УДК 62
Научный руководитель – С.Л. Никишенко
Преподаватель Донского Государственного Технического Университета
г. Ростов-на-Дону, РФ
К.С. Мухиддинов
Студент Донского Государственного Технического Университета
г. Ростов-на-Дону, РФ
E-mail: mkmuhiddinov@mail.ru
БУРЕНИЕ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН
Понятие о буровой скважине. Скважина – это горная выработка цилиндрической формы, у которой глубина (длина) намного больше диаметра. Начало скважины называется устьем, дно скважины – забоем. Диаметр скважины находится в пределах 59…1000 мм, а глубина от двух до десяти тысяч метров. Целевое назначение скважин может быть различным. Все скважины, бурящиеся в целях региональных исследований, поиска, разведки и разработки нефтяных и газовых месторождений или залежей, подразделяются на следующие категории:
1.Опорные скважины бурят для изучения геологического строения и гидрогеологических условий крупных регионов, с целью выбора наиболее перспективных направлений геолого-разведочных работ на нефть и газ.
2.Параметрические скважины бурят для изучения глубинного геологического строения и сравнительной оценки перспектив нефтегазоносности возможных зон нефтегазонакопления, выявления наиболее перспективных районов для детальных геологических работ, а также для получения необходимые сведений о геолого-геофизической характеристике разреза отложений с целью уточнения результатов сейсмических и других геофизических исследований.
3.Структурные скважины бурят для выявления и подготовки к поисково-разведочному бурению перспективных площадей.
4.Поисковые скважины бурят на площадях, подготовленных геолого-поисковыми работами с целью установления нефтегазоносности.
5.Разведочные скважины бурят на площадях с установленной промышленной нефтегазоносностью для оконтуривания месторождения, подсчета запасов и подготовки его к разработке.
6.Эксплуатационные скважины бурят для разработки и эксплуатации залежей нефти и газа. В эту категорию входят оценочные (для оценки коллекторов продуктивных горизонтов), нагнетательные (для закачки в продуктивные горизонты воды, воздуха или газа с целью поддержания пластового давления и удлинения периода естественного фонтанирования), наблюдательные (контрольные, пьезометрические) скважины.
7.Специальные скважины бурят для сброса промысловых вод, ликвидации открытых фонтанов нефти и газа, подготовки структур для подземных газохранилищ и закачки в них газа.
Бурение скважин применяется не только в нефтяной и газовой промышленности. Скважины бурят также в целях разведки и добычи других полезных ископаемых, водоснабжения населенных пунктов, тушения подземных пожаров, газификации углей, вентиляции шахт, замораживания грунта при проходке шахт, исследования грунтов на месте предполагаемого возведения различных промышленных и гражданских сооружений и т.д.
Выбор способы бурения. В Российской Федерации получили распространение три способа бурения нефтяных и газовых скважин: роторный, гидравлическими забойными двигателями и бурение электробурами. Первые два из этих способов являются основными. На основании данных, полученных при опытном бурении, сравнивают способы бурения и выявляют из их числа наиболее эффективный для конкретных геолого-технических условий.
Способ бурения можно выбирать в зависимости от установленной оптимальной частоты вращения долота, об/мин:
1.Ротор, турбобур с редуктором-вставкой, электробур с двумя редукторами-вставками – 35…100
2.Ротор, винтовой забойный двигатель, турбобур с редуктором-вставкой, турбобур с решетками гидроторможения, электробур с редуктором-вставкой – 100…250
3.Шпиндельные турбобуры с турбинами точного литья и трубобуры с падающей к тормозу линией давления, турбобур с редуктором-вставкой, электробур с редуктором-вставкой – 250…500
4.Турбобуры и электробуры для алмазного бурения – 500…800.
В Российской Федерации, в отличие от других стран, основные объемы бурения осуществляются турбобурами (80…85%). Бурение винтовыми забойными двигателями (6%), роторным способом (7…12%) и электробурами (2%) производится в значительно меньших объемах.
Роторный способ бурения. При роторном бурении отсутствует ярко выраженная взаимосвязь параметров режима бурения и, следовательно, влияние их друг на друга. Поэтому оптимальный режим роторного бурения включает в себя сочетание наивыгоднейших значений каждого параметра в отдельности. При роторном бурении, ротор приводится во вращение от двигателей через лебедку. Ротор, в свою очередь, вращает бурильную колонну, состоящую из ведущей трубы и привинченных к ней с помощью специального переводника бурильных труб и долота.
Бурение винтовыми забойными двигателями. При бурении с забойными двигателями принцип привода долота во вращение коренным образом отличается от роторного способа бурения. В этом случае вал забойного двигателя вращает долото,а бурильная колонна и корпус забойного двигателя неподвижны. Характерной особенностью вращательного бурения является промывка скважины водой или специально приготовленной жидкостью в течение всего времени работы долота на забое.
Бурение турбинным способом. Турбобур – это забойный гидравлический двигатель, предназначенный для бурения скважин в различных геологических условиях. В рабочих колесах турбобура гидравлическая энергия превращается в механическую энергию вращающегося вала, связанного с долом. Основная часть турбобура – турбина, состоящая из большого числа совершенно одинаковых ступеней. Каждая ступень турбины состоит из двух частей: вращающейся, соединенной с валом турбобура, называемой ротором, и неподвижной, закрепленной в корпусе турбобура, называемой статором.
Бурение электробурами. Электробур – это буровая забойная машина, приводимая в действие электродвигателем расположенным в непосредственной близости от долота. Электроэнергия подается по кабелю расположенному внутри бурильных труб. Недостатка электробура в том, что при нарушении одного контакта – не будет работать весь механизм.
Список использованной литературы:
1. Учебник -Бурение нефтяных и газовых скважин, Ю.В.Вадецкий
ст. 21,22,208-236; Москва 2011.
2. Учебные материалы для студентов – [ www.poznayka.org/s79529t1.html ].
©К.С.Мухиддинов, С.Л.Никишенко