Типы скважин
[Н2.5] Типы скважин — Нефтянка
Skip to content
Первые скважины для добычи нефти и газа бурились вертикально. Такие скважины давали хороший результат до тех пор, пока в мире было достаточно месторождений, коллекторы которых сложены из минералов с высокой пористостью и проницаемостью. По мере истощения легкодоступных запасов нефтяникам пришлось работать над совершенствованием технологий строительства скважин. В 40-х годах прошлого столетия Александр Григорян и Константин Царевич разработали технологию проходки наклонных и горизонтальных скважин. Эксплуатационная колонна скважины, расположенная под углом или горизонтально, имеет большую площадь контакта с пластом, что значительно увеличивает дебит. В 1941 году на Каспийском море с использованием турбобура была создана первая горизонтальная скважина.
Ствол наклонно-направленной скважины значительно отходит от точки размещения буровой установки, что даёт возможность пробурить несколько скважин с одной площадки. Это особенно важно при работе в море или заболоченной местности. Сооружение нескольких скважин с одной площадки называется кустовым бурением.
Работая над дальнейшим повышением эффективности скважин, специалисты предложили создавать ветвящиеся скважины, подобные корневой системе растений. «Пока углеводороды извлекаются из горных пород с помощью фильтрации, скважинам нужны корни, как деревьям», — такое высказывание приписывается одному из энтузиастов многоствольного и многозабойного бурения А.Григоряну. Разница между этими способами заключается в том, что многоствольная скважина ветвится выше продуктивного пласта, а многозабойная скважина входит в пласт и там разделяется на несколько ответвлений.
Первая успешная многоствольная скважина была пробурена в Башкирии в 1953 году. Многие месторождения Башкирии тогда уже были значительно истощены, поэтому требовались технологии для увеличения нефтеотдачи. Скважина 66/45 имела 9 стволов, её дебит составил 120 м3 в сутки при показателях обычных скважин на уровне 7 м3 в сутки. К 80-му году в СССР было пробурено свыше сотни многоствольных скважин.
В 70-е и 80-е годы интерес к бурению наклонных и горизонтальных скважин стали проявлять западные страны. Значительные успехи были достигнуты во Франции и США. Прогрессу в области технологий бурения в какой-то мере способствовал поток специалистов, покидавших Россию в годы Перестройки. В числе уехавших из страны был и А.Григорян.
Технология создания горизонтальных скважин дала возможность эксплуатировать месторождения с низкопроницаемыми коллекторами, например, добывать так называемую «сланцевую нефть».
Не все скважины, пробуренные на месторождении, используются для добычи нефти и газа. Для определения и поддержания эффективного режима эксплуатации требуется множество скважин различного типа. По назначению их можно разделить на следующие группы:
* структурно-поисковые скважины, назначение которых — установление тектоники, стратиграфии, литологии, оценка продуктивности горизонтов;
* разведочные скважины, служащие для выявления продуктивных объектов, оконтуривания уже разрабатываемых нефтяных и газоносных пластов;
* эксплуатационные скважины, предназначенные для добычи нефти и газа из земных недр;
* опережающие добывающие скважины, позволяющие начать эксплуатацию месторождения с одновременным уточнением строения продуктивного пласта;
* нагнетательные скважины, применяемые для закачки в пласт воды или газа с целью поддержания требуемого давления;
* контрольные, оценочные и наблюдательные скважины — для наблюдения за
объектом разработки, определения начальной и остаточной водогазонефтенасыщенности пласта, отслеживания изменения параметров пласта;
* скважины для утилизации отходов.
Структурно-поисковые, разведочные, различные вспомогательные скважины чаще бывают вертикальными, эксплуатационные скважины — наклонно-направленными или горизонтальными.
См. также
См. также
10. Понятие скважина. Типы скважин
Главная \ Познавательно \ 10. Понятие скважина. Типы скважин
10. Понятие скважина. Типы
Так что же такое скважина?
Скважина буровая - горная выработка круглого сечения глубиной свыше 5м и диаметром обычно 75 - 300 мм, проводимая с помощью буровой установки. С. проходят с поверхности земли и из подземных горных выработок под любым углом к горизонту. Различают начало скважины (устье), дно (забой) и стенки скважины (ствол). Глубины скважин составляют от нескольких метров до 9 и более километров. При бурении разведочных скважин на твёрдые полезные ископаемые их диаметр обычно 59 и 76 мм, на нефть и газ 100 - 400 мм.
При проектировании конструкции нефтяной скважины исходят из следующих основных требований:
- конструкция скважины должна обеспечивать свободный доступ к забою глубинного оборудования и геофизических приборов;
- конструкция скважины должна предотвращать обрушение стенок скважины;
- конструкция скважины должна обеспечивать надежное разобщение всех пластов друг от друга, то есть она должна предотвращать перетекание флюидов из одного пласта в другой;
- кроме того, она должна обеспечивать возможность герметизации устья скважины при необходимости.
Давайте разберем, как строят скважины и какова их типовая конструкция на примере нефтяных скважин, которые бурят на месторождениях Удмуртии.
Сначала бурят ствол большого диаметра глубиной порядка 30 метров. Спускают металлическую трубу диаметром 324 мм, которая называется направление, и цементируют пространство между стенками трубы и стенками горной породы. Направление нам необходимо для того, чтобы верхний слой почвы не размывался при дальнейшем бурении. Далее продолжают бурение ствола меньшим диаметром до глубины примерно 500-800 м. Снова спускают колонну труб диаметром 168 мм и также цементируют пространство между колонной труб и стенками породы по всей длине. Это у нас кондуктор. Далее бурение возобновляют и бурят скважину уже до целевой глубины. Снова спускают колонну труб диаметром 146 мм, которая называется эксплуатационной колонной. Пространство между стенками труб и горной породой опять же цементируется от забоя скважины и вплоть до устья.
Зачем нам нужен кондуктор? До глубины порядка 500 метров расположена зона пресных вод с активным водообменном. Ниже глубины 500 м (глубина может быть различна для разных регионов) идет зона затрудненного водообмена с солеными водами, а также другими флюидами (нефтью, газами). Кондуктор нам необходим в качестве дополнительной защиты, предотвращающей возможность засолонения пресных вод и попадания в них вредных веществ с нижележащих пластов.
Между кондуктором и эксплуатационной колонной в некоторых случаях (например, при большой глубине скважины) спускают промежуточную (техническую) колонну.
В зависимости от геологических условий нефтяного месторождения бурят различные типы скважин. Нефтяная скважина может быть пробурена как:
- вертикальная;
- наклонно-направленная;
- горизонтальная;
- многоствольная или многозабойная
Вертикальная скважина – это скважина, у которой угол отклонения ствола от вертикали не превышает 5°.
Если угол отклонения от вертикали больше 5°, то это уже наклонно-направленная скважина.
Горизонтальной скважиной (или горизонтальным стволом скважины) называют скважину, у которой угол отклонения ствола от вертикали составляет 80-90°. Но здесь есть один нюанс. Так как «в природе нет прямых линий» и продуктивные нефтенасыщенные пласты залегают в недрах земли, как правило, с некоторым наклоном, а часто с довольно крутым наклоном, то на практике получается, что нет никакого смысла бурить горизонтальную скважину под углом приблизительно равным 90°. Логичнее пробурить ствол скважины вдоль пласта по наиболее оптимальной траектории. Поэтому в более широком смысле, под горизонтальной скважиной понимают скважину, имеющую протяженную фильтровую зону - ствол, пробуренный преимущественно вдоль напластования целевого пласта в определенном азимутальном направлении.
Скважины с двумя и более стволами называют многоствольными (многозабойными).
Чем отличается многоствольная скважина от многозабойной?
Многоствольные скважины, также как и многозабойные, имеют основной ствол и один или несколько дополнительных. Ключевым отличием является расположение точки разветвления стволов. Если точка находится выше продуктивного горизонта, на который пробурена скважина, то скважину называют многоствольной (МСС). Если же точка разветвления стволов находится в пределах продуктивного горизонта, то скважину называют многозабойной (МЗС).
Другими словами, если основной ствол скважины пробурен вплоть до продуктивного горизонта и уже в самом продуктивном горизонте из него пробурен один или несколько дополнительных стволов, то это многозабойная скважина (МЗС). В этом случае скважина пересекает верхнюю границу продуктивного горизонта только в одной точке.
Если же дополнительные стволы скважины забурены из основного ствола выше продуктивного горизонта и, таким образом, скважина имеет больше одной точки пересечения с продуктивным горизонтом или, как вариант, дополнительные стволы пробурены на разные горизонты, то это многоствольная скважина (МСС).
Категории скважин
По своему назначению скважины подразделяются на следующие категории:
- поисковые;
- разведочные;
- эксплуатационные.
Поисковые скважины – это скважины, которые бурят с целью поиска новых залежей (месторождений) нефти и газа.
Разведочные скважины бурят на площадях с уже установленной нефтегазоносностью для уточнения запасов нефти и газа, а также для сбора и уточнения исходных данных, необходимых для составления проекта (технологической схемы) разработки месторождения.
При проектировании и разработке нефтяных месторождений выделяются следующие группы эксплуатационных скважин:
- основной фонд добывающих и нагнетательных скважин;
- резервный фонд скважин;
- контрольные (наблюдательные и пьезометрические) скважины;
- оценочные скважины;
- специальные (водозаборные, поглощающие и др.
) скважины;
- скважины-дублеры.
Добывающие (нефтяные и газовые) скважины предназначены для извлечения из залежи нефти, нефтяного и природного газа, газоконденсата и других сопутствующих компонентов. В зависимости от способа подъема жидкости добывающие скважины подразделяются на фонтанные, газлифтные и насосные.
Нагнетательные скважины предназначены для воздействия на продуктивные пласты путем нагнетания в них воды, газа, пара и других рабочих агентов. В соответствии с принятой системой воздействия нагнетательные скважины могут быть законтурными, приконтурными и внутриконтурными. В процессе разработки в число нагнетательных скважин в целях переноса нагнетания, создания дополнительных и развития существующих линий разрезания, организации очагового заводнения могут переводиться добывающие скважины.
Часть нагнетательных скважин может временно использоваться в качестве добывающих.
Резервный фонд скважин предусматривается с целью вовлечения в разработку отдельных линз, зон выклинивания и застойных зон, которые не вовлекаются в разработку скважинами основного фонда в пределах контура их размещения. Количество резервных скважин обосновывается в проектных документах с учетом характера и степени неоднородности продуктивных пластов (их прерывистости), плотности сетки скважин основного фонда и т. д.
Контрольные (наблюдательные и пьезометрические) скважины предназначаются:
- наблюдательные - для периодического наблюдения за изменением положения водонефтяного, газонефтяного и газоводяного контактов, за изменением нефтеводогазонасыщенности пласта в процессе разработки залежи;
- пьезометрические - для систематического измерения пластового давления в законтурной области, в газовой шапке и в нефтяной зоне пласта. Количество и местоположение контрольных скважин определяется в проектных документах на разработку.
Оценочные скважины бурятся на разрабатываемых или подготавливаемых к пробной эксплуатации месторождениях (залежах) с целью уточнения параметров и режима работы пластов, выявления и уточнения границ обособленных продуктивных полей, оценки выработки запасов нефти отдельных участков залежи в пределах контура запасов категории А+В+С1.
Специальные скважины предназначаются для добычи технической воды, сброса промысловых вод, подземного хранения газа, ликвидации открытых фонтанов. К специальным относятся водозаборные, поглощающие скважины:
- водозаборные скважины предназначаются для водоснабжения при бурении скважин, а также систем поддержания пластового давления в процессе разработки.
- поглощающие скважины предназначены для закачки промысловых вод с разрабатываемых месторождений в поглощающие пласты.
Скважины-дублеры предусматриваются для замены фактически ликвидированных из-за старения (физического износа) или по техническим причинам (в результате аварий при эксплуатации) добывающих и нагнетательных скважин.
Литература:
1. Норман Дж. Хайн. Геология, разведка, бурение и добыча нефти. М.: ЗАО «Олимп-Бизнес», 2008г. – 752 стр.
2. Грей Форест. Добыча нефти. Переведено с английского М.: ЗАО «Олимп-Бизнес», 2001г. – 416 стр.: ил. – (Серия «Для профессионалов и неспециалистов»).
3. http://vseonefti.ru
Подготовил: Легковский А.А.
Статья создана исключительно в информационно-познавательных целях и может быть удалена по просьбе автора или правообладателя входящих в нее материалов.
Благодарим за внимание!
Узнайте о частных колодцах
На этой странице:
- Типы скважин
- Компоненты колодца
- Расположение скважин и строительство
Типы колодцев 1
Существуют три типа частных колодцев с питьевой водой.
- Вырытые/пробуренные колодцы — это ямы в земле, выкопанные лопатой или экскаватором. Их облицовывают (облицовывают) камнями, кирпичом, плиткой или другим материалом для предотвращения обрушения. Выкопанные колодцы имеют большой диаметр, неглубокие (примерно от 10 до 30 футов в глубину) и не обсажены непрерывно.
- Забивные колодцы сооружаются путем забивания трубы в землю.
Забивные скважины обсажены непрерывно и неглубоко (глубиной примерно от 30 до 50 футов). Хотя забивные колодцы обсажены, они могут быть легко загрязнены, потому что они берут воду из водоносных горизонтов у поверхности. Эти колодцы берут воду из водоносных горизонтов у поверхности.
- Скважины сооружаются ударным или вращательным бурением. Пробуренные скважины могут иметь глубину в тысячи футов и требуют установки обсадной колонны. Пробуренные скважины имеют меньший риск загрязнения из-за их глубины и использования непрерывной обсадной колонны.
1. Описания колодцев взяты из Геологической службы США, Колодцы подземных вод (2018 г.)
Компоненты колодца
2Ниже приведены описания основных компонентов частного колодца.
- Обсадная колонна колодца представляет собой трубчатую конструкцию , размещаемую в колодце для поддержания раскрытия колодца от целевых грунтовых вод до поверхности.
Наряду с цементным раствором обсадная труба удерживает грязь и лишнюю воду от попадания в колодец. Это помогает предотвратить попадание загрязняющих веществ из менее желательных грунтовых вод в колодец и их смешивание с питьевой водой. В некоторых штатах и местных органах власти действуют законы, требующие минимальной длины корпуса. Наиболее распространенными материалами для обсадных труб являются углеродистая сталь, пластик и нержавеющая сталь. Местная геология часто диктует, какой тип обсадной трубы можно использовать.
- Колпачки для колодца надеваются на обсадную трубу колодца, чтобы предотвратить попадание в колодец мусора, насекомых или мелких животных. Крышки колодцев обычно изготавливаются из алюминия или пластика. Они включают вентиляционное отверстие для контроля давления во время откачки скважины.
- Колодезные фильтры прикрепляются к нижней части обсадной колонны, чтобы предотвратить попадание слишком большого количества осадка в колодец.
Наиболее распространенными скважинными фильтрами являются сплошные щелевые, щелевые трубы и перфорированные трубы.
- Адаптер для безямного монтажа – это соединитель, который позволяет трубе, по которой вода поступает на поверхность, оставаться ниже линии промерзания. Обеспечивает соблюдение санитарной и морозостойкой герметизации.
- Струйные насосы являются наиболее часто используемыми насосами для неглубоких скважин (глубиной 25 футов или менее). Струйные насосы устанавливаются над землей и используют всасывание для забора воды из скважины.
- Погружные насосы — наиболее часто используемые насосы для глубоких частных колодцев. Насосный агрегат размещается внутри обсадной колонны скважины и подключается к источнику питания на поверхности.
Совет по водным системам располагал более подробной схемой компонентов колодца и другими учебными материалами для владельцев колодцев
2. Описания компонентов колодцев взяты из материалов Национальной ассоциации подземных вод
Расположение и конструкция колодца
Правильное расположение и конструкция колодца являются ключом к безопасности вашей колодезной воды. Колодец должен располагаться так, чтобы от него стекала дождевая вода. Дождевая вода может собирать вредные бактерии и химические вещества с поверхности земли. Если эта вода скапливается рядом с вашим колодцем, она может просочиться в него и потенциально вызвать проблемы со здоровьем. У Центра по контролю за заболеваниями (CDC) есть отличная веб-страница, посвященная размещению скважин.
Надлежащее строительство колодца зависит от местных геологических условий и состояния грунтовых вод. Ваше государственное агентство по лицензированию подрядчиков по строительству колодцев, местный отдел здравоохранения или местный специалист по системе водоснабжения могут предоставить информацию о правильном строительстве колодца. Национальная ассоциация подземных вод (NGWA) предоставляет руководство по найму специалиста по системам водоснабжения, в котором рассматриваются основные вопросы.
Убедитесь, что все бурильщики водяных скважин и установщики насосных скважин, с которыми вы работаете, связаны и застрахованы. Если это требуется в вашем штате, убедитесь, что ваш подрядчик по грунтовым водам имеет лицензию и сертификат. Посетите Национальную ассоциацию подземных вод , чтобы найти рядом с вами сертифицированных подрядчиков по водоснабжению. NGWA применяет собственную программу добровольной сертификации подрядчиков . Это позволяет бурильщикам и установщикам скважинных насосов получать национальную сертификацию обучения в дополнение к государственным требованиям. Некоторые штаты фактически используют экзамены Ассоциации в качестве теста для получения лицензии.
Свяжитесь с нами, чтобы задать вопрос, оставить отзыв или сообщить о проблеме.
Последнее обновление: 2 декабря 2022 г.
Три типа колодцев | Системы колодезной воды CT
Многие люди считают наличие свежей и чистой воды само собой разумеющимся, но эффективная система колодцев заслуживает большей похвалы. Системы водоснабжения скважин с ГНКТ, как правило, имеют одну из трех различных форм: пробуренные скважины, забивные скважины и вырытые скважины. Ниже приводится обзор этих трех важных типов скважин:
1. Пробуренные скважины
Пробуренные скважины являются наиболее распространенными системами водоснабжения скважин, которые использует ГНКТ. Для сохранения целостности им требуется корпус с морским приводом, и они могут уходить в землю на глубину до 1000 футов. Буровые скважины могут быть сооружены роторно-буровыми машинами или тросовым инструментом (ударным).
Обсадная колонна и экран необходимы для пробуренных скважин, которые проникают в рыхлый материал, чтобы предотвратить обрушение и приток наносов. Пространство вокруг корпуса герметизируют тампонажным материалом из бентонитовой глины или чистого цемента. Это помогает предотвратить загрязнение от воды, стекающей с поверхности на наружную поверхность корпуса.
2. Забивные колодцы
Забивные колодцы – это самые простые и основные скважинные насосы, используемые жителями CT. Этот тип колодца выкапывается только на глубину около 30 футов при ручном приводе, но может быть глубиной 50 футов и более при механическом приводе. Их сооружают забивкой трубы малого диаметра в водоносный, мелкий гравий или песок.
Экранированную скважинную точку обычно сначала устанавливают на дне обсадной колонны. Эти скважины наиболее экономичны в строительстве; однако они эффективны только на мелководье и подвержены риску загрязнения поверхностными источниками из-за отсутствия герметизации цементным раствором.
3. Вырытые колодцы
Третий тип колодца представляет собой вырытый колодец, созданный путем ручного рытья с помощью ручной лопаты. Исторически так выкапывались все колодцы. Копание продолжается за уровнем грунтовых вод до тех пор, пока поступающая вода не превысит скорость черпания экскаватора.
Вырытые колодцы традиционно облицовывают кирпичами, камнями, черепицей или другим упругим материалом для предотвращения обрушения. Они покрыты деревом, камнем, плиткой или бетоном. Однако из-за своей мелкой и рудиментарной природы они очень подвержены загрязнению. Имея гораздо лучшие варианты, вырытые колодцы не рекомендуются.