Способи буріння глибоких свердловин

Руйнувати гірські породи можна механічним, термічним, фізико-хімічним, електроіскровим та іншими способами. Проте в даний час промислове застосування знайшли тільки способи механічного руйнування породи, а інші поки що перебувають в стадії експериментальної розробки.

Механічне буріння здійснюється такими способами:

1) ударним:

а) ударно-штанговим;

б) ударно-канатним;

2) обертальним:

а) роторним;

б) із застосуванням вибійних двигунів (турбобурів, електробурів, гвинтових двигунів);

Ударно-обертальним.

Стадійність геологорозвідувального процесу – це поступове виконання пошуково-розвідувальних робіт, яке забезпечує найбільш раціональне використання сил і коштів. Поділяється на три етапи: регіональний, пошуковий і розвідувальний, які в свою чергу поділяються на стадії.

Стадія визначення наявності пасток вуглеводнів і підготовка об’єктів (структур) до глибокого буріння заключна стадія регіонального етапу, яка визначає темпи пошуків нових родовищ нафти і газу і кінцеві геолого-економічні підсумки освоєння регіону в цілому. Головна роль у виявленні підготовці пасток належить геофізичним методам електророзвідки, високоточна гравірозвідка масштабу 1:50000 1:25000 і основний метод сейсморозвідка (1:50000, 1:25000). За результатами робіт складають звіти, до яких додають: оглядову карту, карти геолого-геофізичної вивченості, геолого-геофізичні розрізи свердловин з виділеним продуктивних та опорних горизонтів, структурні карти із місцеположенням свердловин, що рекомендуються до буріння. Проводиться експертна оцінка нафтогазоносності пасток з визначенням перспективних ресурсів вуглеводнів категорії С₃, а також ГЕО-3 доцільності проведення пошукових робіт. Об’єкт включається в державний фонд структур (пасток) підготовлених до пошукового буріння.

Стадія оцінки і підготовки родовищ (покладів) до розробки – стадія регіонального етапу, на якій вивчаються відкриті родовища (поклади) ВВ. Типовий комплекс робіт включає: буріння, випробування розвідувальних свердловин і застосуванням методів інтенсифікації припливів, ГДС, геохімічні, гідрогеологічні, гідродинамічні та інші види досліджень в процесі буріння й випробування свердловин, відбір керну, шламу, проб води, ВВ, їх лабораторне вивчення, детальну свердловину і поверхневу (морську) сейсморозвідку. Встановлюють тип покладу, визначають положення контактів газ – нафта – вода, проводять геометризацію покладів і підрахунок розвіданих запасів. Підсумковим документом є звіт з геолого-економічної оцінки запасів нафти, природного газу і конденсату та супутніх компонентів, техніко-економічне обґрунтування кондицій родовища (покладів), рентабельного видобутку ВВ, а також систематизація геолого-геофізичних матеріалів, що необхідні для складання проекту розробки родовищ.

Стандартний каротаж – метод електричного каротажу, який базується на вимірюванні дослідженні уявного питомого опору. Проводиться градієнт зондом (А 2 М 0,5 N) і потенціал зондом (N 11 М 0,5 А), які для всієї території ДДЗ однакового розміру, що дозволяє спів ставляти результати досліджень свердловин як на одній площі так і на суміжних. Стандартний каратаж дозволяє провести літологічне розчленування розрізу, виділяти породи колектори, вивчати стратиграфію, умови залягання гірських порід, фаціальну зміну осадової товщі порід. Проводиться по всьому стволу свердловини.

Стратиграфічна приуроченість скупчень нафти і газу Скупчення наф­ти і газу відомі у відкладах усіх великих стратиграфічних підрозділів почи­наючи від докембрію до верхнього міоцену включно

Виділено декілька максимумів розподілу запасів вуглеводнів у фанеро­зої. Максимуми для нафти і газу іноді дещо зміщуються, що пов'язано як з більшою рухливістю газу, так і з екранувальними властивостями порід-флюїдоупорів. У розподілі запасів нафти намічається три головних макси­муми: девонський, юрсько-крейдовий і неогеновий. Головним із них є юрсько-крейдовий максимум, з яким пов'язано близько 40 % запасів наф­ти і близько 56 % газу. Решта запасів нафти і газу майже порівну зосере­джена у кайнозойських і палеозой-докембрійських відкладах.

Головна відмінність розподілу покладів газу в палеозойській ері — зміщення їх максимумів запасів на рівень карбону і пермі. Це пояснюється наявністю потужних соленосних товщ, які є добрими флюїдоупорами, що утримують газ.

У нафтогазоносних регіонах України особливості розподілу нафтогазо­носності по стратиграфічних комплексах такі. У Дніпровсько-Донецькій нафтогазоносній області промислова нафтогазоносність установлена в ши­рокому стратиграфічному діапазоні — від докембрійських порід фундамен­ту до відкладів мезозою. Значним є і вертикальний діапазон поширення скупчень вуглеводнів — від 430 (тріас) до 6300 м (верхній візе). З відклада­ми палеозою пов'язано понад 98 % початкових запасів нафто, газу і кон­денсату. Нижньопермсько-верхньокам'яновугільний комплекс є одним з основних у Дніпровсько-Донецькій западині за прогнозними початковими потенційними ресурсами вуглеводнів — 35,4 %. У відкладах цього віку зна­ходиться майже 60 % розвіданих запасів, що переважно сконцентровано під потужною нижньопермською соленосною товщею. Середньокам'яновугільний нафтогазоносний комплекс значно бідніший за прогнозними почат­ковими потенційними ресурсами вуглеводнів, а особливо за розвіданими запасами нафти і газу. Відклади нижнього карбону характеризуються регіо­нальною нафтогазоносністю. Початкові потенційні ресурси в них станов­лять 51,3 % загальних ресурсів западини, а розвідані запаси нафти, вільно­го газу і конденсату — 38,2 %.

Структури виведені із фонду після ревізії та відбракування безперспективних або недостатньо якісно підготовлених структур.

Структурна карта – це зображення підземного рельєфу покрівлі або підошви певного горизонту (пласта, свити і т.п.) та виражається в ізогіпсах відносно рівня моря. Структурні карти дають чітке уявлення про геологічну будову надр, забезпечують найбільш раціональне розташування свердловин, полегшують вивчення покладів нафти і газу, зокрема дослідження зміни властивостей продуктивних пластів (товщина, пористість, проникність, нафто насичення, розподілу пластового тиску) в різних ділянках структури.

Структурні свердловини бурять для виявлення і підготовки до пошукового буріння перспективних локальних структур (антиклінальних складок, зон екранування, вклинювання тощо). Буріння свердловин цієї категорії, здебільшого проводиться до опорних горизонтів. Нині буріння таких свердловин здійснюється тільки в складних геологічних умовах.

Тектонічні критерії дозволяють класифікувати і геологічні об’єкти за умовами, в яких проходять процеси генерації, акумуляції і руйнування вуглеводнів та їх покладів.

Поділяються на структурні, палеотектонічні і неотектонічні.

Ускладнення в процесі буріння - це технологічна ситуація, яка призводить до порушення нормального ходу процесу буріння свердловини. Основні причини ускладнень:

а) складні гірничо-геологічні умови буріння в окремих горизонтах (аномально високі або аномально низькі пластові тиски, наявність нестійких або розчинних порід та ін.);

б) невідповідність інформаційного забезпечення про гірничо-геологічні умови фактичним даним;

в) невідповідність технічного проекту на буріння свердловини, насамперед конструкції свердловини, гірничо-геологічним умовам буріння;

г) організаційні фактори: несвоєчасне забезпечення буровими інструментами і матеріалами, низька кваліфікація і виконавська дисципліна бурового персоналу та ін.

До ускладнень належать:

а) поглинання технологічних рідин (промивальних рідин і тампонажних розчинів);

б) флюїдопрояви (газонафтоводопрояви);

в) порушення цілісності стінок свердловини (утворення каверн, жолобів, звуження ствола);

г) прихоплення колони труб.

Ущільнювальна система – охоплює на початку розвідки всю очікувану площу покладу рідкісними свердловинами і в подальшому така мережа свердловин згущується бурінням нових свердловин, що розташовується між ними. Застосовується для розвідки пластових, склепінних і масивних покладів. Забезпечує прискорення процес покладу в цілому, але великий ризик непродуктивних свердловин.

Фонд підготовлених до глибокого буріння на нафту і газ структур утворюють об’єкти, які після проведення відповідних геолого-пошукових робіт і їх належного оформлення, включені у відповідні форми щорічної статистичної звітності. Матеріали, які характеризують кожну підготовлену структуру, містяться в паспорті на неї з графічними додатками та інформаційній карті. В загальний фонд структур входять освоєний фонд, резервний фонд, структури виведені із фонду.

Хімічний склад пластових вод нафтових і газових родовищ характеризується наявністю таких елементів Na, K, Mg, Ca, Fe, Al, Si, O, Cl, C, S, N, H, Br, I. Вони знаходяться у вигляді розчинених солей, рідких і газоподібних речовин, колоїдів та органічних сполук. Води нафтових і газових родовищ характеризуються: підвищеною мінералізацією, наявністю хлоридів кальцію і натрію або гідрокарбонатів натрію, відсутністю або дуже незначним вмістом сульфатів, підвищеними величинами іонів I, Br, NH₄, наявність солей та розчинених вуглеводневих газів.

Шляхи підвищення ефективності ГРР:

- зосередження основних обсягів робіт у найперспективніших районах, структурах, як витрати на виявлення та розвідку нафти і газу мінімальні, а цінність одержаної продукції максимальна.

- підвищення якості підготовки нафтогазоперспективних об’єктів до глибокого пошукового буріння.

- широке застосування геолого-математичних методів для аналізу результатів проведення пошуково-розвідувальних робіт.

- використання технічних досягнень інших наук для пошуків і розвідки родовищ нафти і газу (наприклад, розширення використання фотозйомки Землі з космосу для картування геологічних структур тощо).

- широке впровадження цифрового оброблення результатів сейсморозвідки.

- використання нових методів і технічних засобів буріння, розкриття продуктивних горизонтів і випробування пластів, відбору зразків порід і пластових флюїдів, ГДС і т.ін.

Якісна оцінка перспектив нафтогазоносності надр – це комплекс досліджень, спрямованих на узагальнення результатів геологічного вивчення надр, з метою виявлення сприятливих для нафтогазонагромадження території, їхнього районування і диференціації за ступенем перспективності та вибору найоптимальніших напрямів пошуково-розвідувальних робіт.