1. Индексы и градиенты давлений, их роль в проектировании конструкции скважин, бурении и креплении.

I. Под коэффициентом аномальности в бурении понимают отношение пластового давления P_пл на глубине z_пл от устья скважины к давлению пресной воды такой же высоты:

; град P_пл =

II. Давление гидроразрыва P_гр: , град P_гр =

III. Давление поглощения Р_погл :

Индексом давления поглощения называется отношение давления P_п на стенки скважины, при котором возникает поглощение промывочной жидкости, к давлению столба воды высотой от рассматриваемого объекта до устья:

, град Р_погл =

Для любой породы характерно соотношение

Указанные давления, необходимые для составления проектов, берутся на основании бурения первых разведочных скважин на месторождении. Тогда, в качестве источника информации используется РФЗ – расчет по фактическим замерам. Если нет фактических замеров, то индекс поглощения может быть расчитан по формуле Итона:

,

где – коэффициент геостат. (горного) давления

– коэффициент Пуассона.

В некоторых случаях, в качестве показателей давлений берут данные по аналогичным месторождениям.

IV. Давление относительной устойчивости породы – минимальное давление в скважине, при котором удается некоторое время избежать выпучивания или оседания стенок скважины. Безразмерным показателем является коэффициент относительной устойчивости.

Обычно при бурении плотность промывочной жидкости выбирается с таким расчетом, чтобы давление столбы ее было несколько выше пластовых в необсаженном стволе, но всегда меньше давлений поглощения.

2. Понятие о конструкции скважины, основные элементы.

Конструкция скважины — это совокупность информации о количестве обсадных колонн, глубинах их спусках, диаметре долот для бурения под эти колонны, интервалах цементирования.

Требования к конструкции скважины.

Виды обсадных колонн.

Первая колонна, спускаемая в скважину, называется направлением и служит для укрепления устья скважины, формирования потока промывной жидкости выходящего из скважины, отделения промывочной жидкости от воды в морском бурении (кондуктор при этом исполняет роль водоотделительной колонны и называется райзер). Как правило, направление бывает одно, реже 2 (n=1,2), глубина спуска направления 5-50 м.

Следующая колонна труб, спускаемая в скважину, называется кондуктор, который предназначен для изоляции зон осложнений и укрепления ствола скважины в верхних неустойчивых горизонтах, изоляции пресноводных горизонтов и др. (n=1,2; L=50-500 м.)

Последняя колонна, находящаяся в скважине называется эксплуатационной. Она предназначена для:

• для добычи флюидов;

• изоляции пластов;

• для работы скважины и установки насосного оборудования.

Эксплуатационная колонна, обычно одна (n=1), а глубина ее спуска (L), как правило, соответствует глубине скважины или кровле продуктивного горизонта.

Между кондуктором и эксплуатационной колонной в скважину могут спускаться промежуточные колонны (n=1-3; L=150-9200), предназначенные для ликвидации и предупреждение осложнений, возникающих при углублении скважины. Промежуточные колонны могут быть сплошными (доходящими до устья) и потайными (не доходящими до устья). Последние, в свою очередь делятся на хвостовики (входящие верхней частью внутрь предыдущей колонны) и летучки (не входящие внутрь предыдущей колонны и закрепляемые на стенках скважины цементным камнем). К потайным промежуточным колоннам могут быть отнесены и широко применяемые в последнее время профильные перекрыватели.

С хематичное изображение конструкции скважины приведено на рис. 1.

Рис. 1. Графическое изображение конструкции скважин:

а – со сплошными колоннами; б – с хвостовиком; в – с комбинированной эксплуатационной колонной и хвостовиком