Как бурят нефтяные скважины

Технология бурения нефтяных и газовых скважин

Добыча полезных ископаемых — это извлечение из недр земли природных ресурсов. Разработка твердых полезных ископаемых ведется карьерным или шахтным способом. Для добычи жидких и газообразных природных ресурсов бурят скважины. Современные технологии бурения скважин позволяют вести разработку месторождений нефти и газа на глубине свыше 12.000 метров.

Важность добычи углеводородов в современном мире сложно переоценить. Из нефти делают топливо (см. Топливо из воздуха) и масла, синтезируют каучуки. Нефтехимическая промышленность выпускает бытовой пластик, красители и моющие средства. Для стран нефтегазовых экспортеров сборы с продажи углеводородов за рубеж является весомым,а зачастую основным методом пополнением бюджета.

Разведка месторождений, монтаж буровых установок

В предполагаемом месте залежи полезных ископаемых проводят геологическое изыскание и определяют место для исследовательской скважины. В радиусе 50 метров от разведывательной скважины, выравнивается площадка и монтируется буровая вышка. Диаметр исследовательской скважины 70-150 мм.

В процессе бурения отбираются образцы бурового шлама с разных глубин для последующего геологического изыскания. Современные комплексы для геологического исследования позволяют точно ответить на вопрос — стоит ли начинать добычу энергоресурсов через эту скважину в промышленных масштабах.

Когда геологическое исследование бурового шлама показала перспективность промышленной разработки – начинают строительство буровой площадки. Ранее расчищенную площадку бетонируют и ограждают, прокладывают грейдерную дорогу (дорога без твердого покрытия). На созданной буровой платформе строят вышку, монтируют лебедку, буровые насосы, устанавливают генератор и все необходимое. Собранное оборудование тестируют, постепенно выводя на плановую мощность, и сдают в эксплуатацию.

Процесс бурения нефтегазовых скважин

Чаще всего применяют технологию механического бурения скважин, которое осуществляется вращательным, ударным или комбинированным способом. Бур присоединяется к бурильной колонне квадратного сечения и с помощью талевой системы опускается в скважину. Ротор, расположенный над устьем скважины, передает буру вращательное движение.

По мере проходки скважины бурильная колонна наращивается. Одновременно с процессом бурения добывающей скважины с помощью специальных насосов выполняются работы по промывке скважины.

Для промывки скважины от частиц разрушенной породы применяют промывочную жидкость, в качестве которой могут использовать техническую воду, водную суспензию, глинистые растворы или растворы на углеводородной основе. После откачки бурового раствора в специальные емкости его очищают и используют снова.

Кроме очистки забоя от выбуренной породы промывочные жидкости обеспечивают охлаждение бура, уменьшают трение буровой колонны о стенки скважины и предотвращают обвал.

На завершающем этапе бурения добывающую скважину цементируют.

Существует два метода цементирования:

• Прямой метод – раствор закачивают в буровую колонну и продавливают в затрубное пространство.
• Обратный метод – раствор закачивают в затрубное пространство с поверхности.

Технология бурения скважин применяется человеком уже более 150 лет и является единственным на сегодня доступным методом извлечения нефти и газа из недр земли. Простота используемой технологии позволила производителям добывающего оборудования создать надежные механизмы для добычи углеводородов.

Буровое оборудование

Для бурения скважин применяется ряд специализированных машин и механизмов. На пути к проектной глубине нередко попадаются участки породы с повышенной твердостью. Для их прохождения приходится давать на буровую колону дополнительную нагрузку, поэтому к добывающему оборудованию предъявляются достаточно серьезные требования.

Оборудование буровой установки стоит недешево и рассчитано на долгосрочное использование. В случае остановки добычи из-за поломки какого-либо механизма придется ждать замены, что серьезно снизит рентабельность предприятия. Оборудование и механизмы для добычи углеводородов должны быть изготовлены из высококачественных и износостойких материалов.

Оборудование буровой платформы можно разделить на три части:

• Буровая часть – бур и бурильная колонна.
• Силовая часть – ротор и талевая система, обеспечивающие вращения буровой колонны и спускоподъемные манипуляции.
• Вспомогательная часть – генераторы, насосы, емкости.

Бесперебойная работа буровой установки зависит от правильной эксплуатации оборудования и технического обслуживания механизмов, в сроки предписываемые производителем. Не менее важно своевременно менять расходные части, даже если по внешнему виду с ними все нормально. Без соблюдения правил эксплуатации невозможно гарантировать безопасность персонала буровой платформы, недопущение загрязнения окружающей среды и бесперебойную добычу нефти или газа.

Способы бурения добывающих скважин

Способы бурения скважин делят в зависимости от метода воздействия на породу.

Механические:

• Ударный.
• Вращательный.
• Комбинированный.

Немеханические:

• Гидравлический разрыв пласта.
• Высокотемпературное воздействие.
• Подрыв.

Стоит отметить, что основной способ бурения вращательный и вращательно-ударный, остальные способы на практике применяются редко.

Источник: https://promdevelop.ru/tehnologiya-bureniya-neftyanyh-i-gazovyh-skvazhin/

Бурение нефтяных и газовых скважин – специфика геологоразведки и технология проведения работ

Несмотря на развитие альтернативных источников энергии человечество пока не в состоянии обеспечить себя на все 100% «чистой энергией», по-прежнему доля нефти и газа занимает ведущее место в объеме самых востребованных энергоносителей. Именно поэтому сегодня бурение нефтяных и газовых скважин остается одной из самых важных задач обеспечения энергетической безопасности многих стран.

Определение и назначение скважин

Добыча газа и нефти, как и ранее осуществляется путем разведки, строительства и введения в эксплуатацию нефте- газоносных месторождений. Основным объектом в добыче этих полезных ископаемых остаются скважины – искусственные сооружения, пробуренные с поверхности или шахтного забоя дающие доступ к внутренним слоям земли. Бурение нефтяных и газовых скважин осуществляется на разных геологических участках и на различную глубину. По глубине различают:

• Скважины малой глубины – до 1,5 км;
• Средней глубины – до 4,5 км;
• Углубленные – до 6,0 км;
• Сверхглубокие – свыше 6,0 км

Справка: самой глубокой скважиной на Земле считается научно-исследовательская скважина Кольская сверхглубокая глубиной 12 226 метров расположенная на Кольском полуострове.

Технология бурения нефтяных и газовых скважин предусматривает несколько этапов бурения, различающиеся по назначению, используемой технологии и способу постройки.

По целевому назначению скважины бывают:

• Разведывательные – их бурят самое большое количество, обычно они достигают глубины 1,0-2,0 км. Цель бурения – проведение разведки горных пластов, определение границ месторождений.
• Промысловые – самые большие по размаху и объему вложений сооружения. Их задача осуществление добычи нефти и газа с земных недр;
• Вспомогательные – технологически необходимые объекты, которые участвуют в добыче в качестве обязательных элементов, через которые закачиваются в пласты земли вода для вытеснения полезных ископаемых;
• Научно-исследовательские скважины участвуют в изучении недр, с помощью них учеными делаются прогнозы состояния недр, продуктивности месторождений и отрабатываются новые способы бурения нефтяных и газовых скважин.

Различаются скважины и по месту расположения – наземные, подземные, скважины на морском шельфе. И по наклону относительно земной поверхности – вертикальные, наклонные, горизонтальные и скважины сложной траектории.

Геологические исследования и монтаж буровых установок

Основой для определения границ месторождений нефти и газа, выступают геологические исследования. На основании полевых геологических работ определяются районы наиболее вероятного залегания месторождений полезных ископаемых. Для точного определения всех параметров необходимых для промышленной разработки осуществляется пробное геологическое бурение.

Для размещения оборудования буровой вышки расчищается площадка, прокладывается временная дорога для подвоза оборудования. В случае если это отдаленный участок расчищается площадка для посадки вертолетов и разведываются пути подхода к рекам, по которым есть возможность осуществить подвоз оборудования.

На участке работ после подвоза всего оборудования определяются места размещения основных компонентов буровой и место установки самой скважины.

Устанавливается платформа вышки, монтируется буровой стол и возводится сама буровая вышка. На площадке размещаются системы жизнеобеспечения вышки – компрессорные, насосные и фильтровальные станции. Устанавливаются цистерны для технической воды, горючего, буровой смеси, емкости для отстоя и фильтрации воды, поднятой с дна забоя.

Размещаются жилые и административные помещения, площадки для автомобилей и складов.

После того как будет развернуто все оборудование происходит проверка и получение прав на проведение разведывательного бурения.

Процесс бурения разведывательной скважины ничем не отличается от процесса работ на промысловой, за исключением того, что обсадка шахты делается не железобетонными или металлическими трубами, а металлической трубой малого диаметра. Второй особенность. Выступает то, что исследователи анализируют буквально каждый метр горных пород, что значительно осложняет процесс бурения и увеличивает его сроки.

Общие принципы процесса бурения

Процесс бурения скважин для добычи нефти или газа осуществляется специальным оборудованием. С поверхности земли – с бурового стола вышки в грунт заглубляется рабочий орган – долото. Долото насаживается на буровую штангу. Чтобы долото опускалось на нужную глубину штангу делают разборной – из нескольких секций.

До определенной глубины вращательное движение долота обеспечивается вращением всей конструкции – при помощи электродвигателя приводится в движение буровые штанги и сам рабочий орган.

После того как будет достигнута максимально возможная глубина вращение рабочего органа будет осуществлять двигатель, опускаемый непосредственно в скважину на штанге.

Для того чтобы шахта не обрушилась в перерывах между бурением проводят работы по укреплению стенок – опускают обсадные трубы или делают цементирование цементным раствором.

Процесс бурения нефтяной скважины

Для облегчения процесса бурения в полость скважины под давлением закачивают воду, при этом обратно выкачивают ее с измельченными горными породами. При проведении разведывательных работ используют специальный бур, который аккуратно вырезает цилиндрической формы колонну из горных пород. После прохождения 5-10 метров разведывательной скважины штангу с долотом поднимают, а содержимое укладывают в специальные контейнеры для дальнейшего исследования.

Работы осуществляются несколькими типами рабочих органов, есть долота с твердосплавными головками, есть с подвижными, а есть с алмазными, что дают возможность проходить пласты самых твердых пород.

При работах на промышленных скважинах проводится постоянный мониторинг состояния горных пород в них оценивается наличие содержания нефти и газа.  После того как будет достигнута проектная глубина осуществляется подготовка скважины к введению в эксплуатацию – делается обустройство оголовка, проводятся работы по укреплению забойной части скважины.

Нюансы бурения горизонтальных скважин

Техника бурения нефтяных и газовых скважин предусматривает бурение не только вертикальных, но и горизонтальных скважин. Особенность технологии заключается в использовании специальных видов буров и штанг, оснащённые шарнирными устройствами.

Применение метода горизонтального бурения совсем не означает, что скважина будет буриться под углом 90 градусов с конкретной точки. Просто такой технологии еще не существует, а вот постепенный поворот на заданный угол сегодня применяется часто.

Принципиально эта схема выглядит так:

• С определенной точки делается уход долота в сторону;
• после этого делается наращивание угла отклонения до 5-7 градусов;
• следующим этапом идет стабилизация направления;
• далее опять изменение направления на 5-7 градусов.
• Изменение направления осуществляется до тех пор, пока не будет достигнута необходимая точка.

Бурение горизонтальных скважин

При таких работах оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин дополняется еще и специальными датчиками. Они следят за пространственным положением бура и передают данные для управления долотом.

Таким методом обычно обходят сверхтрудные участки горных пород и участки перспективных скважин, на которых из-за обрушения стенок возникли проблемы с проходкой. Сама технология дает возможность с одной площадки получить в распоряжение целый район разведанного или промышленного месторождения.

Особенности бурения скважин в море

Развитие газо- и нефтедобычи на суше очень часто становиться нерентабельным из-за высокой стоимости строительства объектов инфраструктуры. Газопроводы, дороги, доставка грузов и транспортировка оборудования делают нерентабельными вложения в разведку и освоение. Другое дело технология бурения и добычи на морском шельфе. Конечно, как показывает практика стоимость оборудования здесь выше, но освоение морского дна более выгодное за счет снижения дополнительных расходов.

Для добычи на морском шельфе устанавливается сначала плавучая буровая вышка, а после того как будет введена в эксплуатацию устанавливается стационарная платформа, которая и обеспечивает добычу нефти и газа.

Сам процесс бурения не отличается от подобного процесса на суше, за исключением того, что доставка всего оборудования осуществляется морскими судами, а платформа представляет собой плавучий остров со всеми элементами, начиная от системы электрообеспечения и заканчивая жилыми модулями для персонала.

 Разведывательные платформы устанавливаются на дно при помощи ферм, а после оборудования оголовка и стен скважины заменяются на стационарные, которые служат одновременно резервуарами для добытой нефти. В оборудовании платформы входит сепараторы для того чтобы отделить газовый конденсат из нефтяного сырья.

Источник: https://pechiexpert.ru/burenie-neftyanyh-i-gazovyh-skvazhin-01/

Процесс бурения нефтяных и газовых скважин

Бурение – сооружение горной направленной выработки малого диаметра и большой глубины. На поверхности земли располагается устье скважины, на дне – забой. Сегодня широко распространено бурение нефтяных и газовых скважин для добычи соответствующих полезных ископаемых.

Задачи и цели бурения под нефть и газ

В нынешние дни нефть и газ добываются из скважин. Несмотря на большое количество различных способов сделать скважину, они по-прежнему развиваются, разрабатываются новые методы, направленные на ускорения работ и удешевление их стоимости.

Современный процесс бурения состоит из следующих этапов:

• Проходка ствола
• Разобщение пластов
• Освоение и эксплуатация скважины

Проходка скважин разделяется на два этапа, которые должны проходить параллельно друг другу: углубление забоя и его очистка от разрушаемых пород. Разобщение пород также проводится в два этапа: установка обсадных труб, их состыковка и герметизация между собой.

Несмотря на то, что в домашних условиях никто не будет бурить промышленную скважину на нефть и газ, интересно узнать сколько стоит нефтяная скважина и какие из методов получили наибольшее распространение.

Основные методы бурения

Сегодня практикуются различные способы бурения нефтяных скважин, но наибольшее распространение среди них получили:

Роторное бурение нефтяных скважин – один из популярных методов. Долото, проходящее в глубь пород почвы, вращается совместно с бурильными трубами. Крутящий момент подобной системы, в первую очередь, зависит от сопротивления пород, которые попадаются на пути.

Своей популярностью роторное бурение скважин обязано такими преимуществами, как возможность выдерживать большие перепады нагрузки на долото, независимость настроек от посторонних факторов, большой проход за один рейс.

Турбинное бурение скважин на нефть производится за счет установки, у которой долото взаимодействует с турбиной турбобура. Во вращение установка приводится потоком жидкости, которая циркулирует под высоким давлением через систему статоров и роторов. За счет этого в том числе выполняется подъем и откачка скважинной воды.

Крутящий момент не зависит от глубины скважины, свойств пород, частоты вращения и осевой нагрузки. При этом, коэффициент передачи при турбинном бурении на порядок выше, чем при роторном, но стоимость работ больше за счет потребности в большом количестве энергии, невозможно быстро перенастраивать параметры установки.

Винтовое бурение скважин нефти и газа заключается в том, что основной рабочий механизм состоит из большого числа винтовых механизмов, благодаря чему достигается оптимальная частота вращения долота. Несмотря на все перспективы, данный метод еще не получил должного распространения, но имеет огромный к этому потенциал.

Цена вопроса

Выяснив для себя как бурят нефтяные скважины, наверняка становится интересен вопрос о том, как много приходится затратить, чтобы пробурить очередной метр воронки.

Сегодня стоимость бурения нефтяной скважины весьма огромна и зависит от большого числа факторов:

• Глубина скважины
• Необходимость в приобретении обсадных пластиковых труб для скважин
• Окружающие условия
• Поставленные сроки

Если говорить о точных цифрах, то цена скважины глубиной 2000—3000 метров будет составлять от 30 до 60 млн рублей. Разведочное бурение будет стоить порядка 40-50% от стоимости бурения.

Источник: http://HomeBuild2.ru/burenie/neftyanyx-i-gazovyx-skvazhin.html

Горизонтальное бурение скважин на нефть

 Ведущие поставщики нефтепродуктов давно практикуют горизонтальное бурение скважин на нефть, поскольку такая технология обладает массой преимуществ и делает добычу полезных ископаемых более продуктивной.

Эти сооружения повышают дебит нефти и газа, способствуя высокому коэффициенту отдачи пласта.

Направленное бурение производится с применением специализированного оборудования, которое основано на цифровых системах управления, а также применяются установки ННВ и мультифункциональные установки.

Бурение горизонтальных скважин для добычи нефти преимущества и особенности

Поскольку запасы нефти по всему миру стремительно сокращаются, а традиционные способы их добычи теряют свою эффективность, добывающие компании прибегают к инновационным решениям по обустройству нефтяных скважин. С их помощью удается изъять из недр земли ценные баррели «черного золота» и повысить прибыль производства.

Особой популярностью пользуется проделывание горизонтальных стволов в потенциальных местах. Наклонно-направленная методика поменяла способы ориентирования буровых установок в скважине. Поэтому вместо классических кабелей для телеметрического анализа сегодня используют компьютерные технологии, которые автоматически отслеживают и меняют азимут и зенитный угол сооружения.

Это позволило проделывать горизонтальные скважины и экономить в 2 раза больше денежных средств и времени, чем при обустройстве вертикальных отверстий в пласте. При этом их КПД в 3 раза превышает показатели вертикальной конструкции, поэтому все расходы окупаются через пару лет с момента запуска нефтедобывающей промышленности.

Сферы применения этой технологии достаточно обширны. Ее задействуют при:

• Вскрытии пластов, содержащих залежи нефти и газа, которые находятся под пологим сбросом или несколькими сбросами, размещенными параллельно друг к другу.
• Проделывании скважин в местах с катастрофическим поглощением промывочной жидкости.
• Прокладке нескольких конструкций на продуктивных пластах с внешних оснований и эстакад, которые размещаются в водоеме.
• Бурении стволов во время тушения горящих фонтанов и выбросов.
• Обустройстве прокола под дорогой для прокладывания трубопровода.

Кроме того, горизонтальная методика пользуется большим спросом при вскрытии залежей под океанским, морским или речным дном, в болотах, под многоэтажными домами или другими застройками, которые расположены в жилой зоне.

Среди других преимуществ технологии выделяют:

• Возможность ведения работ возле линии электропередач или дорожных развилок, поскольку бурение выполняется без предварительного проделывания траншей.
• Применение комплексного оборудования, которое сокращает затраты времени и сил.
• Минимизация финансовых вложений за счет использования автоматизированного оборудования.
• Соответствие экологическим стандартам и отсутствие негативного воздействия на окружающую среду и проживающих поблизости людей.
• Нередко стандартную технологию заменяют горизонтальной прокладкой из-за высокого уровня грунтовых вод или близкого размещения водоема. Если запасы нефти находятся на океане или морском дне, метод сократит финансовые затраты, поскольку он выполняется без обустройства морской платформы.

Горизонтальные нефтяные скважины способы их бурения

Бурение горизонтальных скважин для добычи нефти осуществляется разными способами. Среди наиболее популярных выделяют:

• Направленный.
• Инсталляционно-сервисный.
• Направленный внутриразломный.

Вторая технология предлагает проделывание коммуникационных объектов под землей, а третья подходит для обследования угольных пластов. В большинстве случаев она требует обустройства системы газоотвода.

Способ горизонтального бурения заключается в расширении рабочей площади, через которую будут добываться полезные ископаемые. Способ предусматривает организацию скважин с горизонтальными отрезками, куда можно устанавливать другие добывающие установки для наклонно-направленного бурения.

Существующие методы отличаются уравновешенным воздействием на природу, из-за чего они высоко ценятся во всем мире.

Наибольшим спросом пользуется бестраншейное строительство методом прокола. Оно востребовано при ведении бурения в местах размещения столбов электропередач или жилых домов и дорог.

Технология горизонтального нефтяного бурения

Горизонтальная технология бурения нефтяных скважин применяется в разных странах мира. Перед обустройством нефтедобывающего сооружения составляется подробный план действий, подготавливается вся нужная документация. Она включает в себя сбор данных с геологической, экономической и технической части проекта. Ключевым документом, разрешающим начало работ, является геолого-технический наряд ГТН.

Процесс бурения состоит из следующих этапов:

• Проделывание вертикального отверстия с последующей фиксацией кондуктора — специальной обсадной колонны.
• Проделывание ствола с соблюдением зенитного угла (кривизны) и направления (азимута).
• Бурение с соблюдением кривизны, выбор оптимального угла и вход в пласт с полезными ископаемыми под небольшим углом. Обследование участка горизонтальным методом, опускание колоны или хвостовика.

Наиболее проблематичным и сложным мероприятием считается бурение с кривизной, поскольку оно требует вмешательства телеметрических приборов и систем выравнивания бурильного оборудования.

Все сведения о размещении колоны отображаются на дисплее в операторской кабинке. Специалист может отслеживать текущее положение конструкции, сравнивать его с указанным в проектной документации, передавать руководству и вносить корректировки в процесс.

Выполняя бурение технической колоны, необходимо достичь оптимальной кривизны и направления. Когда фиксация технической обсадной колоны завершена, сотрудники добывающей компании переходят к следующему этапу, продолжая набор кривизны, выравнивая угол. Это необходимо для того, чтобы перед погружением в пласт угол соответствовал 80°. При этом в пласте оборудование должно перемещаться горизонтальным методом.

Передовые технологии предусматривают использование забойных двигателей и долот, которые упрощают процесс корректировки направления с помощью промывочной жидкости. Это позволяет инженеру менять положение долота на компьютере, руководствуясь сигналами системы позиционирования.

Горизонтальные участки постоянно увеличиваются в длину, поэтому рекордное отклонение от вертикали достигает 11 км.

Достоинства методики заключаются в более продуктивной нефтедобыче из пласта. Причем ее используют даже на заброшенных площадках, где раньше проводилось бурение вертикальным путем.

Еще технология востребована в следующих случаях:

• Поломки буровых установок.
• Труднодоступность месторождений.
• Проведение работ по добыче на дне океана или крупного водоема с большой глубиной.
• Повреждения бурильного оборудования возможны при обследовании особо твердой породы на пути к месторождению. Еще бур часто заклинивает на месте разработки, а достать его на поверхность и отремонтировать для дальнейшей эксплуатации нельзя. Для продолжения работ, придется выполнить угловое или параллельное бурение.

Горизонтальный проход выполняется в заранее выбранном месте с применением подходящих режимов. Для эффективного разрушения породы важно придерживаться проектного плана и правил эксплуатации оборудования. КПД работ определяется следующими факторами:

• Интенсивность воздействия на долото, которое обладает прямой связью с давлением по оси.
• Число оборотов во время работы бурильного оборудования.
• Качественные показатели глины в каждом слое и ее соотношения.
• Способ эксплуатации устройства.

Учитывая все особенности, от которых зависит правильность горизонтального бурения, можно быстро выбрать оптимальный метод. Условия работы сопоставляют с используемой технологией. И если не допускать отклонений от проекта, можно получить максимальный процент продуктивности прохода.

Нередко месторождение нефти находится на удалении от места бурения, при этом горизонтальная технология позволяет добраться до него без больших затрат времени и средств. Стандартный способ наносит большой ущерб окружающей среде и обладает меньшей продуктивностью.

Ключевым аспектом в проведении работ является дистанционное управление установками во время бурения, поскольку оборудование расположено на большом расстоянии от оператора.

Для исключения плачевных последствий необходимо придерживаться проекта и следить за показаниями локационных систем. Устройство выполнено в виде специального зонда, который закрепляется в головке бурового инструмента.

Все действия синхронизируются с помощью специальной техники и регулируются инженером из операторской будки.

Среди других действий зонд будет отслеживать угол бурения и моментально передавать информацию на экран компьютера.

Мировой опыт в бурении горизонтальных скважин для добычи нефти

Ведущие нефтедобывающие предприятия задействуют передовые системы для добычи полезных ископаемых и придерживаются высокой технологической дисциплины и мастерства. Обучение навыкам по управлению этими системами производится в специальных образовательных центрах. Работа выполняется квалифицированными специалистами под строгим руководством экологических служб.

Мировая практика показывает, что бурение нефтяных скважин горизонтальным методом — наиболее безопасная для окружающей среды технология. Поэтому ее популярность остается достаточно высокой.

Важным достоинством направленного бурения является защита баланса экосистемы от разрушения и минимальный вред ландшафтам. Негативное воздействие на людей, которые проживают в зоне ведения работ, сокращается до минимума. Это разрешает вести добычу нефти в условиях населенных пунктов и городов с большим населением

Описание объекта:

• Расположение: Стамбул, Турция
• Труба: (ПЭ) труба
• Глубина: 6 метров
• Почва: Каменистый грунт
• Диаметр: 630 мм
• Длина: 225метров
• Оборудование: Установка ГНБ RX40×160

Описание объекта:

• Расположение: Стамбул, Турция
• Труба: 3×110 (ПЭ) трубы
• Глубина: 8-9 метров
• Почва: Каменистый грунт
• Вид работ: переход под автодорогой
• Диаметр: 110 мм
• Длина: 200 метров
• Оборудование: Установка ГНБ RX40×160

Описание объекта:

• Расположение: Джакарта, Индонезия
• Труба: 3×200мм
• Вид работ: прокладкой электрических кабелей HDPE x3 8″ 150 KVA
• Диаметр: 600 мм
• Длина: 250метров
• Оборудование: Установка ГНБ RX33×120 Plus

Источник: https://forward-gnb.ru/blog-gnb/292-gorizontalnoe-burenie-skvazhin-na-neft.html

Добыча нефти и газа

На сегодняшний день это главные природные ресурсы, которые нужны для полноценной жизни человечества. Нефть играет особую роль в топливно-энергетическом балансе, из нее изготавливают моторные топлива, растворители, пластмассу, моющие средства и многое другое.

Газ в основном служит источником отопления, горючего для приготовления пищи, топливом для машин и сырьем для изготовления различных органических веществ. Именно поэтому их добыча стала главной отраслью в мире.

Для того чтобы добыть эти ископаемые, располагающихся глубоко под землей, нужна нефтяная газовая скважина.

1 — обсадные трубы;

2 — цементный камень;

3 — пласт;

4 — перфорация в обсадной трубе ицементном камне;

I — направление;

II — кондуктор;

III — промежуточная колонна;

IV — эксплуатационная колонна.

Что это такое?

Скважиной называют цилиндрическое отверстие в земле с укрепленными стенками почвы специальным раствором, куда человек не имеет доступа. Длина колеблется от нескольких метров, до нескольких километров, в зависимости от глубины залежей полезных ископаемых.

Строительство газовой скважины – это процесс создания горной выработки в земле. Для качественного процесса необходимы мощные буровые установки. Сегодня половина буровых установок работает на дизельном приводе. Они очень удобны в применении при отсутствии электроэнергии. Мощность их постоянно совершенствуется производителями. Надо помнить, что процесс разрушения горных пород высокотехнологичен, который требует высококачественного оборудования и квалифицированных специалистов.

Скважина и ее составляющие

Что такое и чем отличается от шахт и колодцев? В шахты или колодцы люди при необходимости могут спускаться, а вот в скважину они доступа иметь не будут. Помимо этого, длина имеет больший размер чем диаметр. Из вышеперечисленного можно сделать вывод, что скважина – это горная выработка цилиндрической формы без доступа в нее людей.

Нефтяная газовая скважина состоит из устья – это верхняя часть ее, ствол – это стенки и нижней частью является забой. Сама конструкция состоит из нескольких частей. Этими частями являются направляющие, кондуктора и эксплуатационные колонны. Бурение нефтегазовой скважины должно выполняться качественно, чтобы слои почвы не размывались при дальнейшей эксплуатации.

Поэтому после устройства направляющей колонны, пространство между почвой и стенкой трубы тщательно цементируют. Это особенно важно, ведь через верхние слои почвы проходят активные, пресные воды. Следующий процесс заключается в устройстве кондуктора. Это спуск колонн до еще большей глубины и опять же цементирование пространства между ними и почвой.

Затем все эти операции заканчивают спуском эксплуатационной колонны до самого забоя и вновь все пространство от низа до устья цементируется. Это обеспечит хорошую защиту от расслаивания слоев почвы и грунтовых вод.

Типы горных выработок

Строительство нефтегазовых скважин подразделяется на:

• Горизонтальную
• Вертикальную
• Наклонную
• Многоствольную
• Многозабойную

Классификация по назначению

У каждой есть свое назначение, ниже рассмотрим на какие категории они делятся:

• поисковые
• разведочные
• эксплуатационные

Самые распространенные – вертикальные. При их устройстве угол наклона от вертикали не превышает 5 градусов. В случае если превышает — то называется уже наклонной.

Горизонтальная имеет угол уклона от 80 до 90 градусов от вертикали, но так, как бурить под таким наклоном нет смысла, пробивают обычную скважину или наклонную, а затем уже по необходимой траектории пускают сам ствол. Проектирование подразумевает использование многоствольных и многозабойных конструкций.

Разница их состоит в том, что многоствольная имеет несколько стволов, которые разветвляются из точки выше продуктивного слоя почвы. А многозабойная имеет несколько забоев, при этом точка разветвления ниже.

Бурение газовой скважины

Не обойдется без разведочной, ведь она позволяет уточнить запасы полезных ископаемых и собрать данные для составления проекта по разработке месторождения.

Самой важной частью газодобывающих работ является именно эксплуатационная «яма», ведь именно с помощью нее и происходит этот магический процесс добычи нефти и газа. Эксплуатационную, в свою очередь, можно разделить на несколько подтипов, таких как:

• Добывающие основные
• Нагнетательные
• Резервные
• Оценочные
• Контрольные
• Специального назначения
• Дублеры

Все они играют огромную роль в этом комплексе работ по добыче газа. Первые предназначены непосредственно для добычи газа. Нагнетательные – для поддержания необходимого давления в продуктивных пластах. Резервные — используются для поддержки основного фонда, когда пласт неоднороден.

Оценочные и контрольные служат для наблюдения за изменениями давления в пластах, его насыщенности и уточнения его границ. Специального назначения необходимы для сбора технической воды и устранения промысловых вод.

А дублеры необходимы на случай износа основных добывающих и нагнетательных.

Способы бурения

Специалисты выделяют несколько методов, с помощью которых проводится бурение на нефть.

• роторное – является одним из наиболее часто используемых методов бурения. Вглубь породы проходит долото, которое вращается одновременно с буровыми трубами. Скорость роторного бурения непосредственно зависит от прочности пород и показателя их сопротивляемости. Популярность данного метода обусловлена, тем, что есть возможность настраивать величину курящего момента в зависимости от прочности и плотности пород и почв. Кроме этого роторное бурение способно выдерживать довольно большие нагрузки при длительном выполнении рабочего процесса;
• турбинное – основное отличие данного метода от роторного заключается в использовании долота, которое работает в паре с турбиной турбинного бура. Процесс вращения долота и бура обеспечивается за счет давления силы воды, которая двигается в определенном направлении между статором и ротором;
• винтовое – рабочий агрегат, с помощью которого осуществляется винтовое бурение на нефть, состоит из множества механических винтов, которые приводят в движение буровое долото. На данный момент винтовой метод используется редко.

Его этапы

Современная промышленность использует несколько видов бурения, но все они состоят из таких основных этапов:

• Проходка бурового ствола. Подразделяется на процесс углубления скважины и очистка от отработанных пород.

Эти операции проходят параллельно друг другу и тесно связаны между собой.

• Разделение пластов
• Освоение буровой скважины
• Ее дальнейшая эксплуатация

________________________________

Возможно, Вам также будет интересно

БУРЕНИЕ СКВАЖИН

ИНЖЕНЕРНОЕ СОПРОВОЖДЕНИЕ СКВАЖИН

ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА БУРЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СКВАЖИН

ОСОБЕННОСТИ РАЗРАБОТКИ ЗАЛЕЖЕЙ ГАЗА

ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ НЕОБХОДИМОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ НА СТРОИТЕЛЬСТВО СКВАЖИН

ОСОБЕННОСТИ КОНСЕРВАЦИИ И РАСКОНСЕРВАЦИИ СКВАЖИН

ОСОБЕННОСТЬ ГАЗОГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

ОСОБЕННОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ АНАЛИЗА ПРОБ ГАЗОВ

ЧТО ПРЕДСТАВЛЯЕТ СОБОЙ СУПЕРВАЙЗИНГ В БУРЕНИИ СКВАЖИН?

ОСОБЕННОСТЬ И ПРЕИМУЩЕСТВА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ГАЗОКОНДЕНСАТНОГО ТИПА

ОСОБЕННОСТИ ИНЖЕНЕРНО – ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОЦЕССА ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРИТОКА НЕФТИ В СКВАЖИНАХ

ОСОБЕННОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ АНАЛИЗА ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ЗАПАСОВ

ИНТЕРПРЕТАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

КАК ПРОИЗВОДИТСЯ ОТБОР ПРОБ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ

Источник: http://ingeos.ru/press-czentr/stati/analitika/dobyicha-nefti-i-gaza

Бурение и нефть: как бурят скважины, методы

Скважина представляет собой вертикальную или наклонную горную выработку круглого сечения, сооружение которой происходит  без доступа внутрь выработки  человека. Длина такой выработки в разы больше её диаметра.

[adsp-pro-12] [adsp-pro-7]

Как бурят нефтяные скважины

Основными элементами любой скважины являются:

• устье (самая верхняя часть);
• ствол (промежуточная часть);
• забой (самая нижняя часть, находящаяся в продуктивном пласте).

Расстояние между устьем и забоем по оси ствола выработки называется  длиной скважины, а это же расстояние, но взятое по вертикальной проекции оси называется её глубиной.

Иными словами, длина и глубина вертикальной скважины совпадают, а наклонной – нет.

Бурение нефтяных и газовых скважин, как правило. происходит с постепенным уменьшением диаметра ствола после того, как пробурили определенный участок. Начальный диаметр такой выработки, как правило, не более 900 миллиметров, а диаметр в области забоя – от 75 миллиметров и более.

Процесс углубления такой горной выработки представляет собой  разрушение пород либо по всей  площади забоя (так называемое сплошное бурение), либо по его периферии (колонковое). Во втором случае в  стволе выработки остается кусочек породы цилиндрической формы, называемый  керном. Керны периодически извлекают из скважины для изучения состава пройденных породы. Специальность человека, который занимается бурением, называется бурильщик.

[adsp-pro-19]

Методы проведения буровых работ

Многих из вас интересует вопрос:  «Как бурят скважины?»

Способы углубления горных выработок  по критерию характера воздействия на проходимые  породы делятся на:

• механические;
• термические;
• физико-химические;
• электрические и так далее.

[adsp-pro-8]

При промышленном освоении месторождений применяются только механические способы. Все прочие перечисленные методики находятся на стадии экспериментальной проверки эффективности.

Механические методы бывают вращательными и ударными.

Ударный способ  подразумевает механическое разрушение  породы с помощью подвешенного на канате специального инструмента, который называется долото. Помимо этого, в состав такого бурильного устройства входят  канатный замок и ударная штанга. Устройство подвешивают на перекинутом через блок, который ставится на мачте,   канате, а возвратно-поступательное движение этому инструменту  придает специальный  буровой станок.

Читать также: Методы эксплуатации нефтяных скважин

По мере увеличения глубины ствола канат постепенно удлиняют. Цилиндрическая форма ствола формируется путем  поворота долота в процессе работы.

Чтобы очищать забой от пробуренной породы, инструмент необходимо периодически поднимать на поверхность. Вместо него опускается специальное приспособление, называемое  желонкой. Она похожа на длинное ведро, на дне оборудованное  клапаном.

Желонка погружается в жидкость (либо пластовую, либо подаваемую с поверхности) и клапан открывается. В «ведро» поступает смесь жидкости и кусочков разрушенной породы, после чего все это удаляется на поверхность  (стоит желонку приподнять, как клапан тут же закрывается). После окончания очистки забоя в ствол снова опускают буровой инструмент, и процесс повторяется снова и снова.

Чтобы стенки выработки не обвалились, в нее опускают специальную трубу, называемую обсадной. Из таких труб по мере углубления горной выработки формируют целую трубную колонну.

Долото для бурение скважин

В России на сегодняшний момент  ударный способ на практике не используется.

Вращательный метод   подразумевает углубление инструмента  в толщу пород за счет одновременного воздействия на долото крутящего момента и вертикальной нагрузки. Вертикальная нагрузка погружает долото в разбуриваемую породу,  а  крутящий момент позволяет инструменту  скалывать, истирать и дробить горную породу.

В зависимости от того, где расположен двигатель установки,  вращательное бурение делится на роторное (двигатель находится на поверхности и вращает долото посредством трубной колонны, составляемой из специальных  бурильных труб) и забойное (двигатель располагается в забое и ставится непосредственно над долотом).

При роторном способе  двигатель вращает ротор, который, в свою очередь, вращает бурильную колонну, на конце которой крепится  долото. При забойном способе двигатель  вращает само долото, а колонна бурильных труб и корпус самого двигателя остаются неподвижными.

Читать также: Как происходит обслуживание нефтяных скважин?

Для вращательного метода бурения характерной особенностью является использование постоянной  промывки ствола либо водой, либо  специально приготовленными буровыми растворами жидкостью.

С этой целью применяются специальные буровые насосы, работу которых обеспечивают двигатели разного типа. Именно эти насосные установки  нагнетают промывочный жидкости через трубопровод стояк,  который монтируется, как правило,   в правом углу буровой вышки.

Далее, посредством  гибкого  бурового шланга и  вертлюга жидкость подается непосредственно в саму  бурильную колонну.

Доходя до уровня долота, эта промывочная жидкость через отверстия, которые есть в этом инструменте, попадает в породу, а затем по кольцевому свободному пространству, которое остается между стенкой ствола скважины и колонной бурильных труб.

поднимается наверх, вымывая куски разбуренной породы. Далее при помощи системы желобов и специальных очистительных устройств эта жидкость очищается от  выбуренной породы, после чего попадает в ёмкость, расположенную на буровом насосе.

После этого её можно использовать повторно.

[adsp-pro-11]анимация процесса добычи нефти

Источник: https://neftok.ru/dobycha-razvedka/burenie-neftyanyh-i-gazovyh-skvazhin.html

О бурение нефтяных скважин — асгард-сервис

Бурение – воздействие спецтехники на слои почвы.

В результате бурения в земле образуется скважина, через которую будет осуществляться добыча ресурсов. Бурение осуществляется по разным направлениям — в зависимости от расположения горного или почвенного пласта: наклонным, вертикальным или горизонтальным. Образуется скважина, ее диаметр может быть различным, но всегда меньше параметра длины.

Начало скважины располагается на поверхности почвы, стены называются стволом, дно скважины – забоем.

Этапы бурения

Для бурения нефтяных скважин используется исключительно тяжелая техника, сам процесс осуществляется с помощью специального оборудования.

Основные этапы бурения – подвоз техники к месту работ и непосредственно бурение шахты.

Процесс бурения шахты включает в себя ряд работ – углубление ствола при помощи промывания и разрушения горной породы. Ствол скважины укрепляют, чтобы он не разрушился и не засорился – для этого прокладывается специальная колонна из соединенных между собой труб, место между трубой и породой закрепляется цементным раствором. Такой вид работ называется тампонирование.

Освоение – финальные работы. При освоении вскрывается последний пласт породы,  формируется призабойная зона, проводится перфорация шахты и отток жидкости.

Подготовительный этап

Для организации процесса бурения скважины необходим подготовительный этап.

При проведении разработки в лесном массиве необходимо получить согласие на проведение работ в лесном хозяйстве.

Подготовка участка

• Вырубка деревьев;
• Разделение зоны на отдельные участки земли;
• Создание поселения для размещения сотрудников;
• Подготовка основания для буровой станции;
• Разметка на месте проведения работ;
• Возведение фундаментов для установки цистерн с горючими материалами;
• Обустройство складов;
• Завоз и наладка оборудования для бурения нефтяных скважин;

Подготовка оборудования

• Установка и проверка техники;
• Проводка линий для энергоснабжения;
• Монтаж оснований и вспомогательных элементов для вышки;
• Установка вышки, подъем на нужную высоту;
• Отладка оборудования.

При полной готовности  оборудования к бурению нефтяных скважин необходимо получить заключение специальной комиссии о том, что техника исправна и готова к работе, сотрудники обладают достаточными знаниями о технике безопасности на производстве данного типа.

При проверке следует уточнить правильность конструкции освещения (взрывоустойчивый кожух), по глубине шахты должно быть установлено освещение с напряжением 12В.

Перед началом работ устанавливается шурф, завозятся трубы для укрепления ствола шахты, малая спецтехника для вспомогательных работ, приборы для измерений в ходе бурения, также решаются вопросы с водоснабжением и т. д.

На буровой площадке также содержатся следующие объекты – лаборатория для анализа проб, склад для инвентаря, средства медпомощи, средства безопасности, технические помещения и помещения для проживания сотрудников.

Особенности бурения нефтяной скважины

После установки техники начинается этап переоснащения талевой системы – монтируется оборудование, апробируются механические средства.

Установка мачты открывает процесс забуривания в почву — направление не должно разойтись с осевым центром вышки.

После завершения центровки создается скважина под направление — устанавливается труба для усиления ствола и заливка начальной части цементом. Как только направление установлено — между вышкой и роторными осями повторно регулируется центровка.

В центре ствола осуществляется бурение под шурф, в процессе делается обсадка при помощи труб. При бурении шурфа используется турбобур. Турбобур удерживается посредством зафиксированного на вышке каната для регулировки скорости вращения. За двое суток до запуска буровой собирается конференция с участием администрации – технологов, инженеров, бурильщиков, геологов.

На конференции обсуждаются следующие вопросы:

• Схема залегания пластов на месторождении (слой глины, песчаника, нефтяных залежей;
• Конструктивные особенности;
• Состав горной породы в точке разработки и исследования;
• Основные факторы и трудности, которые могут возникнуть при бурении и осложнить работу;
• Анализ карты нормативов;
• Вопросы, связанные с безаварийной проводкой.

Бурение нефтяной скважины может начаться после оформления ряда документов:

• Решение о начале эксплуатации буровой площадки;
• Карта нормативов;
• Журнал по обеспечению охраны труда в работе;
• Учет функционирования дизелей;
• Вахтовый журнал.

Виды механического оборудования и расходные материалы, используемые в процессе бурения скважины:

• Цементный раствор и оборудование для цементирования;
• Каротажные системы;
• Оборудование для обеспечения безопасности;
• Техническая вода;
• Реагенты;
• Питьевая вода;
• Трубы для обсадки и бурения;
• Вертолетная площадка.

Этапы строительства скважины

В ходе работы строительство скважины делится на несколько этапов:

• Углубление скважины путем размельчения горной породы с помощью бурового оборудования;
• Удаление обломков из шахты;
• Закрепление ствола при помощи труб и цемента;
• Исследование полученного разлома с целью выявления продуктивного расположения нефти;
• Спуск глубины и ее цементирование.

По заглубленности шахты делятся на:

• Небольшие – до 1500м;
• Средние – до 4500м;
• Углубленные – до 6000м;
• Сверхуглубленные – более 6000м.

В ходе бурения скважин есть вероятность столкновения с рядом технических проблем, которые могут замедлить или сделать невозможной дальнейшую работу. К ним относятся следующие явления:

• Обвалы и разрушения ствола;
• Уход в почву жидкости для промывки;
• Аварийные состояния шахты или оборудования;
• Ошибки в сверлении ствола.

Обвалы стенок могут произойти из-за нестабильной структуры горной породы. Признаки обвала – повышенное давление, большая вязкость жидкости для промывки, увеличенное число кусков породы, которые выходят на поверхность.

Проектирование

Перед началом процесса бурения нефтяной скважины составляется проект в виде чертежа, с указанием следующих аспектов:

• Свойства обнаруженных пород – твердость, степень содержания воды, устойчивость к разрушению;
• Глубина скважины и угол наклона;
• Диаметр шахты в конце – это важно для определения степени влияния на него твердости горных пород;
• Метод бурения скважины.

Проектирование нефтяной скважины следует начинать с определения глубины и конечного диаметра шахты, конструктивных особенностей, уровня бурения. Решить эти вопросы позволяет геологический анализ.

Методы бурения

Процесс создания скважины осуществляется несколькими способами:

• Работа с применением роторных механизмов;
• Бурение с использованием забойного мотора;
• Ударно-канатный метод;
• Турбинный тип бурения;
• Использование электрического бура;
• Бурение скважины с использованием винтового мотора.

Источник: https://asgard-service.com/terms/burenie-neftyanyx-skvazhin/

Процесс бурения нефтяных скважин

Бурением называется воздействие спецтехники на почвенные слои, в результате чего в земле образуется скважина, через которую будут добывать ценные ресурсы. Процесс бурения нефтяных скважин осуществляется по разным направлениям работы, которые зависят от расположения почвенного или горного пласта: оно может быть горизонтальным, вертикальным либо наклонным.

В результате работы в земле образуется цилиндрическая пустота в виде прямого ствола, или скважина. Ее диаметр может быть различным в зависимости от назначения, но он всегда меньше параметра длины. Начало скважины расположено на поверхности почвы. Стены называются стволом, а дно скважины – забоем.

Ключевые этапы

Если для водных скважин может использоваться среднее и легкое оборудование, то спецтехника для бурения нефтяной скважины может использоваться только тяжелая. Процесс бурения может осуществляться только при помощи специального оборудования.

Сам процесс делится на следующие этапы:

• Подвоз техники на участок, где будет производиться работа.
• Собственно бурение шахты. Процесс включает в себя несколько работ, одна из которых – углубление ствола, которое происходит при помощи регулярного промывания и дальнейшего разрушения горной породы.
• Чтобы ствол скважины не был разрушен и не засорил ее, пласты породы укрепляют. С этой целью в пространство прокладывают специальную колонну из соединенных между собой труб. Место между трубой и породой закрепляют цементным раствором: эта работа носит название тампонирования.
• Последней работой является освоение. На нем вскрывается последний пласт породы, формируется призабойная зона, а также проводится перфорация шахты и отток жидкости.

Подготовка площадки

Для организации процесса бурения нефтяной скважины потребуется провести также подготовительный этап. В случае, если разработка ведется в области лесного массива, требуется, помимо оформления основной документации, заручиться согласием на работы в лесхозе. Подготовка самого участка включает следующие действия:

1. Вырубка деревьев на участке.
2. Разбитие зоны на отдельные части земли.
3. Составление плана работ.
4. Создание поселка для размещения рабочей силы.
5. Подготовка основания для буровой станции.
6. Проведение разметки на месте работы.
7. Создание фундаментов для установки цистерн на складе с горючими материалами.
8. Обустройство складов, завоз и отладка оборудования.

После этого необходимо заняться подготовкой оборудования непосредственно для бурения нефтяных скважин. В этот этап входят следующие процессы:

• Установка и проверка техники.
• Проводка линий для энергоснабжения.
• Монтаж оснований и вспомогательных элементов для вышки.
• Установка вышки и подъем на нужную высоту.
• Отладка всего оборудования.

Когда оборудование для бурения нефтяных скважин будет готово к эксплуатации, необходимо получить заключение от специальной комиссии, что техника находится в исправном состоянии и готова к работе, а персонал обладает достаточными знаниями в области правил безопасности на производстве подобного рода. При проверке уточняется, правильную ли конструкцию имеют осветительные приборы (они должны иметь устойчивый к взрывам кожух), установлено ли по глубине шахты освещение с напряжением 12В. Замечания, касающиеся качества работы и безопасности, необходимо принять во внимание заранее.

До начала работ по бурению скважины необходимо установить шурф, завезти трубы для укрепления бурового ствола, долото, малую спецтехнику для вспомогательных работ, обсадные трубы, приборы для измерений в ходе бурения, обеспечить водоснабжение и решить другие вопросы.

Буровая площадка содержит объекты для проживания рабочих, технические помещения, лабораторное строение для анализа проб почвы и получаемых результатов, склады для инвентаря и малого рабочего инструмента, а также средства для медицинской помощи и средства безопасности.

Документы и оборудование: основные требования

Процесс бурения скважины под нефть может начаться только после оформления ряда документов. К ним относятся следующие:

• Разрешение о начале эксплуатации буровой площадки.
• Карта нормативов.
• Журнал по растворам для бурения.
• Журнал по обеспечению охраны труда в работе.
• Учет функционирования дизелей.
• Вахтовый журнал.

К основному механическому оборудованию и расходным материалам, которые используются в процессе бурения скважины, относятся следующие виды:

• Оборудование для цементирования, сам цементный раствор.
• Оборудование для обеспечения безопасности.
• Каротажные механизмы.
• Техническая вода.
• Реагенты для различных целей.
• Вода для питья.
• Трубы для обсадки и собственно бурения.
• Площадка под вертолет.

Типы скважин

В процессе бурения нефтяной скважины в горной породе формируется шахта, которую проверяют на наличие нефти либо газа посредством перфорации ствола, при котором происходит стимуляция притока искомого вещества из продуктивной области.

После этого бурильная техника демонтируется, скважина пломбируется с указанием даты начала и окончания бурения, а затем мусор вывозится, а металлические части подвергаются утилизации.

При начале процесса диаметр ствола составляет до 90 см, а к концу редко доходит до 16,5 см.

В ходе работы строительство скважины делается в несколько этапов:

1. Углубление дня скважины, для чего используется буровое оборудование: оно размельчает горную породу.
2. Удаление обломков из шахты.
3. Закрепление ствола при помощи труб и цемента.
4. Работы, в ходе которых исследуется полученный разлом, выявляются продуктивные расположения нефти.
5. Спуск глубины и ее цементирование.

Скважины могут отличаться по заглубленности и делятся на следующие разновидности:

• Небольшие (до 1500 метров).
• Средние (до 4500 метров).
• Углубленные (до 6000 метров).
• Сверхуглубленные (более 6000 метров).

Бурение скважины подразумевает измельчение цельного пласта породы долотом. Полученные части удаляют посредством вымывания специальным раствором; глубина шахты делается больше при разрушении всей забойной площади.

Проблемы в ходе бурения нефтяных скважин

В ходе бурения скважин можно столкнуться с рядом технических проблем, которые замедлят или сделают работу практически невозможной. К ним относятся следующие явления:

• Разрушения ствола, обвалы.
• Уход в почву жидкости для промывки (удаления частей породы).
• Аварийные состояния оборудования или шахты.
• Ошибки в сверлении ствола.

Чаще всего обвалы стенок происходят из-за того, что горная порода обладает нестабильной структурой. Признаком обвала является увеличенное давление, большая вязкость жидкости, которая используется для промывки, а также повышенное число кусков породы, которые выходят на поверхность.

Поглощение жидкости чаще всего случается в случае, если залегающий ниже пласт целиком забирает раствор в себя. Его пористая система или высокая степень впитываемости способствует такому явлению.

В процессе бурения скважины снаряд, который движется по часовой стрелке, доходит до места забоя и поднимается обратно. Проведение скважины доходит до коренных пластов, в которые происходит врезка до 1,5 метра. Чтобы скважина не была размыта, в начало погружается труба, она же служит средством проведения промывочного раствора напрямую в желоб.

Буровой снаряд, а также шпиндель может вращаться с разной скоростью и частотой; этот показатель зависит от того, какие виды горных пород требуется пробить, какой диаметр коронки будет сформирован. Скорость контролируется посредством регулятора, который регулирует уровень нагрузки на коронку, служащую для бурения. В процессе работы создается необходимое давление, которое оказывается на стены забоя и резцы самого снаряда.

Проектирование бурения скважины

Перед началом процесса по созданию нефтяной скважины составляется проект в виде чертежа, в котором обозначаются следующие аспекты:

• Свойства обнаруженных горных пород (устойчивость к разрушению, твердость, степень содержания воды).
• Глубина скважины, угол ее наклона.
• Диаметр шахты в конце: это важно для определения степени влияния на него твердости горных пород.
• Метод бурения скважины.

Проектирование нефтяной скважины необходимо начинать с определения глубины, конечного диаметра самой шахты, а также уровня бурения и конструктивных особенностей. Геологический анализ позволяет разрешить эти вопросы вне зависимости от типа скважины.

Способы бурения нефтяных и газовых скважин

Задать вопрос

Наши специалисты ответят на любой интересующий вопрос по услуге

При разработке месторождений нефти и газа могут использоваться различные способы бурения нефтяных и газовых скважин. Каждый из них обуславливается не только экономической выгодой, но также и удобством при проведении работ.

Оптимальный способ бурения обычно выбирается специалистами, которые будут в дальнейшем проводить работы на участке.

Формирование ствола скважины — сложный процесс, поэтому требует привлечения опытных специалистов, которые имеют всё необходимое оборудование, а также соответствующую квалификацию.

Способы бурения нефтяных скважин

Бурение скважин разделяется на несколько разновидностей. Основным разделением является способ воздействия и характер разрушения пород, вид долота. Каждый вид подразумевает разделение ещё на несколько подвидов, поэтому решение о выборе способа принимается с учетом различных параметров.

Разновидности бурения скважин по способу воздействия

При воздействии на породы механическим или немеханическим способом солиста добиваются одинакового результата, но разными способами. Механический способ предполагает непосредственный контакт бурового инструмента с породой. При бурении скважин немеханическим способом буровая техника не соприкасается с горным массивом, но данные методы находятся только в разработке, поэтому не применяются для разработки газовых и нефтяных месторождений.

Механические способы

Механическая разработка пород происходит при помощи ударного либо вращательного бурения. Ударный метод предполагает использование долота, которая подвешивается на канате. Когда происходит углубление скважины длину каната увеличивают. Способ обеспечивает цилиндричность отверстий благодаря постоянному повороту во время пробуривания.

Каждый раз когда в скважине образуется насыпь породы забой очищается и происходит дальнейшее углубление отверстия. Так как при бурении возможно осыпание породы, то в скважину монтирует специальную трубу, которая предотвращает деформацию стенок.

Хоть способ достаточно популярный, но при разработке скважины для нефти и газа его практически не используют.

Вращательный метод предполагает разработку скважин при помощи долота, которое вращается под осевой нагрузкой. Вращение передаётся долоту при помощи колонны бурильных труб, если крутящий момент находится на поверхности земли, либо же при помощи забойного мотора, установленного над долотом. Бур защищен от проникновения жидкости и работает от кабеля, который тянется с поверхности.

Способы бурения скважин на нефть по характеру разрушения горных пород

Горные породы могут разрушаться при помощи сплошного или колонкового бурения. Во время сплошного бурения породы разрушаются на всей площади забоя. Это позволяет добиться ровного круглого отверстия, в которое легко вгонять трубы. Колонковое бурение предполагает разрушение породы только на определенном участке. Колонковое бурение выполняется составлением скважине стержня — керна. Этот кусок породы используют для дальнейшего изучения геологами.

Виды долота

Всего существует 3 вида долота:

• Режуще-скалывающего действия. Разрушение породы осуществляется при помощи специальных лопастей. Также долото ещё называют лопастным.
• Дробяще-скалывающего действия. На шарошках расположены специальные зубья, которые разрушают породу. Вторым названием является шарошечное, так как рабочая часть находится именно на этом участке спецоборудования.
• Режуще-истирающего действия. На торцевой части долота могут быть расположены твердосплавные штыри либо алмазные зёрна, которые воздействуют на породу.

Каждый вид выбирается в зависимости от твердости породы, глубины выработки, а также места, в котором происходит разрушение. При кажущейся легкости выбора типа неопытные специалисты не могут правильно определить нужный вид, что может привести к выходу из строя спецоборудования.

Инструменты режуще-истирающего образца целесообразно применять при некоторых способах бурения скважин на нефть и газ и глубине бурения более 300 м. Использование шарошечных долот целесообразно на почвах с различными свойствами.

Лопастные инструменты применяются при проходке мягких грунтов, которые не отличаются высокой вязкостью.

Также виды могут разделяться по его назначению. Чаще всего используются долота сплошного бурения, которые выполняют разрушение породы одновременно с извлечением ее из скважины. Колонковое применяется в случаях когда Необходимо извлечь керн. Данный вид оборудования позволяет изучить породу, а также узнать наличие в ней ценных металлов и минералов. Спецдолото используется для расширения скважины либо изменения направления.

Заказать услугу

Оформите заявку на сайте, мы свяжемся с вами в ближайшее время и ответим на все интересующие вопросы.

Источник: https://gorgeomeh.ru/articles/sposoby-bureniya-neftyanykh-i-gazovykh-skvazhin/

Технология добычи нефти

Плакат П. Кривоногова. 1948 год.

В прошлый раз мы поговорили о том, где нефть под землёй находится и откуда она там берётся. На этот раз речь пойдёт о том, каким образом нефть из-под земли добывают. Для лучшего понимания этой части желательно прочитать раздел «Геология нефти» предыдущей статьи.

Устройство скважин

Добыча нефти осуществляется через скважины, которые перед этим нужно пробурить. Это делается с помощью буровых установок, которые выглядят как «нефтяные вышки». Эти вышки не используются для добычи нефти. Они предназначены только для бурения. Когда бурение скважины закончено, буровая установка переезжает на новое место и приступает к бурению новой скважины.

Бурение одной скважины может занимать от нескольких дней до нескольких месяцев. Пробурённая скважина — это не просто дырка в земле, её обсаживают изнутри стальными трубами, чтобы порода не осыпалась внутрь и не завалила скважину.

Один из типовых внутренних диаметров этой обсадной колонны — 146 миллиметров. Длина скважины может достигать 2—3 километров и более. Длина скважины, таким образом, превосходит её диаметр в десятки тысяч раз.

Примерно такими же пропорциями обладает, например, отрезок обычной нити длиной 2—3 метра.

Буровая установка. Она высокая для того, чтобы можно было опускать в скважину трубы, подвешенные к крюку. Сам крюк висит на тросах лебёдки, перекинутых через блок на вершине вышки

Понятно, что любые манипуляции с чем-либо на дне (забое) скважины превращаются в очень увлекательное занятие.

Если в скважину нечаянно уронить инструмент, насос или несколько труб, то вполне можно уроненное никогда не достать, после чего на скважине стоимостью в десятки или сотни миллионов рублей можно ставить крест.

Покопавшись в делах и историях ремонта, можно найти настоящие скважины-жемчужины, на забое которых лежит насос, поверх которого лежит ловильный инструмент (для извлечения насоса), поверх которого лежит инструмент для извлечения ловильного инструмента.

Чтобы разные пласты не превращались в сообщающиеся сосуды, пространство за обсадной колонной скважины заливают цементом. Этим достигается разобщение пластов и предотвращение циркуляции между ними нефти, газа или воды.

Цементное кольцо за обсадной колонной со временем от физического и химического воздействия может крошиться и разрушаться, что приводит к возникновению заколонной циркуляции.

Это вредное явление, так как помимо нефти из пласта-коллектора в скважину начинает поступать вода или газ из близлежащих пластов, причём часто в объёме гораздо большем, чем нефть.

Чтобы нефть вообще могла поступать в скважину, нужно проделать отверстия в обсадной колонне и цементном кольце за ней, так как они, вообще говоря, отделяют коллектор от собственно скважины.

Эти отверстия делают с помощью кумулятивных зарядов; они по сути такие же, как, например, противотанковые, только без обтекателя, потому что лететь им никуда не надо.

Заряды пробивают не только обсадную колонну и цемент, но и сам пласт горной породы на несколько десятков сантиметров вглубь. Весь процесс называется перфорацией.

Схема скважины, оборудованной ЭЦН. Стрелками показано движение нефти. Для наглядности пропорции диаметра и длины скважины искажены в тысячи раз.

Технология добычи

Нефть может фонтанировать из скважин, то есть подниматься по скважине от пласта-коллектора до поверхности самостоятельно, без помощи насоса, благодаря своей низкой плотности.

Дело в том, что давление в коллекторе обычно гидростатическое, то есть такое же, как и в воде на такой же глубине; например, на глубине в два километра давление составит около 200 атмосфер (пластовое давление).

При плотности нефти около 800 кг/м3 давление в заполненной нефтью скважине напротив этого пласта (забойное давление) составит около 160 атмосфер. В результате между коллектором и скважиной возникает перепад давления (депрессия), который и приводит нефть в движение.

Кроме того, нефть обычно содержит лёгкие компоненты, которые при снижении давления переходят в газообразное состояние — это так называемый растворенный газ. Выделение растворенного газа снижает среднюю плотность содержимого скважины и тем самым ещё сильнее увеличивает перепад давления. В целом это не слишком отличается от того, что происходит с бутылкой тёплого шампанского после открытия пробки.

Количество нефти, получаемой из скважины за сутки, называется дебитом этой скважины. Данное понятие не имеет никакого отношения к дебету в бухучете. Как можно заметить, даже пишутся эти слова по-разному. По мере добычи нефти из коллектора пластовое давление в нем падает, в силу закона сохранения энергии.

Дебиты скважин, соответственно, тоже падают, так как уменьшается перепад давления между пластом и скважинами. Для поддержания пластового давления в коллектор закачивают с поверхности воду.

Некоторые коллекторы изначально содержат помимо нефти ещё и очень большое количество воды, расширение которой может частично восполнить падение пластового давления; закачка воды в таких случаях может быть и не нужна.

Так или иначе, в изначально нефтенасыщенные области коллектора, а затем и в добывающие скважины, проникает вода. Продукция скважин начинает обводняться. Это тоже приводит к падению дебита, не только из-за сокращения доли нефти в продукции скважины, но и из-за увеличения плотности этой продукции. В обводнённых скважинах увеличивается забойное давление и, соответственно, уменьшается депрессия. Со временем обводненные скважины перестают фонтанировать.

Таким образом, в целом дебит скважин имеет свойство снижаться. Обычно скважина имеет максимальный дебит при первом запуске в работу. После этого, по мере выработки запасов нефти, дебит скважины падает. Чем быстрее вырабатываются запасы, тем быстрее падает дебит.

Или, другими словами, чем выше дебит скважины, тем быстрее он снижается. Время от времени на скважине могут проводиться различные мероприятия по интенсификации добычи. Эти мероприятия дают мгновенный прирост дебита, после чего он продолжает снижаться, но уже быстрее, чем до мероприятия.

Характерные темпы падения дебита по отдельно взятой российской скважине лежат в диапазоне от 10 до 30% в год.

Для увеличения дебита в обводнённых скважинах, либо в скважинах с упавшим пластовым давлением, либо в скважинах с низким содержанием растворенного газа, применяют различные способы механизированной добычи. В первую очередь это различные виды насосов.

Из насосов наиболее распространены штанговые глубинные насосы (ШГН), поверхностная часть которых выглядит как известные многим «качалки»; а также электроцентробежные насосы (ЭЦН), которые с поверхности не выглядят никак.

В России сегодня большая часть нефти добывается с помощью именно электроцентробежных насосов.

Скважина, оборудованная ШГН. На фото мы видим в основном станок-качалку. Собственно скважина здесь — это маленькая кучка труб справа внизу. Скважина, оборудованная ЭЦН, выглядит примерно так же, только нет станка-качалки.

Эффект от применения механизированной добычи достигается за счёт снижения забойного давления в скважине. В результате увеличивается депрессия и, соответственно, дебит. Перевод скважины на механизированную добычу и вообще увеличение депрессии — это не единственный способ интенсификации добычи.

Есть еще, например, гидроразрыв пласта, о котором мы поговорим более подробно в другой раз.

Месторождения нефти можно разрабатывать с высоким забойным давлением, а можно с низким. Если забойное давление высокое, то депрессия низкая, дебит скважин маленький, и запасы на месторождении вырабатываются медленно. Если забойное давление низкое, то депрессия высокая, дебиты скважин большие, запасы вырабатываются быстро. Можно говорить, что низкое забойное давление позволяет эксплуатировать месторождения и скважины более интенсивно.

Часто интенсивную выработку запасов называют «хищнической эксплуатацией» или «хищнической добычей». Подразумевается при этом, что таким образом нефтяные компании «снимают сливки» с месторождений, добывают то, что добыть легко, а остальные запасы бросают. При этом будто бы оставшиеся запасы приходят в такое состояние, что добыть их практически невозможно. Это в общем случае неверно.

На большинстве месторождений интенсивность эксплуатации не влияет на остаточные запасы нефти. Чтобы убедиться в этом, достаточно обратить внимание на тот факт, что исторически «снятие сливок», т.е. резкая интенсификация добычи в России, произошло в конце девяностых — начале двухтысячных годов. С тех пор добыча нефти в России падать так и не начала, хотя прошло уже пятнадцать лет. Для нефтяных месторождений это большой срок.

Если бы практика интенсификации приводила к потере остаточных запасов нефти, то это уже давно сказалось бы.

Интенсивная эксплуатация скважин связана с несколько повышенным риском возникновения аварий, разрушения цементного кольца (что, как мы помним, ведёт к нежелательной заколонной циркуляции), преждевременного прорыва воды.

Однако в целом такой режим работы, как правило, оказывается экономически оправданным при почти любой цене на нефть. Здесь можно провести аналогию с дорожным движением.

Если ограничить скорость движения автомобилей на загородных трассах двадцатью километрами в час и драконовскими мерами добиться соблюдения такого скоростного режима, то наверняка количество ДТП сведётся практически к нулю. Однако будет ли экономический смысл в таких дорогах?

Как уже упоминалось, быстрый рост добычи нефти в России в конце 1990-х — начале 2000-х годов технически поначалу обеспечивался в основном снижением забойного давления (увеличением депрессии) на добывающих скважинах.

В фонтанирующие скважины спускались насосы; в скважины, уже оборудованные насосами, спускались более производительные насосы. В этом нет ничего однозначно плохого ни с современной экономической, ни с технической точки зрения. Плохо это, на мой взгляд, только со стратегической точки зрения.

Чем выше депрессия, тем выше скорость выработки запасов нефти, и тем быстрее падает добыча нефти на уже разбурённых площадях.

Поскольку дебиты скважин имеют свойство постоянно падать, для поддержания добычи нефти на постоянном уровне необходимо бурить новые скважины. Чем быстрее падают дебиты, тем больше скважин нужно бурить ежегодно. Поэтому при интенсивной эксплуатации месторождений необходимо ежегодно бурить больше скважин. Иными словами, продолжать обеспечивать нужный объем добычи при интенсивной эксплуатации становится сложнее.

Кроме того, если скважины эксплуатируются неинтенсивно (с высоким забойным давлением), то есть резерв добывающих мощностей, которые в случае необходимости можно реализовать, понизив забойное давление. Именно таким образом регулируют добычу в таких странах как Саудовская Аравия и Кувейт. Это позволяет говорить о большей безопасности стратегии неинтенсивной эксплуатации.

Добывать 500 с лишним миллионов тонн нефти в год с высоким забойным давлением (как это было в РСФСР в 1980-х годах) — это совсем не то же самое, что добывать 500 с лишним миллионов тонн нефти в год с низким забойным давлением (как это есть в РФ сейчас).

Если вдруг санкции, война или ещё что-нибудь не позволит сегодня осуществлять в российской нефтедобывающей отрасли капитальные вложения и бурить новые нефтяные скважины, то падение добычи имеет все шансы стать катастрофическим, по причине интенсивной эксплуатации месторождений и отсутствия значительного резерва добывающих мощностей.

Однако в экономической модели нефтяной компании, ориентированной в первую очередь на прибыль, тонна нефти сегодня — это всегда лучше, чем тонна нефти завтра. Нельзя ждать, что капитал добровольно откажется от части прибыли. Поэтому если кому-то хочется создавать стратегические резервы добывающих мощностей, заставить это сделать публичную нефтяную компанию, действующую в рамках рыночной экономики, можно только методами государственного регулирования и принуждения.

Читать дальше.

Источник: https://22century.ru/popular-science-publications/extraction_of_oil