Устье скважины что это такое

Устье скважины что это такое

Общие ПОНЯТия О СТРОИТЕЛЬСТВЕ СКВАЖИН

Скважиной называется цилиндрическая горная выработка, которая строится без доступа человека к забою и имеющая диаметр во много раз меньше длины.

Начало скважины называется устьем, дно — забоем, боковые поверхности — стенками или стволом.

Скважины различного назначения — это капитальные, дорогостоящие сооружения, работающие десятки лет.

Скважины предназначены для поисков, разведки и разработки нефтяных и газовых месторождений.

Незакрепленный открытый ствол скважины не представляет собой надежный канал для соединения продуктивного пласта с дневной поверхностью вследствие неустойчивости горных пород, наличия пластов, насыщенных различными флюидами (вода, нефть, газ, их смеси), которые находятся под различным давлением, и др.

Крепление ствола скважины и разобщение пластов производится путем спуска стальных труб, называемых обсадными,а все спущенные трубы представляют собой обсадную колонну.

Для исключения перетоков различных флюидов из пласта в пласт кольцевое пространство между стенкой скважины и спущенной в нее обсадной колонной заполняется тампонирующим материалом с инертными и активными наполнителями, с химическими реагентами с помощью насосов.

Из вяжущих веществ наиболее широко применяются тампонажные портландцементы.

Поэтому сам процесс разобщения пластов называется цементированием.

В процессе бурения скважин встречаются такие пласты горных пород, где возможны различные осложнения, без ликвидации которых путем спуска дополнительных обсадных колонн невозможно дальнейшее бурение.

В итоге создается устойчивое подземное сооружение определенной конструкции.

Под конструкцией скважины понимаетсясовокупность данных о числе обсадных колонн, их диаметрах и длине, диаметрах ствола скважины под каждую колонну, интервалах цементирования, а также о способах соединения скважины с продуктивным пластом.

В скважину спускают обсадные колонны особого назначения. Это направление, кондуктор, промежуточные колонны, эксплуатационная колонна.

Направление

Направление спускается в скважину для создания направления стволу скважины, для предупреждения размыва и обрушения горных пород со стенок скважины и для соединения ствола скважины с желобами очистной системы. Направление цементируется на всю длину. Длина направления колеблется от нескольких метров до сотни метров в зависимости от разреза горных пород и условий бурения (море, болото, илистые рыхлые грунты и т. д.).

Кондуктор

Кондуктором перекрывают верхнюю часть геологического разреза неустойчивых пород, пласты, насыщенные водой и другими флюидами, поглощающие промывочную жидкость или проявляющие, подающие пластовые флюиды на поверхность. Кондуктором обязательно перекрываются все пласты пресной воды. На кондуктор устанавливается противовыбросовое оборудование, на устье кондуктор служит также опорой для подвески очередных колонн.

Эксплуатационная колонна

Эксплуатационная колонна спускается в скважину для извлечения нефти, газа или для нагнетания в продуктивный горизонт воды или газа с целью поддержания пластового давления.

Эксплуатационная колонна в газовых и разведочных скважинах цементируется полностью. В нефтяных скважинах — либо по всей длине, либо с перекрытием предыдущей колонны на 100 м.

Промежуточная колонна

Промежуточные колонны спускаются в том случае, если невозможно бурение без предварительного разобщения зон осложнений (проявления, поглощения, обвалы). Промежуточные колонны могут быть сплошными, т е. их спускают от устья до забоя и не сплошные, так называемые хвостовики.

Ось скважины практически всегда имеет пространственное искривление, однако, при небольшой интенсивности искривления (менее 0,1 о на 10 м. длины ствола) скважину называютвертикальной(при суммарном отклонении не более 1-2 о ).

Читайте также:  Провода для подключения 2 квт

При большой интенсивности искривления скважины называют искривленными.

Специально искривленные под необходимыми углами с заданной интенсивностью и в определенном направлении скважины называются наклоннонаправленными.

При отклонении от вертикали на 90 о скважины называются горизонтальными.

Несколько наклонно — направленных скважин, расположенных рядом (несколько метров между устьями), образуют куст.Разбуривание месторождений, таким образом, называют кустовым бурением.

Для увеличения области дренирования иногда от основного пласта бурят несколько дополнительных наклонных стволов. Такие скважины называются многозабойные.

Различают скважины большого, нормального, уменьшенного и малого диаметров. Скважины большого диаметра — это больше 760 мм. Скважины, бурящиеся долотом 190,5 мм — уменьшенного диаметра. Скважины глубиной менее 1000 м — мелкие скважины, до 5000 м — глубокие, свыше — сверхглубокие.

Вне зависимости от добываемого ресурса, устье представляет собой крайне важный функциональный элемент системы. От него зависит производительность и эффективность добычи, а также удобство во время процесса бурения. При обустройстве нефтяных точек добычи особе внимание уделяется именно устью.

Что представляет собой устье скважины?

В независимости от того, нефтяная скважина или нет, по обобщенному определению устье – это пересечение шахтой поверхности верхнего грунта, т. е. наиболее рыхлого и неустойчивого пласта.

В нефтедобыче устройство устья скважины – это целый комплекс труб, расположенных на самом верху скважины. Там же располагается и оборудование, которое производит регулировку показателей давления внутри шахты во время бурения. Это позволяет регулировать весь процесс добычи, подстраивая оборудование под конкретные текущие требования.

Фактически, нефтяное устье выполняет несколько функций:

  • защитную – предотвращает обвал рыхлых почв;
  • собирательную – является точкой выхода всех важных составляющих скважины;
  • регулирующую – за счет оборудования можно контролировать давление внутри системы.

Немаловажно отметить, что все детали этого элемента проходят специализированную обработку для того, чтобы обеспечить максимально плотное прилегание даже во время интенсивного бурения. Такая плотная подгонка гарантирует образование крайне герметичных соединений, что в случае добычи нефтяных продуктов немаловажно: они значительно понижают или вовсе исключают образование протечек.

Все элементы рассчитаны на различное давление и подбираются сходя из требований конкретной конструкции и условий эксплуатации.

Схема устья скважины

Само устье нефтяной скважины являет собой комбинацию нескольких функциональных узлов:

  • головка обсадной колонны;
  • головка насосно-компрессорной колонны;
  • фонтанная арматура.

Все они являются важными составляющими.

Головка обсадной колонны

Головка обсадной колонны – это соединяющее звено между обсадными конструкциями и разнообразным нефтяным устьевым оборудованием. Кроме этого, она:

  • создает герметизацию пространства;
  • держит массу технической колонны;
  • удерживает эксплуатационную колонну.

По мере того, как происходит бурение, рано или поздно возникает необходимость присоединения очередного звена обсадной колонны. Для этого предназначены специальные тяжелые фитинги. Они надеваются с применением узконаправленного оборудования, которое и крепится на головку обсадной колонны, которой оснащается устье буровой скважины.

Данный элемент включает в себя захваты для удержания колоны, а также выполняет функцию по уплотнению обсадной конструкции, что позволяет как повысить её прочность, так и исключить неприятные явления вроде протечек или прорывов, устранение которых может занять немало времени.

Это оборудование применяется не только когда происходит процесс бурения, но и во время комплексных восстановительных мер. В таком случае головка используется как приспособление для контроля давления.

Читайте также:  Отопление второго этажа частного дома своими руками

Постепенный монтаж тонких обсадных труб производится с использованием разнообразных адаптеров и регуляторов, а это означает, что противовыбросовый аппарат необходимо демонтировать и монтировать обратно каждый раз, как возникнет необходимость установки новой секции в скважину. Уже зафиксированные фланцы и втулки становятся единым целым с оборудованием нефтяной скважины.

Головка насосно-компрессорной колонны

Обслуживание скважин обеспечивается целым комплексом структур, оборудования и элементов, к которым относится, и головка насосно-компрессорной – или рабочей – колонны. Она опирается на головку обсадной колонны и выполняет ряд следующих функций:

  1. Поддержка и фиксация. Головка удерживает насосно-компрессорную колонну в устойчивом положении, а также несколько снижает нагрузку на неё
  2. Герметичное уплотнение. Разработка нефтяных скважин налагает определенные требования, среди которых отсутствие протечек или прорывов. Надежная герметизация позволяет снизить риски образования пробоев.
  3. Вывод управляющего оборудования. Патрубки регулирования жидкостных или газовых потоков выходят на поверхность именно через неё.

Сама головка насосно-компрессорных труб идентична обсадным конструкциям с двойным фланцем. Для того, чтобы обеспечивать должную герметизацию, головка может иметь гнездо или специальную расточку для качественного уплотнения. Конструкция устья скважины должна позволять бесконфликтное размещение оборудования, поэтому продумывать его размещение следует заранее. Бурение также не должно влиять на функционирование аппаратуры, в противном случае возможно возникновения аварийных или, в случае добычи нефтяных залежей, небезопасных ситуаций.

Фонтанная арматура

Фонтанная арматура – это целая система механизмов и приспособлений, выполняющих ряд регулирующих и контролирующих функций. Почти каждая схема устья скважины, предназначенной для добычи нефти включает в себя фонтанную арматуру. Она представляет собой комплекс устройств, предназначенных для герметизации устья фонтанирующей скважины, подвески колонн лифтового назначения, а также для контроля и управления потоками. В состав элемента входят:

  • колонная головка – связана с обсадной колонной;
  • трубная головка – связана с лифтовыми колоннами;
  • фонтанная ёлка – распределение и регулировка продукции.

Из-за своей специфики, к этому оборудованию выдвигается ряд требований:

  • способность выдерживать высокое давление;
  • возможность проведения замеров давления;
  • обеспечивать выпуск или закачку газа.

Колонная головка, располагающаяся внизу арматуры фонтанного типа, необходима для осуществления подвешивания обсадных колонн, а также герметизации.

Арматура фонтанная является важным элементом в случае нефтяных разработок, потому имеет собственный ГОСТ. В нем перечислены все типы ключевых схем, среди которых:

  • манометрическая;
  • вентильная;
  • тройниковая;
  • дроссельная.

При выборе типа необходимо ориентироваться на условия будущей эксплуатации.

Взаимодействие всех компонентов арматуры обеспечивается за счет разнообразных фланцев и хомутов, а подсоединение к трубопроводу осуществляется через манифольд. Присоединение должно проводиться по всем правилам, в противном случае возможно возникновение чрезвычайного происшествия.

Процесс добычи нефти

Скважина — горная выработка круглого сечения, пробуренная с поверхности земли или с подземной выработки без доступа человека к забою под любым углом к горизонту, диаметр которой намного меньше её глубины. Бурение скважин проводят с помощью специального бурового оборудования.

Различают вертикальные, горизонтальные, наклонные скважины [1] . Начало скважины называется её устьем, дно — забоем, внутренняя боковая поверхность — стенками. Диаметры скважин колеблются от 25 мм до 3 метров. Скважины могут иметь боковые стволы (БС), в том числе горизонтальные (БГС).

Читайте также:  Виниловый пол плюсы и минусы фото

Некоторые виды скважин:

  1. Газовые
  2. Нефтяные
  3. Добывающие
  4. Нагнетательные
  5. Специальные
  6. Вспомогательные
  7. Геологоразведочные

Содержание

Сверхглубокие скважины [ править | править код ]

  • Кольская сверхглубокая скважина (СГ-3) — глубочайшая в мире буровая скважина, расположена в Мурманской области, в 10 км к западу от города Заполярный. Находится в пределах Балтийскогощита. Годы бурения 1970—1990. Глубина 12262 м. План 15000 м.
  • КТБ-Оберпфальц, Бавария, Германия. Годы бурения 1990—1994. Глубина 9900 м [2] .
  • Берта Роджерс, США. Годы бурения 1973—1974. Глубина 9583 м.
  • КТБ-Хауптборунг, Германия. Глубина 9100 м.
  • Юниверсити, США. Глубина 8686 м.
  • Цистердорф, Австрия. Глубина 8553 м.
  • Ен-Яхинская сверхглубокая скважина (СГ-7) расположена в Западной Сибири — в 70 км восточнее города Новый Уренгой, между Песцовым и Ен-Яхинским газоконденсатными месторождениями. Годы бурения 2000—2006. Глубина 8250 м. План 6900 м. Была последней в России действующей сверхглубокой скважиной.

Средняя глубина скважин [ править | править код ]

Средняя глубина добывающих скважин на данный момент в различных нефтегазовых провинциях Российской Федерации составляет 1500—3000 м, в перспективе из-за выработанности существующей ресурсной базы углеводородов России она растет [3] и может достигнуть значения 4000—6000 м [ источник не указан 2928 дней ] . На конец 2017 года средняя глубина новых скважин приближалась к 3 км [4] . С ростом глубины увеличиваются расходы на их бурение и себестоимость добычи нефти и газа.

В РФ пробурены скважины с длиной ствола больше 12 км, но меньшей глубиной по вертикали — это скважины с горизонтальным окончанием. На сегодняшний день самая протяженная скважина с горизонтальным окончанием имеет протяженность более 13 км (месторождение Чайво, проект «Сахалин-1»).

Глубина бурения скважин океанских недр может достигать 10 000 м и находится на глубине до 2000 м под водой.

Скважины, используемые для водозабора, представляют собой подземное заборное сооружение, состоит из обсаженой горной выработки и оборудования для забора подземной воды.

Гидрогеологическая скважина [ править | править код ]

Гидрогеологическая скважина используется для определения фильтрационных свойств горных пород, наблюдений за режимом подземных вод, проведения геофизических исследований. Виды:

  • пройденные через всю толщу водоносного пласта (приток воды из всей водной толщи)
  • незавершенные, забой которых не доведён до подошвы водоносного горизонта.

Глубина скважин от 1 метра до 1000 метров и более. Конструкция обеспечивает размещение водоподъёмного оборудования и включает первую обсадную колонну, изолирующую верхнюю часть скважины от рыхлых пород, ряд обсадных колонн (кондуктор, промежуточные колонны), фильтр (иногда с сальниками), отстойник. В качестве обсадных колонн используют стальные обсадные трубы диамером 73—146 мм и 114—508 мм. Фильтр предназначен для закрепления стенок водоприёмной части скважин в рыхлых водоносных породах, задержания частиц водоносной породы и пропуска в скважину воды. Он состоит из каркаса (трубы с круглой или щелевой перфорацией, пластмассовой трубы или стержневого каркаса) и фильтрующей оболочки (проволочная обмотка, сетки, иногда гравий). До проведения гидрогеологических исследований прискважинная зона водоносного горизонта приводится к условиям, близким к естественным, путём интенсивной предварительной прокачки. После проведения гидрогеологических исследований скважины ликвидируют путём тампонирования либо передают службе предприятий для продолжения гидрорежимных наблюдений [5] .

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector