Буровая скважина и ее элементы

Буровой скважиной называется цилиндрическая горная выработка в земной коре, характеризуемая относительно малым диаметром по сравнению с ее глубиной.

Основные элементы буровой скважины представлены на рисунке 1 [1].

Устье скважины 1 - место пересечения буровой скважиной земной поверхности, дна акватории или элементов горной выработки при бурении в подземных условиях.

Забой скважины 8 - дно буровой скважины углубляющееся в процессе бурения; он может быть кольцевой 6 с керном 7 или сплошной 8.

Стенки скважины 9 - боковая поверхность буровой скважины.

Ствол скважины 2, 5 - пространство, ограниченное стенками скважины. В неустойчивых породах стенки скважины закрепляются обсадными колоннами, при этом ствол скважины сужается.

Ось скважины 4 - геометрическое место точек центра забоя, перемещающегося при углубке скважины, т. е. воображаемая линия, соединяющая центры поперечных сечений буровой скважины.

Глубина скважины L - расстояние между устьем и забоем скважины по ее оси.

Диаметр скважины - условный диаметр равный номинальному диаметру породоразрушающего инструмента. Фактический диаметр скважины, как правило больше номинального породоразрушающего инструмента за счет разработки скважины.

Существует также понятие "конструкция скважины". Под конструкцией скважины подразумевают ее характеристику, определяющую изменение диаметра (D1, D2, D3) с глубиной, а также диаметры (d1н, d2н) и длины (L1, L2) обсадных колонн 3 (рисунок 1).

 

Рисунок 1 - Элементы буровой скважины [1]: 1 - устье скважины; 2 - ствол скважины, обсаженный трубами; 3 - обсадные колонны; 4 - ось скважины; 5 -ствол скважины, не обсаженный трубами; 6 -кольцевой забой; 7 - керн; 8 - сплошной забой; 9 - стенки скважины; D1, D2, D3, - диаметры ствола скважины в разных интервалах; d1н, d1в, d2н, d2в - диаметры обсадных колонн соответственно наружные, внутренние; dK - диаметр керна; L1, L2- глубина интервалов скважины, закрепленных трубами; L3 - глубина скважины

 

Различают ствол скважины, не закрепленный трубами, 5 и ствол скважины, закрепленный трубами, 2.

Последующий диаметр скважины уменьшается после каждого закрепления.

Каждая обсадная колонна выступает над устьем скважины, но может опускаться и в потай. При необходимости пространство между стенками скважины и обсадными трубами заполняется цементным раствором.

 

Классификация буровых скважин

Наиболее часто в литературных источниках [1-3] встречаются следующие виды классификации скважин:

по глубине:

- скважины малой глубины (менее 1000 м);

- глубокие скважины (1000 - 5000 м);

- сверхглубокие скважины (свыше 5000 м).

2) по диаметру:

- скважины небольшого диаметра (25 - 100 мм);

- скважины со средним диаметром (100 - 500 мм);

- скважины большого диаметра (500 - 900 мм и более);

3) по степени отклонения от вертикальной оси:

- вертикальные скважины;

- наклонные скважины;

- искривленные скважины;

- горизонтальные скважины;

4) по количеству спускаемых в скважину эксплуатационных колонн:

- однорядные;

- многорядные (двух - семи рядные);

5) по характеру бурения:

- бурение одиночных скважин;

- кустовое бурение (количество стволов скважин от двух до 12 и более);

6) по назначению:

- опорные

- параметрические

- поисковые

- эксплуатационные

- пьезометрические и др.

Рассмотрим более подробную классификацию скважин на различных этапах поиска, разведки и разработки нефтяного, газового или газоконденсатного месторождения.

 

 

Поисковый этап

Классификация скважин, их назначение и характеристика, а также характерная конструкция, на поисковом этапе приведена в таблице 1 [2, 3].

Разведочный этап

На этом этапе проводят детальную разведку месторождения и подготавливают его к эксплуатации. Разведочная скважина сооружается в целях оконтуривания, испытания и оценки промышленного значения запасов продуктивного горизонта, подготовки запасов нефти и газа промышленных категорий и сбора исходных данных для составления проектов разработки месторождений (залежей). Находящиеся в хорошем техническом состоянии разведочные скважины, при испытании которых получены значительные притоки нефти и газа, передаются нефтегазодобывающим предприятием в фонд добывающих скважин.

Глубина такой скважины до 7000 м при конечном диаметре скважины 200-300 мм. [2]

 

 

Таблица 1 – Классификация скважин на поисковом этапе

 

Тип скважины	Назначение и характеристика скважины	Характерная конструкция скважины
Региональные геологические исследования
Картировочная	Сооружается в процессе геологической съемки в целях изучения геологического строения участка земной коры, в частности, для выяснения глубины залегания коренных пород, выходящих на поверхность под слоем современных наносов, а также для выявления перспектив исследуемого района в отношении наличия минерально- сырьевых ресурсов	Глубина до 300 м при конечном диаметре скважины 75-90 мм
Сейсмическая	Сооружается для осуществление приповерхностных подземных взрывов при производстве сейсморазведочных работ, результаты которых используются для выявления глубинных структур залегания пластов	Глубина до 200 м при конечном диаметре скважины 90-200 мм
Опорная	Сооружается в пределах относительно слабо изученной территории для исследования основных черт глубинного геологического разреза крупных участков земной коры, региональных гидрогеологических условий, выявления пространственного распределения нефтегазоносных отложений, оценки прогнозных запасов нефти и газа и определения направления дальнйших работ по разведке углеводородов	Глубина до 7-8 км при конечном диаметре скважины порядка 200 мм
Параметрическая	Сооружается в целях всестороннего изучения региональной геологии, глубинногостроения осадочных толщ, а также в целях точного измерения геолого-геофизических параметров, необходимых для обеспечения высокого качества гологоразведочных работ	Глубина 3-7 км при конечном диаметре скважины порядка 200 мм
Подготовка площадей к глубокому поисковому бурению
Структурная	Сооружается в целях выявления в глубинном горном массиве структурных форм залегания пластов, благоприятных для аккумуляции нефти и газа. Их бурят на площадках вслед за изучением последних геофизическими методами разведки	Глубина до 1000 м при конечном диаметре скважины порядка 75-110 мм
Поисковая	Сооружается в целях выявления на площадях наличия или отсутствия нефти и газа либо поиска новых залежей в пределах границ разрабатываемых месторождений. При бурении поисковой скважины полностью отбирается керн в интервалах наиболее вероятного залегания продуктивных объектов, в пограничных зонах стратиграфических разделов	Глубина до 2000 м при конечном диаметре скважины 140-250 мм
Поиски нефтяных и газовых месторождений. Промышленная оценка запасов
Разведочная	Сооружается в целях оконтуривания и изучения строения новых нефтяных и газовых месторождений, выявленых поисковым бурением, а также выяснения эксплуатационных параметров продуктивных объектов. При других обстоятельствах цель бурения разведочных скважин – исследование продуктивности объектов, залегающих ниже или выше эксплуатируемго объекта	Глубина до 9000 м при конечном диаметре скважины 200-250 мм