Виды скважин и обсадных колонн
Скважина – это цилиндрическая горная выработка, которая строится без доступа в нее человека, и имеет диаметр, который во много раз меньше ее длины.
Обсадная колонна – это сооружение, которое предназначено для крепления буровых скважин и изоляции продуктивных горизонтов во время эксплуатации.
Назначение скважин может быть различным. Скважины, которые сооружаются для поиска, разведки нефтяных и газовых месторождений, а также для проведения региональных исследований подразделяются на:
- Специальные скважины.
- Опорные скважины.
- Эксплуатационные скважины.
- Параметрические скважины.
- Разведочные скважины.
- Структурные скважины.
- Поисковые скважины.
Все обсадные колонны по своему назначению подразделяются на:
- Колонну направления. Это первая колонна или труба, которая предназначена для крепления приустьевой части скважины, для ее защиты от обрушения и размыва буровым раствором, а также для обеспечения нормальной циркуляции жидкости. Обычно такая колонна или труба одна. Но, иногда скважина крепится двумя такими колоннами (или трубами). Делается это в том случае, если разрез представлен лессовыми почвами, насыпным песком.
- Кондуктор. Данная конструкция представляет собой несколько обсадных труб, которые предназначены для подвески последующих обсадных труб, монтажа противовыбросового оборудования, изоляции горизонтов, разобщения верхнего интервала разреза.
- Промежуточная обсадная колонна. Данная колонна используется для разобщения зон бурения, которые несовместимы между собой. Такие колонны бывают нескольких видов: летучки (колонны, которые служат для перекрытия интервала осложнений и не имеющие связи со следующими и предыдущими обсадными колоннами), сплошные (колонны, которые предназначены для перекрытия ствола скважины от ее забоя до устья), хвостовики (колонны, которые предназначены для крепления необсаженного интервала скважины с перекрытием предыдущей обсадной колонны.
Пример расположения обсадных колонн (труб) изображен на рисунке ниже.
Рисунок 1. Пример расположения обсадных колонн . Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
1 – колонная направления; 2 – кондуктор; 3 – промежуточная колонна; 4 – летучка; 5 – эксплуатационная колонна.
Проектирование конструкции скважины и выбор обсадных труб для эксплуатационной колонны
Процесс проектирования скважин подразумевает определение необходимого количества обсадных колонн, глубины установки, их диаметра, их вида, диаметра долота, метода вхождения в продуктивный пласт и положения верхней и нижней границ интервалов цементирования. Выбор конструкции скважины зависит от экономичности конструкции, назначения скважины, метода эксплуатации скважины, проектной глубины бурения и эксплуатации, метода вхождения в пласт, геологических характеристик и особенностей месторождения, профиля ствола скважины, характер насыщения пласта и данных о гидростатическом и пластовом давлениях.
Подбор обсадных труб начинается с определения диаметра долота эксплуатационной колонны (диаметр которой определяется проектом). Он рассчитывается по формуле:
D д = D экс. м. + 2 • д
где, D экс. м. – диаметр муфты эксплуатационной колонны (значение этого параметра подбирается по таблице справочника); д – зазор между стенкой скважины и муфтой.
Далее определяется внутренний диаметр кондуктора:
D кв. н. = D д + 2 • к
где, к – зазор между внутренней поверхностью обсадной колонны и долотом.
Затем расчет подвергается диаметр долота для бурения под кондуктор:
D дк = D мк + 2 • д
где, D мк – наружный диаметр соединительной муфты кондуктора (подбирается по справочнику).
Далее рассчитывается внутренний диаметр колонны направления:
D вдн = D мн + 2 • д
где, D мн – наружный диаметр соединительной муфты колонны направления (выбирается по справочнику).
Следующим этапом проектирования является расчет, выбор и построение профиля ствола скважины. Для этого необходимо иметь данные о глубине скважины по вертикали, глубине скважин по вертикали до продуктивного пласта, смещении, азимуте, радиусе круга доступа, интенсивности набора зенитного угла, интенсивности снижения зенитного угла и т.п. На этом этапе проектирования определяется и рассчитывается максимальный зенитный угол, радиус искривления участка набора кривизны, угол наклона скважины, длину участка набора кривизны, вертикальная проекция, горизонтальная проекция, интервал снижения зенитного угла, общая длина скважины и проверка проектного смещения.
На следующем этапе производится выбор способа бурения и подбор компоновки бурильной колонны, зависящие от технического оснащения участка и механических свойств горной породы. Затем производится расчет бурильной колонны, в который входит определение его длины, массы, глубины спуска, площадь сечения, площадь проходного канала, перепад давления.
