3.2. Конструкция скважины. Забойное оборудование скважин.

Под конструкцией скважин понимается комбинация обсадных колонн (их количество, назначение, диаметр) и оборудование забоев скважин. Конструкция скважин должна обеспечивать:

1. Устойчивость стенок ствола скважины по всей вскрытой мощности.

2. Надежное разобщение пластов и пропластков.

3. Возможность спуска в скважину оборудования для извлечения нефти и газа из пласта (насосов, штанг НКТ и т.д.).

4. Надежное сообщение скважины с разрабатываемым пластом.

В зависимости от геологических условий в скважину может спускаться на различную глубину несколько концентрически расположенных обсадных колонн, т.е. по числу колонн конструкция скважины может быть одноколонной, двухколонной и т.д. Последняя из обсадных колонн, спущенных в скважину до продуктивного пласта или с его полным перекрытием, называется эксплуатационной колонной. В РФ в качестве эксплуатационной колонны применяются обсадные трубы диаметром 219-114 мм и толщиной стенок 6-12 мм.

Оборудование забоя скважин выбирается в зависимости от геологической характеристики продуктивного пласта и может быть самым различным.

Если пласт сложен твердыми, хорошо сцементированными породами, то забой скважины оставляют открытым: эксплуатационная колонна спускается до кровли продуктивного пласта и цементируется. Разбуренный интервал от кровли до забоя скважины оставляют не обсаженным т.е. открытым. Рис. 3.1(а).

Если продуктивный пласт состоит из рыхлых неустойчивых пород, ниже основной эксплуатационной колонны иногда спускают фильтр-хвостовик. Эксплуатационная колонна спускается до кровли продуктивного пласта. Затем скважину углубляют на всю мощность продуктивного горизонта и спускают фильтр-хвостовик. Рис. 3.1(б).

Фильтр может спускаться также непосредственно на эксплуатационной колонне. Рис. 3.1(в).

В се эти варианты применяются, если скважины пробурены в достаточно однородном продуктивном пласте, не имеющем существенных пропластков и глинистых перемычек, что встречается достаточно редко на практике.

В большинстве случаев скважину бурят до проектной глубины, после спуска обсадных труб и их цементирования с подъемом цемента до нужной высоты и перекрытием верхних нефтяных или водяных горизонтов, напротив продуктивной части пласта производится перфорация (рис. 3.1 (г)) . При такой конструкции быстро и надежно разобщаются продуктивные, водоносные и газоносные горизонты (рис. 3.2.).

Недостатки:

1. При цементировании эксплуатационной колонны цементируется и продуктивный пласт, что значительно ухудшает его фильтрационные свойства в призабойной зоне.

2. Увеличение числа перфорационных отверстий может снизить прочность эксплуатационной колонны (их число обычно не превышает 40-50 на один погонный метр).

Забой скважины может быть оборудован металлокерамическими, песчано-пластмассовыми или гравийными фильтрами. Однако эти конструкции не нашли широкого применения в нефтяной и газовой промышленности.

К забойному скважинному оборудованию относятся:

1. Скважинные клапана-отсекатели различной конструкции и принципа действия, предназначенные для перекрытия ствола скважины в случае разгерметизации устья и опасности открытых фонтанов при отклонении параметров работы скважин от заданных и при возникновении пожаров.

2. Погруженные электродвигатели и насосы различной конструкции, используемые для откачки из нефтяных скважин пластовой жидкости.

3. Различные пакерующие устройства (пакера), предназначенные для разобщения пространств эксплуатационной колонны нефтяных и газовых скважин и защиты ее от воздействия продуктивного пласта в процессе эксплуатации скважины, а так же при проведении ремонтно-профилактических работ в них.