44. Поняття про конструкцію свердловини та її елементи

Під конструкцією свердловини мається на увазі схема її побудови, яка включає сукупність даних про :

– кількість обсадних колон та інтервали їх спуску;

– діаметри обсадних колон та доліт для буріння ствола свердловини під кожну колону;

– інтервали цементування обсадних колон.

Кожна з них виконує свої функції в залежності від конкретних гірничо-геологічних умов та ряду інших факторів.

Направлення – перша труба або колона труб, призначена для кріплення верхніх шарів ґрунту, складених нестійкими породами, для запобігання розмиву устя свердловини та направлення потоку промивальної рідини, яка виходить із свердловини, в очисну систему. Направлення спускається в підготовлений шурф і забутовується або цементується до поверхні землі. Глибина встановлення направлення залежить від стану ґрунту і коливається від (5–7) м до декількох десятків метрів.

Кондуктор – колона, яка спускається в свердловину після направлення. Її головна функція – запобігання обвалювання нестійких порід, що залягають на малих глибинах, а також ізоляція водоносних горизонтів, які служать основним джерелом питної води

Експлуатаційна колона призначена для ізоляції продуктивної зони від решти розкритих бурінням горизонтів і служить каналом для транспортування вуглеводнів з пласта на денну поверхню або для закачування в пласт рідини і газу.

Описані вище обсадні колони (направлення, кондуктор і експлуатаційна колона) є обов’язковими елементами конструкції будь-якої глибокої нафтової або газової свердловини.

Проміжна колона – це колона труб, що розміщується між кондуктором і експлуатаційною колоною (іноді її називають технічною). Проміжних колон може бути одна або декілька, що залежить від кількості інтервалів, несумісних за умовами буріння, та інших причин.

У більшості випадків верхній кінець колони труб встановлюють на усті свердловини і тільки в окремих випадках – на значній глибині від устя. Такі колони називають хвостовиками (потайними).

45. Принципи проектування конструкцій свердловин.

Вибір кількості і глибин спуску обсадних колон. В основі методики проектування конструкції свердловини є питання встановлення кількості і глибин спуску обсадних колон, які визначаються на основі суміщеного графіка зміни коефіцієнта аномальності пластового (порового) тиску та індексу тиску поглинання (гідророзриву).

Під коефіцієнтом аномальності пластового (порового ) тиску розуміють відношення пластового (порового) тиску до гідростатичного тиску стовпа прісної води:

, (8.1)

Під індексом тиску поглинання (гідророзриву ) розуміють відношення тиску поглинання (гідророзриву) до гідростатичного тиску стовпа прісної води:

, (8.2)

На основі зміни коефіцієнта аномальності та індексу тиску поглинання (гідророзриву) (рисунок 8.2) виділяють зони з несумісними умовами буріння.

З метою побудови суміщеного графіка для кожного інтервалу знаходять значення коефіцієнта аномальності та індекса тиску поглинань (гідророзриву). На суміщений графік наносять точки, що відповідають їх значенням і проводять вертикальні прямі зміни коефіцієнта аномальності. та індексу тиску поглинань .

Кількість зон кріплення відповідає кількості обсадних колон. Густина промивальної рідини в межах однієї зони повинна бути постійною.

Вибір діаметрів обсадних колон і доліт. Діаметр експлуатаційної колони вибирають, виходячи з максимально очікуваних дебітів рідини. Внутрішній діаметр експлуатаційної колони повинен бути достатнім для того, щоб обладнання можна було спустити і встановити на необхідній глибині.а також виконувати підземний і капітальний ремонти.

Діаметр долота Д_д для буріння під дану (наприклад, експлуатаційну) колону завжди повинен бути дещо більший від найбільшого зовнішнього діаметра (муфти) d_м розглядуваної колони.

Д_д=d_м + 2_к , (8.3)

де _к — мінімально необхідний радіальний зазор для вільного проходження колони у свердловину при спуску.

Залежність величини зазору від діаметра наведена в таблиці 8.3.

За найбільший зовнішній діаметр d_м беруть зовнішній діаметр муфт, з допомогою яких обсадні труби з’єднуються між собою.

Величину зазору _k вибирають із врахуванням жорсткості колони, глибини її спуску у відкритий ствол свердловини, викривлення ствола, стійкості стінок свердловини, розмірів, конструкції і кількості елементів спеціального обладнання, що монтується на обсадній колоні, а також загальної кількості обсадних колон, що спускаються в свердловину.

Внутрішній діаметр d_вп попередньої обсадної колони повинен бути більший від діаметра доліт Д_д для буріння під наступну обсадну колону

d_вп= Д_д+2 , (8.4)

де  — радіальний зазор, Величину зазору беруть =(5-10) мм, причому зазор збільшують при збільшенні діаметра долота.

Вибір інтервалів цементування. Інтервали цементування обсадних колон проектуються згідно з вимогами єдиних технічних правил проведення бурових робіт при будівництві свердловини.

Цементування кондукторів і хвостовиків у свердловинах всіх категорій проводиться на всю довжину.

Проміжні колони у нафтових свердловинах глибиною до 3000 м цементуються в інтервалі довжиною не менше як 500 м від башмака.

Експлуатаційні колони всіх свердловин, крім нафтових, цементуються на всю довжину, а в нафтових - від башмака колони до перерізу, розміщеного не менше, ніж на 100 м вище башмака попередньої обсадної колони.