32. Последовательность проектирования конструкции скважины. Факторы, учитываемые при проектировании.

В комплексе геолого-технические условия бурения, включая характеристики физико-механических свойств горных пород, их буримости, трещиноватости, устойчивости, проницаемости, являются основанием для выбора способов и средств бурения - проектирования технологии проходки скважин, схема последовательности которого приведена на рис. 5.1. Придерживаясь этой принятой на практике схемы, мы будем рассматривать вопросы технологии разведочного бурения скважин.

одним из важнейших технико-технологических решений является выбор конструкции (проектирование) скважины.

Проектирование конструкции скважины на основе анализа геологических условий и ее целевого назначения включает в себя определение конечного диаметра бурения, диаметров скважины на каждом из интервалов, их длины, а также диаметра длины, глубины посадки, способа заделки башмака обсадных колонн, участков тампонирования, цементации зон осложнений, что является первым шагом в проектировании технологии бурения, поскольку определяет все последующие элементы технологии.

Конструкция скважины определяется целевым назначением буровых работ, геологическим заданием, видом полезного ископаемого, сложностью горно-геологических условий залегания полезного ископаемого, способом бурения.

Рациональная конструкция должна иметь следующие характеристики:

конечный диаметр является минимально возможным с учетом получения достоверной геологической информации по керну различных полезных ископаемых, проведения скважинных исследований и применения соответствующих технических средств (пробоотборников, геофизических зондов, оборудования для проведения опытных откачек воды);

минимальное количество обсадных колонн и минимальные глубины их спуска в соответствии с возможными геолого-техническими осложнениями, включая потерю промывочной жидкости, интервалы неустойчивых горных пород и т.д.;

- типоразмеры породоразрушающего инструмента, бурильных, колонковых и обсадных труб соответствуют рациональным соотношениям между ними при данном способе бурения.

Производственный опыт и проведенные исследования показали, что наилучшие результаты бурения обеспечиваются малыми диаметрами породоразрушающего инструмента (46 - 59 мм). Однако не всегда скважины такого диаметра позволяют выполнить геологическую задачу. Прежде всего, это связано с необходимостью получения керновых проб, геометрический эквивалент которых (минимальный размер, позволяющий получить достоверные среднестатистические характеристики оруденения) в поперечном направлении был бы не меньше диаметра кернаю

Основные факторы, влияющие на проектирование конструкции скважины.

Наиболее определяющим факторами, влияющими на конструкцию скважины, являются геологические условия бурения , назначение скважины и способ бурения. Остальные факторы являются субъективными и изменяющимися во времени . эти факторы позволяют упрощать конструкцию скважины, но не являются определяющими.

Геологические условия бурения:

а) характер пород, вскрываемых скважиной ( с точки зрения возможных обвалов, осыпей кавернообразований)

б) наличие зон возможных газо-нефте, и водопроявлений и поглощений промывочной жидкости и условия ,при которых эти осложнения возникают.

В)проницаемость пород и пластовые (поровые) давления.

Г) темпеатура г/п по стволу скважины

Д) углы падения пород и частота чередования по твердости.

Диаметр экплуатационной колонны нефтяной скважины выбирают в зависимости от дебита скважины , а также возможности производства геофизических, аварийных и ремонтных работ в скважине.

Диаметр эксплуатационных колонн нагнетательных скважин зависит от давления, при котором будет закачиваться рабочий агент в пласт и от приемистости пласта.

Для обеспечения длительной работы скважины одним из основных факторов при выборе диаметра эксплуатационной колонны является необходимая прочность на , сминающие и страгивающие усилия, а также и на внутренние давления.

При нормальных и повышенных давлениях эксплуатационную колонну цементируют через башмак.

Основные требования к проектированию конструкции скважины. При разработке рациональной конструкции глубоких скважин необходимо исходить из условий получения небольших скоростей бурения при наименьших объемах работ в промежуточных колоннах , выбора минимальгых допустимых зазоров между колонной и стенки скважины, максимально возможного увеличения глубины выхода спускаемой колонны из под предыдущей, а также – уменьшения диаметра эксплуатационной колонны.

Величина кольцевого зазора и конфигурация ствола скважины должны быть такими, что обеспечивался беспрепятственный допуск обсадной колонны до заданной проектом глубины, подъем тампонажного раствора до намеченной высоты, а при цементировании создавалось надёжная изоляция продуктивных и водонасыщенных горизонтов. При определении величины зазора необходимо предусмотреть максимально возможные выходы обсадных колонн из под башмака предыдущей колонны.

Для скважин с высоким пластовым давлением необходимо исходить из условий предупреждения специфичных осложнений происходящих при бурении и эксплуатации: прорывов газа эксплуатационной колонной , переходящее иногда в фонтаны: просачивание газа в межколонное пространство через резьбовые соединения труб , перетока нефти и газа из нижележащих горизонтов в вышележащие, образования грифонов и других осложнений.