3. Обоснование конструкции скважин

Конструкция скважины определяется заданием заказчика (добывающей организации) и геологическими условиями района работ.

3.1. Требования к проектированию конструкции скважин

Конструкция скважины в части надежности, технологичности и безопасности должна обеспечивать:

- максимальное использование пластовой энергии продуктивных горизонтов в процессе эксплуатации за счет выбора оптимального диаметра эксплуатационной колонны и возможности достижения проектного уровня гидродинамической связи про­дуктивных отложений со стволом скважины;

- применение эффективного оборудования, оптимальных способов и режимов эксплуатации, поддержания пластового давления, теплового воздействия и других методов повышения нефтеотдачи пластов;

- условия безопасного ведения работ без аварий и осложнений на всех этапах строительства и эксплуатации скважины;

- получение необходимой горно-геологической информации по вскрываемому разрезу;

- условия охраны недр и окружающей среды, в первую очередь за счет прочности и долговечности крепи скважины, герметичности обсадных колонн и кольцевых пространств, а также изоляции флюидосодержащих горизонтов друг от друга, от проницаемых пород и дневной поверхности;

- максимальную унификацию по типоразмерам обсадных труб и ствола скважины.

Основными параметрами, характеризующими конструкцию скважины, яв­ляются количество и диаметр обсадных колонн, глубина их спуска, диаметр до­лот, для бурения под ОК, высота подъема тампонажного раствора.

Обычно обсадные колонны подвешиваются на устье, поэтому верхний интервал скважины оказывается перекрытым несколькими колоннами. Это обусловлено рядом причин.

Во-первых, во время углубления скважины предыдущая обсадная колонна изнашивается бурильными замками, долотами и прочим инструментом. В резуль­тате прочность ее может снизиться до опасного предела. Во избежа­ние аварий в изношенной колонне верхний интервал скважины приходится укреплять дополнительной колонной.

Во-вторых, чем глубже продуктивный горизонт, тем больше пластовое давление в нем и выше избыточное давление, которое воз­никнет в колонне в случае герметизации устья превентором при выбросе. Обсадные колонны большого диаметра имеют ма­лую прочность на разрыв при действии избыточного внутрен­него давления, поэтому до вскрытия горизонта с высоким пластовым давлением, особенно газового, часто спускают про­межуточную колонну, имеющую достаточную прочность на раз­рыв, чтобы можно было устано­вить противовыбросовое обору­дование.

Эксплуатационные колонны, как правило, подвешиваются на устье на колонную головку.

В технической литературе конструкцию скважины принято изображать графически следующим образом (рисунок 1): жирными сплошными линиями показывают обсадные колонны; число у верхнего конца линии означает диаметр колонны в мм, у нижнего конца - глубину спуска в м. Интервалы цементирования показаны штри­ховкой.

3.2. Виды конструкций скважин и разновидности обсадных технических колонн

Все обсадные колонны по своему назначению именуются следующим об­разом:

Направление - самая первая колонна труб или одна труба, предназначенная для закрепления приустьевой части скважины от размыва буровым раствором и обрушения, а также для обеспечения циркуляции жидкости. Направление, как правило, одно. Цементируется до устья.

Кондуктор - колонна обсадных труб, предназначенная для разобщения верх­него интервала разреза горных пород, изоляции пресноводных горизонтов от перетоков и загрязнений, предупреждения обваливания стенок скважины, растепления зон многолетнемерзлых пород, монтажа противо-

Рисунок 1. Графическое изображение конструкции скважины:

а - направление; б – кондуктор; в – сплошная промежуточная обсадная

колонна; г – хвостовик; д – летучка; е – эксплуатационная колонна.

выбросового оборудования, желоба для циркуляции и подвески последующих обсадных колонн. Цементируется до устья.

Промежуточная обсадная техническая колонна - служит для разобщения несовмести­мых по условиям бурения зон при углублении скважины до намеченной глуби­ны, перекрытия зон поглощений. Они могут быть следующих видов:

Сплошные - перекрывающие весь ствол скважины от забоя до устья неза­висимо от крепления предыдущего интервала.

Хвостовики - для крепления только необсаженного интервала скважины с перекрытием предыдущей обсадной колонны на некоторую величину, перекрытия зон поглощений. Голова «хвостовика», как правило, выше башмака предыдущей колонны на 25-50 м.

Летучки - специальные промежуточные обсадные колонны, служащие только для перекрытия интервала осложнений, перекрытия зон поглощений и не имеющие связи с предыду­щими или последующими обсадными колоннами.

Эксплуатационная колонна - самая последняя колонна обсадных труб, которой крепят скважину для разобщения продуктивных горизонтов от всех остальных пород. Служит артерией для транспортировки извлекаемых из скважины нефти или газа, или, наоборот, для на­гнетания в пласты жидкости или газа.