6.Конструкция суважины.

Скважина–это горная выработка (вертикальная или наклонная) круглого сечения, глубиной от нескольких метров до нескольких километров, различного диаметра, сооружаемая в толще земной коры. Верхняя часть скважины называется устьем, нижняя – забоем, а боковая поверхность – стволом скважины. Расстояние от устья скважины до забоя по оси ствола скважины называется длиной скважины. Проекция длины на вертикальную ось называется глубиной скважины.

Скважины бывают: нефтяные, газовые, газоконденсатные, нагнетательные, наблюдательные, оценочные и т.д. Конструкция скважин должна отвечать следующим требованиям:

1. Обеспечивать механическую устойчивость стенок ствола скважины надежное разобщение всех (нефть, газ, вода) пластов друг от друга, свободный доступ к забою скважин спускаемого оборудования, недопущение обрушения горных пород в стволе скважины.

2. Эффективную и надежную связь забоя скважины с продуктивным пластом.

3. Возможность герметизации устья скважины и обеспечение направления извлекаемой продукции в систему сбора, подготовки и транспорта нефти и газа или нагнетания в пласт агента воздействия.

4. Возможность проведения в скважинах исследовательских работ, а так же различных геолого-технических и ремонтно-профилактических работ.

Устойчивость стенок ствола скважины и разобщение пластов друг от друга достигается за счет бурения и спуска в скважину нескольких труб, называемых обсадными. Вначале скважина бурится на глубину 50-100 метров, в нее спускается стальная труба d = 500 мм и более - направление. Пространство между наружной стенкой трубы и стенкой скважины заполняется специальным тампонажным цементным раствором под давлением с целью недопущения обвала верхних пород и перетоков между верхними пластами.

Затем скважина бурится меньшим диаметром долота на глубину 500-600 м, в нее спускается труба диаметром 249 - 273мм и цементируется, как и направление, до устья. Эта колонна труб называется кондуктором и предназначена для предотвращения размыва верхних пластов, а также для создания канала для бурового глинистого раствора. После этого скважина бурится до проектного забоя. В нее спускается эксплуатационная колонна (стальная труба диаметром 146 -168 мм), а пространство между трубой и породой под давлением заполняется цементным раствором до устья. Объем цементного раствора и давление его закачки определяется расчетом.

После затвердения цементного раствора (обычно 48 часов) в межтрубном пространстве между наружной стенкой трубы и породой образуется цементный камень, который разобщает

пласты между собой.

1 – направление, глубина 50-100 м, d > 500мм

2 – кондуктор, глубина-500-600 м, d =249-273 мм

3 – эксплуатационная колонна, d = 146 – 168.

В зависимости от характеристики залежи, ее пластового давления, геологического разреза и др. конструкция скважин может быть одноколонной или многоколонной (двух или трех). Последняя колонна называется эксплуатационной.

После завершения бурения, спуска эксплуатационной колонны, ее цементации в скважине в интервале нефтяного или газового пласта делаются сквозные отверстия через стальную трубу и цементный камень с помощью специальных перфораторов. После этого скважина осваивается и вводится в эксплуатацию.

Скважина может быть с закрытым или открытым забоем. Открытый забой используется, когда продуктивный пласт сложен из плотных пород – карбонатных, известковых или плотных песчаников. При открытом забое скважина бурится до кровли продуктивного пласта, спускается эксплуатационная колонна и цементируется. Затем долотом меньшего диаметра через эксплуатационную колонну вскрывают продуктивный пласт. При этом не требуется перфорация, т.к. продуктивный пласт не перекрывается металлической трубой.

Если продуктивный пласт состоит из неустойчивых и слабосцементированных песчаников или известняков, то забой скважины оборудуется закрытым. При этом скважина бурится до проектной глубины (ниже на 15-20 м подошвы продуктивного пласта создается зумпф), в нее спускается эксплуатационная колонна, которая цементируется, а затем делается перфорация продуктивных участков пласта для сообщения пласта с забоем скважины.

Если пласт представлен слабосцементированными песчаниками или алевролитами, то продуктивный пласт можно вскрывать при открытом забое с последующим спуском фильтра-хвостовика. Фильтр представляется в виде отверстий в эксплуатационной колонне в интервале продуктивного пласта. В зависимости от назначения скважины бывают: опорные, параметрические, поисковые, разведочные, эксплуатационные, нагнетательные, контрольные (наблюдательные) и оценочные.