15.4. Завдавання напрямку свердловинам

Найчастіше напрям свердловин завдають вертикальний, інколи – похилий. У багатьох випадках заданий напрямок під час буріння важко утримати і свердловина викривлюється. Причини, які викликають таке викривлення, поділяють на три групи: геологічні, технічні та технологічні.

Найважливіші із геологічних причин є анізотропія, шаруватість порід різної міцності, кут нахилу пластів. До основних технічних причин викривлення свердловин відносяться: неспівпадання осі вишки з віссю ротора та віссю направлення; викривлення бурильних і ведучої труб; неточне центрування кронблока відносно осі вишки, що призводить до появлення відхиляючої сили, яка діє на долото.

Застосування турбобура дало можливість встановити в нижній частині свердловини спеціальний пристрій, який відхиляє долото в заданому напрямку. Це уможливлює виправляти викривлення свердловини або ж викривлювати свердловину в заданому, потрібному, напрямку, в тому числі направляти її по робочому пласту і тим самим підвищувати нафтовіддачу.

Запитання для самоперевірки до розділу

1. Які існують способи і засоби буріння нафтогазових свердловин?

2. Яка конструкція глибоких свердловин?

3. Яким чином задається напрям свердловинам, як змінюють? Які чинники визначають викривлення свердловин?

16. Технологія видобування нафти та газу

16.1. Особливості та режими руху рідин і газів у пористому середовищі

Величина потенційної енергії нафти і газу в родовищі залежить від величини пластового тиску і об’єму складових покладу: нафта – газ –вода. Рушійні сили в пластах покладу визначаються напором пластових контурних вод, пружністю порід, рідини і газу, що знаходяться в породі, вагою самої нафти.

Гідростатичний тиск в свердловині, заповненої рідиною становить:

Р_гс = gН,

де  – щільність рідини, кг/м³; g – прискорення вільного падіння, м/с²; Н – висота стовпа рідини в свердловині, м.

При наявності в покладі інших сил (пружність газу, порід та ін.) пластовий тиск може перевищити гідростатичний і при закритому усті свердловини становитиме:

Р_пл = Ргс + Р_у,

де Р_у – надлишковий тиск в усті свердловини.

У випадку, коли пластовий тиск перевищує гідростатичний, відбувається фонтанування нафти із свердловини.

Сили опору руху нафти та газу складаються з сил тертя рідини з стінками порових каналів, сил внутрішнього тертя рідини та газу, капілярних та молекулярно–поверхневих сил. Наявність тих чи інших сил у пласті і величина опору рухові визначають режим дренування покладу. Більшість нафтових покладів має водонапірний режим, коли рух нафти по пласту до свердловини здійснюється під тиском крайової (контурної) води. Якщо об’єм відібраної з пласта нафти буде більший припливу води, то тиск в пласті і продуктивність свердловини будуть зменшуватись. В ідеалі має бути баланс:

Q_води = Q_нафти.

Показником ефективності розробки нафтового покладу є коефіцієнт нафтовіддачі – відношення відібраної кількості нафти до початкових її запасів. Для водонапірного режиму цей коефіцієнт складає 0,5…0,8.

Пружно – водонапірним (пружним) режимом роботи нафтового пласта вважається такий режим, коли основною рушійною силою є пружне розширення породи і рідини, що міститься в ній. Переміщення контурних вод при цьому режимі не виникає і пластовий тиск можна підтримувати закачуванням додаткової кількості води.

Режим роботи пласта, при якому переважаючим видом енергії є енергія вільного газу в газових шапках, називають газонапірним. Запас цієї енергії незначний, а для підтримання дебіту свердловини в “шапку” треба підкачувати газ. Газовий режим існує завдяки розширення розчиненого в нафті газу. Коефіцієнт нафтовіддачі для газових режимів незначний – 0,15…0,30.

Якщо нафта надходить до свердловини тільки за рахунок власної ваги, то цей режим називають гравітаційним. Як правило, розробка покладу відбувається при комбінації вказаних режимів.