика и предохранительные элементы.
Любые осложнения, которые появляются при бурении горизонтальной скважины, требуется устранить. После того, как подготовительный этап заканчивается, необходимо провести испытание горных пластов. Каждый процесс по бурению требует регулярного профилактического осмотра используемой техники, который проводится до и после работы.
Особенности управления в горизонтальном бурении скважин
Важным аспектом в работе является управление оборудованием в процессе бурения, поскольку сам бур находится на отдалении. Горизонтальная технология требует тщательного контроля во избежание плачевных последствий. В работе используется система локации, которая должна воплощать функцию контроля процессов. Система представляет собой специальный зонд, который находится в головке бура. Синхронизация действий зонда производится посредством специальной техники, и оператор регулирует эти действия, находясь на поверхности земли.
Среди прочих действий зонд будет отмечать, под каким углом производится бурение горизонтальных скважин в данный момент, а получаемые сведения отправляются на прибор, с помощью которого оператор производит управление системой. Специалист также отслеживает количество оборотов устройства, температурный режим головки бура. Чем более оперативно сведения будут поступать на пульт, тем выше вероятность, что опасные ситуации будут предусмотрены вовремя.
Процесс горизонтального бурения проводится с применением комплексных установок, и в их состав обычно включены следующие конструктивные части:
- Рама.
- Лафет.
- Кузовная часть.
- Ходовая система установки (она может быть на колесах или гусеницах).
- Гидроустановка.
- Энергостанция.
- Пульт управления.
- Дизельный мотор.
- Система подачи штанг.
Классификация бурового комплексного оборудования может зависеть от предела протяжки, и этот показатель измеряется в тоннах. Также важную роль играет диаметр расширения, а также длина ствола: эти значения измеряются в максимальных пределах. Второстепенные данные служат для более полной характеристики качеств используемой в работе техники: это радиус изгиба штанговых колонн. Этот показатель позволяет узнать силу перемены траектории, которая может потребоваться при первичном бурении, а также затратами раствора для формирования стабильной горизонтальной скважины. Все эти показатели позволяют провести работу наиболее эффективно и безопасно.
Читайте также:
snkoil.com
Технология бурения скважин на воду
Давайте рассмотрим технологию бурения скважин на воду, как сегодня выполняются такие работы, и каким образом эти знания могут помочь непрофессионалу.
Что нужно знать о скважинах
Технология бурения скважин
Конечно, было бы неразумно долгое время учиться, узнавая все тонкости создания скважин, для того, чтобы потом эту работу сделал кто-то другой, да и при личном участии в работах такой объем знаний не нужен. Тем не менее технологию бурения хотя бы в упрощенном виде знать нужно, потому что это будет защитой от ошибок, да и от обмана недобросовестными исполнителями.
Рассмотрим три основных способа бурения:
- Шнековое.
- Роторное.
- Ударно-канатное.
Они различаются способами разрушения грунта в скважине, а также методами, извлечения породы. Это, конечно же, сказывается на стоимости работ, и на то, как будет выглядеть участок после каждого вида оборудования. Давайте остановимся на технологии более детально.
Шнековое бурение
Этот метод по праву считается самым дешевым и простым. Поэтому спрос на него более высокий, что сказалось на формировании бригад, представители которых будут настаивать именно на таком бурении, ведь в случае отказа они останутся без работы, так как другого оборудования, зачастую, не имеется.
Такая технология приемлема только для мягких пород грунта.
Для работ применяется малогабаритная буровая установка, доставить которую может небольшой грузовик. Собрав за четверть часа оборудование, бригада сразу приступает к работе. Шнек входит в грунт, и благодаря тому, что это своего рода винт, земля без проблем поднимается на поверхность его лопастями. Ландшафт остается практически нетронутым, и навести порядок после ухода бригады не составит труда, тем более, когда скважина менее 10 м. и работы выполнялись без бурового раствора.
Бурение роторным способом
Роторное бурение
Сейчас эта технология является самым распространенным способом устройства скважин на воду. Что она собой представляет? Используется специальная бурильная труба, внутри которой находится вращающийся вал с наконечником – долото. Именно этот наконечник погружается вглубь. Работает система при помощи гидравлической установки. Такой способ позволяет бурить практически любую породу даже на большой глубине.
Принцип работы такой буровой установки основан на разрушении буром слоя грунта внутри обсадных труб, и вымывании его из скважины бурильным раствором. С помощью такой технологии разрушаются даже фрагменты подземных скальных пород.
Для более качественного вскрытия водоносного горизонта и получения большей отдачи потребуется обратная промывка.
Уже через 2–3 недели после начала работ можно делать анализ артезианской воды, которой должно с избытком хватить для одного домовладения.
Однако, этот тспособ наиболее трудоемкий, и выполняется на более сложном оборудовании. По этой причине бурение скважин с использованием обратной промывки обычно обходится дорого. Такая установка имеет большую массу, поэтому размещается на платформе мощных грузовых автомобилей МАЗ, ЗИЛ и им подобных. Передвижение тяжелой техники по приусадебному участку очень изменит его вид.
Ударно-канатное бурение
Такая технология позволяет пробиться до водоносного слоя с большими усилиями. Хотя этот метод очень старый и не скоростной, тем не менее он остается самым качественным способом устройства скважины.
Суть этого метода заключается в том, что почва разрушается тяжелым снарядом, который падает с определенной высоты, и врезается в грунт. При вытягивании снаряда внутренняя полость его очищается, и процесс повторяется. Если грунт остался в скважине, то используется желонка, но, чаще всего они объединены в одном снаряде.
Работы проводятся до тех пор, пока в достаточной мере не откроется водяной слой.
Преимущество такого бурения в том, что происходит «сухое» операция, так как не применяется раствор. Это способствует более точному вскрытию водоносного горизонта и обеспечивает максимально возможный эффективный срок службы скважины более 50 лет.
Выбор технологии
Малогабаритная буровая установка
Очень часто наш выбор ограничен возможностью фирм, предоставляющих свои услуги, для которых время – деньги. То, на чем можно заработать и является передовыми технологиями, поэтому вы вряд ли найдете специалистов с канатно-буровой установкой. Скорее всего, вам предложат провести работу малогабаритной буровой установкой, или предложат роторное бурение, которое применяется в 8 случаях из 10.
Советуем прочитать:
Видео
kakpravilnosdelat.ru
Наклонно-направленное бурение - технология и методы
Наклонно-направленное бурение скважин применяется при выработке продуктивных пластов или с целью их разведки. Конструктивно состоят их ствола с вертикальными и наклонными участками, которые были заранее спроектированы. Отклонение от вертикальности согласно используемым методам составляет от 20, а при глубинном бурении свыше 60. Оно может быть обосновано естественным залеганием твёрдых пород или создано искусственно с целью учёта различных влияющих факторов.
Технология бурения
Бурение наклонно-направленных скважин осуществляется с использованием специальных профилей. Обязательным условием их применения является создание начального участка в строго вертикальном положении. При выполнении геологических разведывательных работ применяют шпиндельные буровые установки с поверхности земли или глубинных выработок. В силу различных прочностных характеристик залегающих горных пород происходит естественное изменение направления бурения.
Для скважин под добычу газа или нефти используют три метода:
-
Роторное наклонно-направленное бурение. Технология имеет прерывистый характер, который заключается в бурении скважины меньшего диаметра под определённым углом с использованием шарнирного устройства и дальнейшего бурения долотом нужного диаметра по плановомунаправлению. Согласно методу, дальнейшее бурение производится после заглубления бурильной колонны нужного диаметра по этому же направлению с помощью шарнирной установки или клиновой. Буровая оборудуется стабилизаторами для обеспечения полного контроля процесса.
-
Забойное наклонно-направленное бурение с применением турбобура или двигателя забойного типа. Способ является непрерывным при формировании отклонения от вертикального положения ствола скважины. По технологии поворот ствола осуществляется за счёт воздействия отклоняющей долото силы в колонне, способствующая его отклонению в заданном направлении. То есть управление осуществляется за счёт контроля искривляющей силы бура, действующей в нужном азимуте. Создание такой силы осуществляется с использованием специальных переводников с нарезанной резьбой.
Турбобур при наклонно-направленном бурении за счёт сил деформации стремится выровняться, но из-за наличия изгиба образуется момент силы, которая зависит от момента вращения бура. То есть, чем больше вращающий момент, тем больше угол наклона бурения. Предельный угол при этом составляет до 300. Для увеличения угла применяют шпиндели, позволяющие перенести момент отклоняющей силы в точку размещения долота. Горизонтальные участки скважины можно получить при использовании эксцентриковых ниппелей.
-
Наклонно-направленное бурение с применением различных сочетаний буровых инструментов. В соответствии с методом, при изменении порядка бурения с применением разных инструментов создаётся скважина с необходимым направлением без использования отклонителей. Однако при этом данная технология имеет существенные ограничения по скорости бурения на максимальных оборотах, что считается значительным её недостатком.
Кустовое бурение наклонно-направленных скважин
При добыче нефти или газа методом наклонно-направленного бурения может возникать необходимость увеличения скорости откачки и уменьшения времени освоения продуктивных горизонтов во время создания новых или ремонта старых скважин. Если жёсткие ограничения по способу проходки до заданной области отсутствуют, то бурение может осуществляться путём продольного прохождения пласта. Протяжённость горизонтального участка при этом может превышать 1 км.
Кустовое наклонно-направленное бурение конструктивно представляет собой наличие единого устья и разветвлённой серии забоев, которые расположены в нескольких продуктивных пластах. Применяется при необходимости попадания в заданный продольный участок пласта или нескольких пластов, расположенных относительно недалеко друг от друга, а также для прокладки проводных и трубных коммуникаций под надземными и подземными препятствиями. Минимальное число скважин при кустовом наклонно-направленном бурении в одном кусте составляет два, а максимальное — ограничено техническими и геологическими факторами. Способы бурения кустовым методом следующие:- Двухствольное последовательное.
- Двухствольное параллельное.
- Трёхствольное.
Ответвления скважин от устья при наклонно-направленном бурении могут выполняться в пирамидальном или конусном виде, а основания иметь округлую или многоугольную форму. При освоении многопластовых месторождений возможно увеличение скважин в кусте пропорционально существующему. При этом количество работающих буровых установок выбирается с учётом обеспечения максимальной производительности освоения продуктивного пласта.
Многозабойный метод бурения скважин
Многозабойное наклонно-направленное бурение используется для проходки базового ствола и дальнейшего забуривания с выполнением проходки нижней части пласта. Технология применяется в основном для разведки и разработки нефтяных месторождений. Осуществляется в пластах, отличающихся высокой устойчивостью и имеющие не менее 20 м монолитного пласта из твёрдых скальных пород. При глубине более 1500 м и отсутствии газового слоя многозабойное бурение сокращают из-за увеличения дренирования поверхности продуктивного пласта. Преимуществом данного метода наклонно-направленного бурения является использование одного и того же ствола для пробуривания нескольких дополнительных стволов, что позволяет сократить время на проведение буровых работ и ускорить добычу нефти. По форме дополнительных стволов многозабойные скважины могут быть следующих видов:-
Радиальные. Состоят из горизонтального основного ствола, который разветвляется на несколько вспомогательных, расположенных радиально.
-
Разветвлённые. Согласно технологии, дополнительные стволы располагаются под определённым наклоном к основному.
-
Разветвлённые по горизонтали. Отличаются от предыдущего вида только наличием дополнительных стволов, расположенных под углом в 900.
Многозабойное наклонно-направленное бурение дополнительных стволов выполняется сверху вниз или снизу вверх. Первый метод используется при проведении работ от разрабатываемого пласта к неизвестному. Эффективен при обнаружении полезного пласта ниже исследованного уровня, поэтому основное назначение метода — исследование близкорасположенных пластов. Технология бурения снизу вверх позволяет выполнить сгущение сети разведки пласта при необходимости выяснения или уточнения оставшегося запаса полезных ископаемых.
Заключение
Методы наклонно-направленного бурения позволяют наиболее эффективно разведывать и разрабатывать продуктивные пласты. Их выбор зависит от технических возможностей буровой установки, геологических особенностей, а также от типа залегающих пластов. Основным их преимуществом является быстрое прохождение сложных твёрдых пород за счёт изменения направления бурения.
Видео: Горизонтально направленное бурение
Читайте также:
Возврат к списку
snkoil.com
14.2. Классификация и характеристики установок ..................................................................... | 447 |
14.3. Комплектные буровые установки для эксплуатационного и глубокого разведочно- |
|
го бурения............................................................................................................................................ | 448 |
14.4. Выбор вида и основных параметров буровой установки ................................................. | 455 |
14.5. Выбор схемы и компоновки оборудования буровой установки...................................... | 457 |
14.6. Требования к кинематической схеме буровой установки ................................................ | 460 |
14.7. Буровые установки производства ОАО «Уралмашзавод»................................................. | 461 |
14.8. Буровые установки производства ОАО «Волгоградский завод буровой техники»...... | 465 |
Глава 15. Спускоподъемный комплекс ......................................................................................... | 468 |
15.1. Процесс подъема и спуска колонн. Функции комплекса ................................................. | 468 |
15.2. Кинематическая схема комплекса для СПО ........................................................................ | 471 |
15.3. Талевая система......................................................................................................................... | 474 |
15.4. Выбор стальных канатов для талевых систем...................................................................... | 476 |
15.5. Кронблоки и талевые блоки.................................................................................................... | 482 |
15.6. Буровые крюки и крюкоблоки............................................................................................... | 486 |
15.7. Талевые механизмы буровых установок ОАО «Уралмашзавод» ..................................... | 491 |
15.8. Талевые механизмы буровых установок ВЗБТ.................................................................... | 492 |
15.9. Буровые вышки ......................................................................................................................... | 494 |
15.10. Буровые лебедки...................................................................................................................... | 504 |
15.11. Тормозные системы буровых лебедок ................................................................................ | 520 |
15.12. Объем спускоподъемных операций..................................................................................... | 534 |
15.13. Кинематика подъемного механизма .................................................................................... | 536 |
15.14. Динамика подъемного механизма ........................................................................................ | 538 |
Глава 16. Оборудование системы промывки скважин .............................................................. | 539 |
16.1. Буровые насосы......................................................................................................................... | 539 |
16.2. Манифольд.................................................................................................................................. | 563 |
16.3. Вертлюг........................................................................................................................................ | 566 |
Глава 17. Поверхностная циркуляционная система .................................................................. | 574 |
17.1. Параметры и комплектность циркуляционных систем ..................................................... | 575 |
17.2. Блоки циркуляционных систем .............................................................................................. | 593 |
17.3. Перемешиватели........................................................................................................................ | 602 |
17.4. Оборудование для очистки бурового раствора от шлама................................................. | 607 |
17.5. Дегазаторы для буровых растворов....................................................................................... | 613 |
17.6. Установка для обработки бурового раствора на базе центрифуги................................. | 615 |
17.7. Всасывающие линии для буровых насосов .......................................................................... | 616 |
Глава 18. Породоразрушающий инструмент: буровые долота, бурильные головки, |
|
расширители, калибраторы............................................................................................................. | 618 |
18.1. Шарошечные долота ................................................................................................................. | 619 |
18.2. Лопастные долота...................................................................................................................... | 627 |
18.3. Фрезерные долота ..................................................................................................................... | 632 |
18.4. Долота ИСМ ............................................................................................................................... | 633 |
18.5. Алмазные долота........................................................................................................................ | 637 |
18.6. Шарошечные бурильные головки .......................................................................................... | 639 |
18.7. Лопастные и фрезерные твердосплавные бурильные головки ........................................ | 644 |
18.8. Алмазные бурильные головки и бурильные головки ИСМ............................................... | 645 |
18.9. Керноприемный инструмент................................................................................................... | 647 |
18.10. Расширители............................................................................................................................. | 650 |
18.11. Калибраторы-центраторы ...................................................................................................... | 650 |
Глава 19. Бурильные трубы. Расчет бурильных колонн ........................................................... | 652 |
19.1. Ведущие бурильные трубы ...................................................................................................... | 652 |
19.2. Бурильные трубы с высаженными концами и муфты к ним ........................................... | 659 |
19.3. Замки для бурильных труб с высаженными концами ....................................................... | 669 |
19.4. Бурильные трубы с приваренными замками ....................................................................... | 671 |
19.5. Легкосплавные бурильные трубы .......................................................................................... | 674 |
19.6. Утяжеленные бурильные трубы ............................................................................................. | 678 |
19.7. Переводники для бурильных колонн..................................................................................... | 683 |
19.8. Общие принципы и методика расчета компоновки бурильных труб в колонне.......... | 686 |
Глава 20. Привод долота: буровые роторы, забойные двигатели........................................... | 693 |
20.1. Буровые роторы ........................................................................................................................ | 693 |
20.2. Турбобуры .................................................................................................................................. | 707 |
20.3. Винтовые забойные двигатели................................................................................................ | 733 |
20.4. Турбовинтовые забойные двигатели...................................................................................... | 746 |
20.5. Электробуры .............................................................................................................................. | 747 |
studfiles.net
Процесс бурения скважин: способы, осложнения
Бурение — это процедура разламывания горных пород специальной бурильной техникой. Бурение, как и многие другие технологии, имеет несколько направлений.
Процесс бурения включает в себя разламывание горных пород при помощи бурильной техники, в результате чего получается скважина.
Эти направления зависят от положения горного пласта:
- вертикальное;
- наклонно-направленное;
- горизонтальное.
Процесс прокладывания в земле направленного цилиндрического ствола называют бурением. Впоследствии этот канал называют скважиной. В диаметре она должна быть меньше длины. Устье скважины (начало) располагается на поверхности. Забоем и стволом называют дно и стены скважины соответственно.
Подготовка к процессу
При бурении скважин сначала:
Процесс бурения невозможен без специальной бурильной техники.
- На участок бурения подвозят бурильную технику.
- Потом начинается процесс бурения. Он заключается в углублении ствола скважины путем промывания его и бурения.
- Во избежание обрушения стенок скважин проводят разобщение пластов — работы по укреплению пластов земли. Для этого в пробуренную землю опускают и прокладывают трубы, которые соединяются в колонны. Затем все пространство между трубами и землей цементируют (тампонируют).
- Последний этап работ называется освоение скважин. В него входит вскрытие последнего пласта, установка призабойной зоны, а также перфорация и вызов оттока.
Для того чтобы начать бурение сначала, нужно осуществить подготовительные работы.
Сначала оформляют документы, разрешающие вырубку и расчистку лесного массива, но для этого нужно получить согласие лесхоза. При подготовке участка для бурения проводят следующие работы:
Перед тем как начать бурение скважин, необходимо расчистить участок от деревьев.
- разбивка зон на участки по координатам;
- вырубка деревьев;
- планировка;
- возведение поселка рабочих;
- подготовка основы для буровой;
- приготовление и разметка площадки;
- установка фундаментов под цистерны на ГСМ складе;
- устройство обволоки склада, приготовление оборудования.
Следующий этап работ — это подготовка вышкомонтажного оборудования. Для этого:
- производят монтаж техники;
- монтаж линий;
- монтаж подвышечных оснований, оснований и блоков;
- монтаж и подъем вышки;
- пусконаладочные работы.
Вернуться к оглавлению
Предварительные работы
После того, как буровая машина установлена, прибывает спецкомиссия на проверку оборудования, техники и качества труда.
Когда бурильная установка готова, начинаются работы по приготовлению к бурению. Как только буровая машина установлена и возведение сооружений закончено, буровую проверяет спецкомиссия. Мастер бригады бурения, принимая комиссию, вместе с ней следит за качеством работ, проверяет технику и исполнение охраны труда.
Например, светильники по способу исполнения должны быть во взрывобезопасном кожухе, по шахте должно быть распределено аварийное освещение на 12 V. Все замечания производимые комиссией должны быть учтены до начала работ по бурению.
До того как начать буровые работы, техника оснащается соответствующим оборудованием: шурфом под квадрат, буровыми трубами, долотом, приспособлениями малой механизации, обсадными трубами под кондуктор, контрольно-измерительными приборами, водой и т. д.
На буровой должны быть домики для жилья, беседка, столовая, баня для сушки вещей, лаборатория для анализа растворов, инвентарь для тушения пожаров, вспомогательный и рабочий инструмент, плакаты по технике безопасности, аптечки и медикаменты, склад для бурильного оборудования, вода.
Схема установки вышки для бурения.
После того как вышка для бурения была установлена, начинается ряд работ по переоснастке талевой системы, в процессе чего осуществляется установка оборудования и апробирование средств малой механизации. Технология забуривания начинается с установки мачты. Ее направления должно быть установлено точно по центру оси вышки.
После центровки вышки производится бурение под направление. Это опускание трубы для упрочнения скважин и заливка ее верхнего конца, который должен по направлению совпадать с желобом, цементом. После того, как направление в процессе бурения скважин было установлено, еще раз проверяют центровку между осями ротора и вышки.
В центре скважины производят бурение под шурф для квадрата и в процессе обсаживают трубой. Бурение шурфа скважины исполняется турбобуром, который во избежание слишком быстрого вращения удерживается пеньковым канатом. Одним концом он крепится к ноге вышки, а второй удерживается в руках через блочок.
Вернуться к оглавлению
Завершение
После подготовительных работ, за 2 дня до пуска буровой, организуется конференция, где участвует вся администрация (главный инженер, технолог, главный геолог и т. д.). На конференции обсуждают:
Схема строения геологических пород на месте обнаружения нефти: 1 — глины, 2 — песчаники водонасыщенные, 3 — нефтяная залежь.
- строение скважины;
- строение пород в месте геологического разреза;
- осложнения, которые могут возникнуть в процессе бурения и т. д;
- затем рассматривают нормативную карту;
- обсуждаются работы по безаварийной и скоростной проводке.
Процесс бурения может быть начат при оформлении следующих документов:
- геолого-технического наряда;
- разрешения о вводе буровой в действие;
- нормативной карты;
- вахтового журнала;
- журнала по буровым растворам;
- журнала ведения охраны труда;
- учета работы дизелей.
На буровой могут применяться следующие виды механизмов и материалов:
- цементирование оборудования;
- плакаты с надписями о безопасности и об охране труда;
- каротажное оборудование;
- питьевая вода и техническая;
- вертолетная площадка;
- цементные растворы и буровые ;
- химические реагенты;
- обсадные трубы и бурильные.
Схема оборудования для перфорации ствола скважины.
Бурение скважин — метод вырубания горной породы при котором образуется шахта. Такие шахты (скважины) испытывают на наличие нефти и газа. Для этого производят перфорацию ствола скважины для провоцирования притока нефти или газа из продуктивного горизонта. Затем производится демонтаж бурильной техники и всех вышек. На скважине устанавливается пломба с указанием названия и срока бурения. После этого мусор уничтожается, все амбары зарываются, а металлолом утилизируется.
Обычно вначале максимальный диаметр скважин не превышает 900 мм. В конце он редко когда достигает 165 мм. Процесс бурения представляет собой несколько процессов, в ходе которых происходит строительство ствола скважины:
- процесс углубления дна скважин посредством раскрашивания горных пород буровым инструментом;
- удаление разломанной породы их шахты скважины;
- крепление ствола скважин;
- проведение геолого-геофизических работ по исследованию породы разлома и обнаружению продуктивных горизонтов;
- спуск и цементирование глубины.
По глубине скважины бывают следующих типов:
- мелкая — глубиной 1500 м;
- средняя — глубиной до 4500 м;
- глубокая — 6000 м;
- сверхглубокая — свыше 6000 м.
Процесс бурения — это разламывание горных пород буровыми долотами. Разломанные части этой породы вычищают потоком промывочного (жидкого) раствора. Глубина скважин увеличивается в процессе разрушения забоя по всей площади.
Вернуться к оглавлению
Возникающие осложнения
Обвал стенок скважины может произойти вследствие неустойчивой структуры породы.
При процессе бурения скважины могут возникнуть некоторые осложнения. Это могут быть:
- обвалы стен шахты;
- поглощения промывочной жидкости;
- аварии;
- неточное просверливание ствола скважин и т. д.
Обвалы могут возникнуть вследствие неустойчивой структуры породы. Их признаком могут служить;
- повышенное давление;
- слишком сильная вязкость промывочной жидкости;
- слишком большое количество обломков при промывке шахты.
Поглощение промывочного раствора происходит из-за того, что раствор, залитый в шахту, полностью засасывается пластом. Обычно это происходит тогда, когда пласты имеют пористую структуру или большую проницаемость.
Бурение — это процесс, при котором вращающийся снаряд доводят до забоя, а потом поднимают снова. При этом скважины просверливаются до коренных пород, врезаясь на 0,5-1,5 м. После этого в устье опускается труба для предотвращения размыва и для того, чтобы промывочная жидкость, выходя из скважины, попадала в желоб.
Схема глубины и наклона нефтяной скважины.
Частота вращения бурового снаряда и шпинделя зависит от физических свойств горных пород, диаметра и вида буровой коронки. Скоростью вращения управляет регулятор подачи, создающий нужную нагрузку на коронку. При этом он создает определенное давление на резцы снаряда и стенки забоя.
Прежде чем начать бурение скважины нужно составить ее проектный чертеж, где указаны:
- физические свойства пород: их твердость, устойчивость и водонасыщенность;
- глубина и наклон скважины;
- конечный диаметр скважины, на который влияет твердость пород;
- способы бурения.
Составление проекта скважин начинается с выбора ее глубины, диаметра по окончании бурения, углов забуривания, структуры.
Глубина картировочных скважин зависит от геологического анализа с последующим его картированием.
Вернуться к оглавлению
Способы бурения
Процесс проделывания скважин, как и любая другая технология, имеет несколько видов:
- ударно-канатное;
- роторное;
- бурение с забойным двигателем;
- турбинное;
- с винтовым двигателем;
- электробуром.
Схема установки для ударно-канатного бурения скважин.
Ударно-канатный способ бурения скважин считается самым опробованным. При нем шахта скважины образуется за счет периодических ударов долота по забою. Этот процесс происходит под действием веса самого долота и тяжелой штанги. Поднятие долота вместе со штангой, которые закреплены на канате, происходит за счет балансира бурового механизма.
При роторном методе вращение инструменту передается посредством ротора. При этом виде бурения скважин ротор устанавливается на устье сквозь колону бурильных труб, которые играют роль полного вала. При бурении маленьких скважин (с небольшим диаметром ствола) процесс происходит за счет шпиндельных двигателей.
Привод ротора осуществляется от карданного вала, соединенного с лебедкой. Либо это может быть цепная передача от одного двигателя. Преимущество привода в том, что он может регулировать скорость вращения более с широким диапазоном, понижает нагрузку на лебедку и уменьшает ее изнашиваемость.
Ротор для бурения выбирается по степени нагрузки, мощности, а также по диаметру шахты. Роторное бурение имеет 2 канала передачи энергии для забоя:
- механический от привода;
- гидравлический от насосов.
Установка для бурения скважин роторным и турбинным способами и при помощи электробура.
При бурении турбинным способом, в процессе работы бурильная колонна не вращается, а перенимает вращающийся момент от забойного двигателя. При этом методе передается и гидравлическая энергия.
Турбинный способ — передача вращения долоту от вала турбины, которая приводится во вращение за счет движения потока раствора. Получается, что при турбинном способе в процессе задействован только 1 канал передачи энергии до забоя.
Турбобур, стоящий над инструментом, является машиной, которая приводит процесс преобразования гидравлической энергии давления потока используемой жидкости в механическую, направленную на вращение инструмента.
Процесс бурения представляет собой опускание, подъем бурильной колоны в скважину и поддержание ее на весу. Бурильная колона — это опущенная в шахту сборка из труб, скрепленных между собой бурильными замками. Ее задача — подача гидравлической и механической энергии к долоту.
www.vseoburenii.ru
