Основы организации строительства скважин

 

В современных условиях для добычи нефти применяются различные способы: шахтный способ, отрытая разработка месторождений, но наиболее широкое распространение получил способ разработки месторождений с применением скважин. Строительство скважин – это единственный способ разработки газовых месторождений.

При разработке нефтяных и газовых месторождений бурят:

Эксплуатационные скважины – закладываются в соответствии со схемой разработки залежи и служат для получения нефти и газа из земных недр.

Нагнетательные скважины – используют при воздействии на эксплуатируемый пласт различных агентов (закачки воды, газа и т.д.).

Наблюдательные скважины – бурят для контроля за разработкой залежей (изменением давления, положения водонефтяного и газонефтяного контактов и т.д.).

Бурение скважин осуществляется с помощью буровых установок, оборудования и инструмента. Буровая установка – это комплекс наземного оборудования, необходимый для выполнения операций по проводке скважины. В состав буровой установки входят:

- буровая вышка;

- оборудование для механизации спускоподъемных операций;

- наземное оборудование, непосредственно используемое при бурении;

- силовой привод;

- циркуляционная система бурового раствора;

- привышечные сооружения.

Размещение буровой установки производится в соответствии с принятой для данных конкретных условий схемой (рисунок 3.8).

 

 

1 - буровая вышка; 2 - лебедка; 3 - ротор; 4 - бурильные трубы; 5 - стеллажи; 6 - инструментальная площадка; 7 - площадка отработанных долот; 8 - хозяйственная будка; 9 - площадка глинохозяйства; 10 - площадка ловильного инструмента; 11 - площадка горюче-смазочных материалов; 12 - приемные мостки; 13 - верстак слесаря; 14 - стеллаж легкого инструмента; 15 - очистная система; 16 - запасные емкости; 17 - глиномешалка; 18 - силовой привод; 19 - насосы

 

Рисунок 3.8 – Типовая схема размещения оборудования, инструмента, запасных частей и материала на буровой

 

Оборудование стараются разместить так, чтобы обеспечить безопасность в работе, удобство в обслуживании, низкую стоимость строительно-монтажных работ и компактность в расположении всех элементов буровой.

Можно выделить организационно-технические особенности организации строительства скважин:

1) Перемещение фронта буровых работ с одних площадей на другие, а в пределах месторождения от одной скважино-точки к другой.

2) Необходимость корректировки технологических параметров бурения (нагрузка на долото, количество и качество промывочной жидкости, частота вращения инструмента).

3) Высокие затраты времени и средств на демонтаж, транспортирование и монтаж оборудования.

4) Сложность обеспечения надлежащих условий работы бригады.

5) Многократный демонтаж, перетаскивание и монтаж буровой установки.

6) Разность геологических условий бурения скважин даже в пределах одного месторождения.

 

Цикл строительства скважины

 

В цикл строительства скважины входят:

1) подготовительные работы;

2) монтаж вышки и оборудования;

3) подготовка к бурению;

4) процесс бурения;

5) крепление скважины обсадными трубами и ее тампонаж;

6) вскрытие пласта и испытание на приток нефти и газа.

В таблице 3.2 приведена структура производственного цикла строительства скважины.

 

Таблица 3.2 – Структура производственного цикла в строительстве скважин

Состав производственного цикла	Структура производственного цикла, %
эксплуатационное бурение	разведочное бурение (справочно)
1.Строительно-монтажные работы в т.ч.:	16,6	15,0
подготовительные работы к строительству буровой	6,5	4,0
2. Бурение и крепление скважины в т.ч.:	54,4	51,1
подготовительные работы	4,4	1,5
3. Испытание (освоение) скважины	24,5	28,5
4. Демонтажные работы	4,5	5,0
Всего

Каждый из этапов строительства скважины может выполняться отдельной специализированной бригадой, или бригада может совмещать функции. На современных буровых предприятиях обычно принята организация работ, при которой каждый этап выполняется специализированной бригадой. Обычно на предприятии одновременно работают несколько специализированных бригад каждого вида.

В ходе подготовительных работ выбирают место для буровой, прокладывают подъездную дорогу, подводят системы электроснабжения, водоснабжения и связи. Осуществляют планировку площадки.

Монтаж вышки и оборудования производится в соответствии с принятой для данных конкретных условий схемой их размещения. Различают следующие методы монтажа буровых установок: поагрегатный, мелкоблочный и крупноблочный.

При поагрегатном методе буровая установка собирается из отдельных агрегатов, для доставки которых используется автомобильный, железнодорожный или воздушный транспорт.

При мелкоблочном методе буровая установка собирается из 16…20 мелких блоков. Каждый из них представляет собой основание, на котором смонтированы один или несколько узлов установки.

При крупноблочном методе установка монтируется из 2…4 блоков, каждый из которых объединяет несколько агрегатов и узлов буровой.

Блочные методы обеспечивают высокие темпы монтажа буровых установок и качество монтажных работ. Размеры блоков зависят от способа, условий и дальности их транспортировки.

После этого последовательно монтируют талевый блок с кронблоком, вертлюг и ведущую трубу, присоединяют к вертлюгу напорный рукав. Далее проверяют отцентрированность вышки: ее центр должен совпадать с центром ротора.

Подготовка к бурению включает устройство направления и пробный пуск буровой установки.

Верхний конец направления соединяют с очистной системой, предназначенной для очистки от шлама бурового раствора, поступающего из скважины, и последующей подачи его в приемные резервуары буровых насосов. Затем бурится шурф для ведущей трубы.

Буровая комплектуется долотами, бурильными трубами, ручным и вспомогательным инструментом, горюче-смазочными материалами, запасом воды, глины и химических реагентов. Кроме того, недалеко от буровой располагаются помещение для отдыха и приема пищи, сушилка для спецодежды и помещение для проведения анализов бурового раствора.

В ходе пробного бурения проверяется работоспособность всех элементов и узлов буровой установки.

Процесс бурения начинают, привинтив первоначально к ведущей трубе квадратного сечения долото. Вращая ротор, передают через ведущую трубу вращение долоту.

Во время бурения происходит непрерывный спуск (подача) бурильного инструмента таким образом, чтобы часть веса его нижней части передавалась на долото для обеспечения эффективного разрушения породы.

В процессе бурения скважина постепенно углубляется. После того как ведущая труба вся уйдет в скважину, необходимо нарастить колонну бурильных труб. При бурении долото постепенно изнашивается и возникает необходимость в его замене.

Крепление скважины обсадными трубами и ее тампонаж. Целью тампонажа затрубного пространства обсадных колонн является разобщение продуктивных пластов.

Хотя в процессе бурения продуктивные пласты уже были вскрыты, их изолировали обсадными трубами и тампонированием, чтобы проникновение нефти и газа в скважину не мешало дальнейшему бурению. После завершения проходки для обеспечения притока нефти и газа продуктивные пласты вскрывают вторично перфорационным способом. После этого скважину осваивают, т.е. вызывают приток в нее нефти и газа. Для чего уменьшают давление бурового раствора на забой одним из следующих способов:

1) промывка – замена бурового раствора, заполняющего ствол скважины после бурения, более легкой жидкостью – водой или нефтью;

2) поршневание (свабирование) – снижение уровня жидкости в скважине путем спуска в насосно-компрессорные трубы и подъема на стальном канате специального поршня (сваба).

Таким образом, освоение скважины в зависимости от конкретных условий может занимать от нескольких часов до нескольких месяцев.

После появления нефти и газа скважину передают заказчикам, а вышку передвигают на несколько метров для бурения очередной скважины куста или перетаскивают на следующий куст.

Из-за особенностей производственных процессов на буровых предприятиях применяют особую классификацию составляющих цикла. Обычно выделяют три основных этапа, с учетом того, что они включают подготовительные работы:

- монтаж - демонтаж оборудования (Т_мд);

- бурение скважины (Т_бур);

- освоение (испытание) (Т_осв).

И соответственно, на буровых предприятиях используют следующий подход для определения продолжительности цикла строительства скважины:

 

Т_{ц (скв)} = Т_мд + Т_бур + Т_осв, (3.1)

 

Уровень организации производства можно оценить рядом показателей: цикловой, коммерческой, механической скоростью.