Бурение наклонно направленных скважин
Бурение наклонно направленных скважин – это способ строительства скважин, при котором данные горные выработки приобретают сложный пространственный профиль, включающий в себя вертикальный верхний интервал, за которым следуют участки, определенным образом отклоняющиеся от вертикали.
При разведке и добыче природного газа и нефти очень часто используется способ наклонно направленного бурения. Данная технология бурения активно применяется на территории Российской Федерации с 1990 года. В настоящее время самой длинной наклонно направленной скважиной в стране является скважина Z-44 глубиной 15 километров, используемая для добычи нефти на месторождении Одопту-море на шельфе острова Сахалин.
Широкое использование наклонно направленного бурения скважин связано со снижением числа разведанных запасов природного газа и нефти. Основными преимуществами сооружения наклонно направленных скважин являются:
- Возможность наклонить скважину под таким углом, чтобы ее конечный участок совпадал с наклоном залежи полезного ископаемого.
- Возможность бурить скважины таким образом, чтобы вертикальный доступ к ним был ограничен или невозможен (бурение оффшорных скважин с берега моря, бурение скважин под городами).
- Возможность кустового бурения (устья скважин группируются на небольшом участке, что делает возможным одновременное бурение нескольких скважин).
- Возможность создания глушащих скважин с целью предотвращения аварий, например, для остановки фонтанирующей скважины. Данные скважины начинают сооружать с безопасного расстояния, а позже направляют в аварийный участок для подачи глушительного раствора.
Раньше сооружение наклонных скважин осуществлялось гораздо медленнее, чем вертикальные. Причина заключалась в необходимости частых остановок работ и исследования профиля скважины, а также из-за медленного процесса бурения. Но с появлением и развитием забойных двигателей скорость бурения возросла, а осуществление необходимых исследований упростилось. В наклонных скважинах, зенитный угол которых не более 40 градусов, возможно применение традиционных измерительных средств, которые опускаются в скважину на кабеле. Но при больших углах необходимо использовать специальные средства измерения, что увеличивает стоимость буровых работ, а также для скважин с большими углами усложняется процесс поступления в них песка.
Бурение горизонтальных скважин
Горизонтальное бурение – это бестраншейный метод сооружения подземных коммуникаций, который основан на использовании специальных буровых установок.
Пример горизонтальной скважины, сооруженной для добычи нефти изображен на рисунке ниже.
Рисунок 1. Горизонтальная скважина. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Перед началом строительства горизонтальной скважины тщательному изучению подвергаются расположение уже существующих подземных коммуникаций, состав и свойства грунта, а также оформляются разрешительные документы на производство подземных работ. Затем производят выборочное зондирование грунтов и шурфление (сложных пересечений скважин с существующими коммуникациями). Результаты этих исследований влияют на определение для выбора тактики и территории строительства. Особое внимание уделяется расположению бурового оборудования и организации безопасных условий труда. Этапы строительства подземных коммуникаций состоит из следующих этапов:
- Бурение пилотной скважины.
- Расширение скважины.
- Протягивание трубопровода.
- Цементирование.
- Заключительный этап.
От бурения пилотной скважины зависит конечный результат. Оно осуществляется при помощи буровой головки с встроенным излучателем и скосом в передней части. Буровую головку соединяют с гибкой приводной штанги с целью управления головкой для контроля строительства и обхода подземных препятствий. В буровой головке имеются специальные отверстия, которые предназначены для подачи бурового раствора. Буровой раствор снижает степень трения на штанге и буровой головке, предохраняет скважину от обвала, разрушает горную породу, очищает скважину, охлаждает породоразрушающий инструмент. Строительство пилотной скважины заканчивается, когда буровая головка выходит на поверхность.
Расширение скважины производится после окончания первого этапа. Вместо буровой головки крепится расширитель обратного действия. При помощи тягового усилия и одновременного вращения риммер протягивается через створ скважины по направлению к буровой установке, расширяя ее до необходимых размеров.
На противоположной стороне от буровой установки располагается готовая плеть трубопровода. К ее переднему концу крепится оголовок с вертлюгом, который воспринимает тяговое усилие, но не передает вращательное движение трубопроводу.
В случае прокладки трубопроводов сложных геологических условиях, затрубное пространство цементируется при помощи закачки цементирующего раствора.
Заключительный этап заключается в сдаче заказчику исполнительной документации, где указано фактическое расположение трубопровода в различных плоскостях, с указанием привязок к ориентирам.
