Что такое бурение скважин на нефть и газ? 

Определение и цели бурения скважин на нефть и газ

Бурение скважин на нефть и газ — это инженерный процесс сооружения ствола скважины с поверхности до целевого подземного горизонта с использованием бурового инструмента. Целью бурения является разведка и разработка нефтегазовых ресурсов или сбор геолого-технической информации о недрах.

Полученные скважины в зависимости от типа продукции подразделяются на нефтяные скважины (добыча нефти) и газовые скважины (добыча газа), которые в совокупности называются нефтегазовыми скважинами.

Классификация нефтегазовых скважин

1. По глубине:

2. По назначению:

Разведочные скважины — используются для геологоразведки:

Региональные / предварительные скважины — поиск залежей нефти и газа;

Оценочные скважины — определение границ, глубины, толщины и насыщенности залежей;

Базовые и параметрические скважины — вспомогательные типы.

Эксплуатационные скважины — используются для разработки месторождений:

Добывающие и нагнетательные скважины — для добычи или закачки;

Регулирующие и наблюдательные — для контроля процесса разработки.

3. По траектории ствола:

Вертикальная скважина — ось ствола совпадает с вертикалью, устье и продуктивный пласт расположены на одной линии.

Наклонно-направленная скважина — устье и цель не лежат на одной вертикали:

Стандартная (макс. угол ≤ 55°);

С большим отклонением (угол > 55°);

Горизонтальная (угол ≥ 90°, бурение вдоль продуктивного горизонта);

Боковое ответвление, разветвленная скважина;

Скважина с большим отходом — горизонтальное смещение > 3000 м или соотношение смещения к глубине > 2, часто в морских условиях;

Кустовая скважина — несколько стволов с одной площадки.

4. По условиям эксплуатации и объекту бурения:

По площадке: наземное бурение, морское бурение;

По объекту: бурение на нефть, газ, угольный метан, сланцевый газ и др.

Конструкция нефтегазовой скважины

Конструкция ствола скважины представляет собой многоступенчатую систему обсадных колонн из стальных труб, включающую:

Направляющую колонну ,Кондуктор,Технические колонны ,Эксплуатационную колонну / продуктивную колонну.

Между обсадными колоннами закачивается специальный цементный раствор, обеспечивающий герметичность и прочность конструкции.

Направление — это первая труба или колонна труб, служащая для предотвращения размыва пород, залегающих близ дневной поверхности, разобщения ствола скважины, сооружаемой в акватории водного бассейна, от окружающих вод и для соединения устья с очистной системой буровой установки.

Кондуктор — это колонна труб, спускаемая в скважину после направления и служащая для укрепления стенок последней в недостаточно устойчивых породах, и для перекрытия зон осложнений, приуроченных к сравнительно неглубоко залегающим горизонтам, а также для изоляции горизонтов, содержащих артезианские и целебные воды.

Эксплуатационная колонна — это самая внутренняя колонна. Она служит не только для укрепления стенок скважины и изоляции соответствующих горизонтов, насыщенных нефтью, газом или водой, но также каналом для транспортировки, добываемой из продуктивной толщи нефти или газа, или закачиваемой в последнюю жидкости (газа).

Промежуточные или технические колонны — это все колонны труб, находящиеся между кондуктором и эксплуатационной колонной. Их спускают для перекрытия сравнительно глубоко залегающих неустойчивых пород, либо для изоляции продуктивных горизонтов, расположенных намного выше проектной глубины скважины, перекрытия зон несовместимого бурения, либо для изоляции пород оказывающих сильное агрессивное воздействие на промывочную жидкость и других целей. Обычно верхний конец колонны труб устанавливают на устье скважины.

Хвостовик или потайная колонна — это случай, когда по геолого-техническим условиям и соображений экономичности, нет необходимости располагать верхний конец колонны на устье, верхний конец колонны располагается в скважине на значительной глубине от устья, но перекрывает башмак предыдущей колонны.

Фильтр, это та часть колонны, которая составлена из труб со специально просверленными или перфорированными отверстиями (или профрезированными, или перфорированными).

Ключевые этапы бурения нефтегазовых скважин

Проектирование бурения — планирование траектории ствола скважины, глубины и технологии строительства;

Предбуровые работы — подготовка площадки и монтаж оборудования;

Процесс бурения — вращение бурильной колонны с разрушением породы долотом, циркуляция бурового раствора для выноса шлама;

Контроль траектории ствола — корректировка направления с помощью наклонно-направленных технологий;

Крепление скважины (цементирование) — спуск обсадной колонны и закачка цементного раствора для герметизации стенок ствола;

Отбор керна — получение керна для геологических исследований, оценки запасов и планирования разработки;

Ликвидация осложнений и аварий — обеспечение безопасности и устойчивости дальнейших работ;

Заканчивание скважины — установка НКТ (насосно-компрессорных труб), монтаж устьевого оборудования, подготовка к добыче нефти или газа.

Тенденции развития современных технологий бурения

Междисциплинарный подход — интеграция геологии, механики, автоматизации и информационных технологий;

Расширение целей бурения — скважины служат не только каналом добычи нефти и газа, но и источником получения подземной информации;

Технологические требования — ориентир на безопасность, качество, эффективность и экологичность, активное развитие технологий для глубоких, сверхглубоких и нетрадиционных скважин (например, сланцевый газ).

Бурение нефтегазовых скважин — это ключевое звено в нефтегазовой промышленности. Технический прогресс в этой области напрямую влияет на эффективность и стоимость освоения ресурсов. От традиционных вертикальных скважин до сложных наклонно-направленных, от континентальных до глубоководных морских — каждое новое достижение способствует инновациям в энергетике.