Способы бурения скважин на нефть и газ

Какие способы применяются при бурении нефтяных и газовых скважин

При разработке месторождений нефти и газа могут использоваться различные способы бурения нефтяных и газовых скважин. Каждый из них обуславливается не только экономической выгодой, но также и удобством при проведении работ. Оптимальный способ бурения обычно выбирается специалистами, которые будут в дальнейшем проводить работы на участке. Формирование ствола скважины - сложный процесс, поэтому требует привлечения опытных специалистов, которые имеют всё необходимое оборудование, а также соответствующую квалификацию.

Способы бурения нефтяных скважин

Бурение скважин разделяется на несколько разновидностей. Основным разделением является способ воздействия и характер разрушения пород, вид долота. Каждый вид подразумевает разделение ещё на несколько подвидов, поэтому решение о выборе способа принимается с учетом различных параметров.

Разновидности бурения скважин по способу воздействия

При воздействии на породы механическим или немеханическим способом солиста добиваются одинакового результата, но разными способами. Механический способ предполагает непосредственный контакт бурового инструмента с породой. При бурении скважин немеханическим способом буровая техника не соприкасается с горным массивом, но данные методы находятся только в разработке, поэтому не применяются для разработки газовых и нефтяных месторождений.

Механические способы

Механическая разработка пород происходит при помощи ударного либо вращательного бурения. Ударный метод предполагает использование долота, которая подвешивается на канате. Когда происходит углубление скважины длину каната увеличивают. Способ обеспечивает цилиндричность отверстий благодаря постоянному повороту во время пробуривания. Каждый раз когда в скважине образуется насыпь породы забой очищается и происходит дальнейшее углубление отверстия. Так как при бурении возможно осыпание породы, то в скважину монтирует специальную трубу, которая предотвращает деформацию стенок. Хоть способ достаточно популярный, но при разработке скважины для нефти и газа его практически не используют.

Вращательный метод предполагает разработку скважин при помощи долота, которое вращается под осевой нагрузкой. Вращение передаётся долоту при помощи колонны бурильных труб, если крутящий момент находится на поверхности земли, либо же при помощи забойного мотора, установленного над долотом. Бур защищен от проникновения жидкости и работает от кабеля, который тянется с поверхности.

Способы бурения скважин на нефть по характеру разрушения горных пород

Горные породы могут разрушаться при помощи сплошного или колонкового бурения. Во время сплошного бурения породы разрушаются на всей площади забоя. Это позволяет добиться ровного круглого отверстия, в которое легко вгонять трубы. Колонковое бурение предполагает разрушение породы только на определенном участке. Колонковое бурение выполняется составлением скважине стержня - керна. Этот кусок породы используют для дальнейшего изучения геологами.

Виды долота

Всего существует 3 вида долота:

Режуще-скалывающего действия. Разрушение породы осуществляется при помощи специальных лопастей. Также долото ещё называют лопастным.
Дробяще-скалывающего действия. На шарошках расположены специальные зубья, которые разрушают породу. Вторым названием является шарошечное, так как рабочая часть находится именно на этом участке спецоборудования.
Режуще-истирающего действия. На торцевой части долота могут быть расположены твердосплавные штыри либо алмазные зёрна, которые воздействуют на породу.

Каждый вид выбирается в зависимости от твердости породы, глубины выработки, а также места, в котором происходит разрушение. При кажущейся легкости выбора типа неопытные специалисты не могут правильно определить нужный вид, что может привести к выходу из строя спецоборудования. Инструменты режуще-истирающего образца целесообразно применять при некоторых способах бурения скважин на нефть и газ и глубине бурения более 300 м. Использование шарошечных долот целесообразно на почвах с различными свойствами. Лопастные инструменты применяются при проходке мягких грунтов, которые не отличаются высокой вязкостью.

Также виды могут разделяться по его назначению. Чаще всего используются долота сплошного бурения, которые выполняют разрушение породы одновременно с извлечением ее из скважины. Колонковое применяется в случаях когда Необходимо извлечь керн. Данный вид оборудования позволяет изучить породу, а также узнать наличие в ней ценных металлов и минералов. Спецдолото используется для расширения скважины либо изменения направления.

gorgeomeh.ru

Способы бурения нефтяных и газовых скважин.

Формирование ствола скважины в процессе бурения осуществляется за счет постоянного разрушения горных пород на забое тем или иным способом. Существует много способов разрушения горных пород.

Бурение скважин на нефть и газ по способу воздействия на горные породы	Бурение скважин на нефть и газ по характеру разрушения горных пород на забое
НЕМЕХАНИ-ЧЕСКИЕ СПОСОБЫ	МЕХАНИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ	Сплошное	Колонковое
Ударные	Вращательные
Химический	Ударно-канатный	Роторный
Термохимический	Ударный на штангах	С помощью системы верхнего привода
Электроимпульсный	Пневмоудар-ный	С помощью забойных двигателей (гидравлические – турбобур, винтовой (объемный) забойный двигатель, электрический - электробур.
Вращательно-ударные и ударно-вращательные (комбинированные)

НЕМЕХАНИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ:

Разрушение породы возможно и без механического разрушения, например, под влиянием тепловых, электрических, высокочастотных электромагнитных и других полей. Вместо долот здесь используются буровые наконечники: плазмо – и термобуры, лазеры и др. устройства.

Однако одни из них не вышли из стадии лабораторных исследований, например химические и термохимические, другие (электроимпульсный) – за стадию опытно-промышленного внедрения.

МЕХАНИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ:

Поэтому основным способом бурения, применяемым в промышленности, является механический, основанный на разрушении горной породы силовым воздействием на нее специального породоразрушающего инструмента – долота.

При ударном бурении породоразрушающий инструмент (долото) совершает возвратно-поступательное движение вдоль оси скважины и наносит периодические удары по забою. Ударное разрушение забоя и вынос частиц породы чередуются.

Способ ударно-канатного бурения характеризуется тем, что разрушение горной породы происходит под воздействием породоразрушающего инструмента, подвешенного на канате, который периодически приподнимают над забоем на сравнительно небольшую высоту (до 40-50 см) и сбрасывают. Разрушение горной породы происходит в результате ударов долота по забою. Образующийся на забое шлам периодически удаляют специальным инструментом (желонкой), который спускают в скважину на канате вместо долота.

Способ ударно-канатного бурения известен с древних времен.В настоящее время он используется в основном при разведочном бурении на россыпях, проходке взрывных скважин на карьерах и сооружении водоподъемных скважин; при бурении нефтяных скважин этот способ не используется.

Ударное бурение на штангахнапоминает предыдущий способ, но в отличие от него породоразрушающий инструмент спускают в скважину на колонне полых бурильных труб (штанг). Последняя имеет канал, по которому жидкость можно подавать к забою для удаления шлама.

В наше время способ практического применения не имеет.

Пневмоударный способ бурения –современное ударное бурение с выносом породы сжатым воздухом.

По сравнению с ударным вращательный способ бурения имеет существенное преимущество. Оно состоит в том, что породоразрушающий инструмент находится в постоянном контакте с забоем, вращаясь вокруг своей оси, а образующийся шлам непрерывно удаляется с забоя. Это преимущество обеспечило способу вращательного бурения за счет высокой производительности широкое применение.

Разрушение породы при вращательном бурении происходит при одновременном воздействии силовой нагрузки и вращающего момента. Под действием силовой нагрузки, как правило, превышающей предел прочности пород на сжатие, долото внедряется в породу на некоторую глубину, а под действием вращающего момента скалывает, дробит и истирает ее.

При роторном бурении вращение долота осуществляется силовым приводом с поверхности Земли через гибкий вал (бурильную колонну).

При бурении с помощью забойных двигателей бурильная колонна не вращается, а вращение долота осуществляется забойным двигателем (турбобуром, электробуром или винтовым (объемным) двигателем), закрепленным снизу бурильной колонны над долотом.

Турбобур- это гидравлическая турбина, приводимая во вращение с помощью нагнетаемой в скважину промывочной жидкости.

ВЗД -это разновидность забойной гидравлической машины, в которой для преобразования энергии потока промывочной жидкости в механическую энергию вращательного движения использован винтовой механизм.

Электробур -это электродвигатель, защищенный от проникновения жидкости, питание к которому подается по кабелю с поверхности.

Преимуществами вращательного бурения с помощью забойных двигателей являются отсутствие непроизводительных затрат энергии на вращение многокилометровой колонны бурильных труб и преодоление трения о стенки скважины.

При сплошном бурении разрушается вся масса породы.

Колонковое бурение отличается тем, что забой скважины разрушается не сплошь, а выборочно с образованием кольцевого забоя. В скважине остается неразрушенный столбик (колонка горной породы) – керн. После подъема из скважины специальным колонковым снарядом керн используется как образец породы для геологического изучения.

Дата добавления: 2017-06-13; просмотров: 6938;

ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ МЕХАНИЧЕСКОГО ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ СКВАЖИН НА НЕФТЬ И ГАЗ — Студопедия

ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ БУРЕНИЯ СКВАЖИН

ЛЕКЦИЯ 2

В табл. 1.3.1. приведены некоторые наиболее используемые термины бурения, и определения для этих терминов. Данная терминология используется для всех хозяйственных отечественных отраслей, где используются в различных целях буровые скважины.

Таблица 1.3.1.

Термин для способа бурения

Определение

Вращательный способ передачи механической энергии Способы вращательного бурения: Роторный Турбинный Объемный Электробуром Алмазный Твердосплавный Дробовой Ударный способ передачи механической энергии Ударно-канатный Ударно-штанговый Ударно-вращательный способ передачи энергии

Механическое бурение, при котором разрушающее усилие создается непрерывным вращением породоразрушающего инструмента с приложенной к нему осевой нагрузкой Вращательное механическое бурение, при котором буровой снаряд вращается от станка вращателем роторного типа Вращательное механическое бурение, при котором породоразрушающий инструмент вращается от вала забойного двигателя – турбобура Вращательное бурение, при котором породоразрушающий инструмент вращается от вала винтового (объемного) забойного двигателя Вращательное бурение, при котором породоразрушающий инструмент вращается от вала забойного двигателя - электробура Вращательное бурение, при котором горная порода разрушается породоразрушающим инструментом, армированным алмазами Вращательное бурение, при котором горная порода разрушается породоразрушающим инструментом, армированным твердыми сплавами Вращательное бурение, при котором горная порода разрушается дробью, прижатой к забою специальной трубой – «дробовой» коронкой Механическое бурение, при котором разрушающее усилие создается ударами породоразрушающего инструмента о горную породу Ударное бурение, при котором возвратно-поступательное движение, создаваемое станком, передается породоразрушающему инструменту канатом Ударное бурение, при котором возвратно-поступательное движение, создаваемое станком, передается породоразрушающему инструменту бурильными трубами Механическое бурение, при котором разрушающее усилие создается в результате совместного воздействия ударов и вращения породоразрушающего инструмента

Для бурения скважин на нефть и газ по разным причинам используется не все из представленных выше способов передачи механической энергии к разрушаемой горной породе.

Распространенные в настоящее время способы механического вращательного бурения нефтегазовых скважин – роторное и с использованием забойных двигателей (турбобуров, винтовых машин, электробуров), - предполагают вращение прижатого осевой нагрузкой к горной породе рабочего инструмента, – долота (бурильной головки). Разрушенная порода удаляется из скважины закачиваемым в колонну труб и выходящим через заколонное пространство буровым раствором, пеной или газом.

studopedia.ru

Технология бурения нефтяных и газовых скважин — Студопедия

1. Последовательность проектирования конструкции скважины. Факторы, учитываемые при проектировании.

Конструкцию скважин на нефть и газ разрабатывают и уточняют в соответствии с конкретными геологическими условиями бурения в заданном районе. Она должна обеспечить выполнение поставленной задачи, т.е. достижение проектной глубины, вскрытие нефтегазоносной залежи и проведение всего намеченного комплекса исследований и работ в скважине, включая ее использование в системе разработки месторождения.

Конструкция скважины зависит от сложности геологического разреза, способа бурения, назначения скважины, способа вскрытия продуктивного горизонта и других факторов.

Исходные данные для проектирования конструкции скважины включают следующие сведения:

· назначение и глубина скважины;

· проектный горизонт и характеристика породы-коллектора;

· геологический разрез в месте заложения скважины с выделением зон возможных осложнений и указанием пластовых давлений и давлении гидроразрыва пород по интервалам;

· диаметр эксплуатационной колонны или конечный диаметр скважины, если спуск эксплуатационной колонны не предусмотрен.

Порядок проектирования конструкции скважины на нефть и газ следующий.

1. Выбираетсяконструкция призабойного участка скважины. Конструкция скважины в интервале продуктивного пласта должна обеспечивать наилучшие условия поступления нефти и газа в скважину и наиболее эффективное использование пластовой энергии нефтегазовой залежи.

2. Обосновывается требуемое количество обсадных колонн и глубин их спуска. С этой целью строится график изменения коэффициента аномальности пластовых давлений k, и индекса давлений поглощения kпогл.

3. Обосновывается выбор диаметра эксплуатационной колонны и согласовываются диаметры обсадных колонн и долот. Расчет диаметров ведется снизу вверх.

4. Выбираются интервалы цементирования. От башмака обсадной колонны до устья цементируются: кондукторы во всех скважинах; промежуточные и эксплуатационные колонны в разведочных, поисковых, параметрических, опорных и газовых скважинах; промежуточные колонны в нефтяных скважинах глубиной свыше 3000 м; на участке длиной не менее 500 м от башмака промежуточной колонны в нефтяных скважинах глубиной до 3004) м (при условии перекрытия тампонажным раствором всех проницаемых и неустойчивых пород).

Интервал цементирования эксплуатационных колонн в нефтяных скважинах может быть ограничен участком от башмака до сечения, расположенного не менее чем на 100 м выше нижнего конца предыдущей промежуточной колонны.

Все обсадные колонны в скважинах, сооружаемых в акваториях цементируются по всей длине.

2. Этапы проектирования гидравлической программы промывки
скважины буровыми растворами.

Под гидравлической программой понимается комплекс регулируемых параметров процесса промывки скважины. Номенклатура регулируемых параметров следующая: показатели свойств бурового раствора, подача буровых насосов, диаметр и количество насадок гидромониторных долот.

При составлении гидравлической программы предполагается:

- исключить флюидопроявления из пласта и поглощения бурового раствора;

- предотвратить размыв стенок скважины и механическое диспергирование транспортируемого шлама с целью исключения наработки бурового раствора;

- обеспечить вынос выбуренной горной породы из кольцевого пространства скважины;

- создать условия для максимального использования гидромониторного эффекта;

- рационально использовать гидравлическую мощность насосной установки;

- исключить аварийные ситуации при остановках , циркуляции и пуске буровых насосов.

Перечисленные требования к гидравлической программе удовлетворяются при условии формализации и решения многофакторной оптимизационной задачи. Известные схемы проектирования процесса промывки бурящихся скважин основаны на расчетах гидравлических сопротивлений в системе по заданным подаче насосов и показателям свойств буровых растворов.

Подобные гидравлические расчеты проводятся по следующей схеме. Вначале, исходя из эмпирических рекомендаций, задают скорость движения бурового раствора в кольцевом пространстве и вычисляют требуемую подачу буровых насосов. По паспортной характеристике буровых насосов подбирают диаметр втулок, способных обеспечить требуемую подачу. Затем по соответствующим формулам определяют гидравлические потери в системе без учета потерь давления в долоте. Площадь насадок гидромониторных долот подбирают исходя из разности между максимальным паспортным давлением нагнетания (соответствующим выбранным втулкам) и вычисленными потерями давления на гидравлические сопротивления.

3. Принципы выбора способа бурения: основные критерии выбора, учет
глубины скважины, температуры в стволе, осложненности бурения, проектного профиля и др. факторов.

Выбор способа бурения, разработка более эффективных методов разрушения горных пород на забое скважины и решение многих вопросов, связанных со строительством скважины, невозможны без изучения свойств самих горных пород, условий их залегания и влияния этих условий на свойства горных пород. [2]

Выбор способа бурения зависит от строения пласта, его коллекторских свойств, состава содержащихся в нем жидкостей и / или газов, числа продуктивных про-пластков и коэффициентов аномальности пластовых давлений. [4]

Выбор способа бурения базируется на сравнительной оценке его эффективности, которая определяется множеством факторов, каждый из которых в зависимости от геолого-методических требований ( ГМТ), назначения и условий бурения может иметь решающее значение. [5]

На выбор способа бурения скважины оказывает влияние также целевое назначение буровых работ. [6]

Рекомендуемые нагрузки на бурильные головки, кН.

При выборе способа бурения следует руководствоваться целевым назначением скважины, гидрогеологической характеристикой водоносного пласта и глубиной его залегания, объемом работ по освоению пласта. [8]

Сочетание параметров КНБК.

При выборе способа бурения кроме технико-экономических факторов следует учитывать, что, по сравнению с КНБК, на базе забойного двигателя роторные КНБК значительно технологичнее и надежнее в эксплуатации, устойчивее на проектной траектории. [9]

Зависимость отклоняющей силы на долоте от кривизны скважины для стабилизирующих КНБК с двумя центраторами.

При выборе способа бурения кроме технико-экономических факторов следует учитывать, что по сравнению с КНБК на базе забойного двигателя роторные КНБК значительно технологичнее и надежнее в эксплуатации, устойчивее на проектной траектории. [10]

Для обоснования выбора способа бурения в надсолевых отложениях и подтверждения изложенного выше вывода о рациональном способе бурения были проанализированы технические показатели турбинного и роторного бурения скв. [11]

В случае выбора способа бурения с забойными гидравлическими двигателями, после расчета осевой нагрузки на долото необходимо выбрать тип забойного двигателя. Этот выбор осуществляется с учетом удельного момента на вращение долота, осевой нагрузки на долото и плотности бурового раствора. Технические характеристики выбранного забойного двигателя учитываются при проектировании частоты оборотов долота и гидравлической программы промывки скважины. [12]

Вопрос о выборе способа бурения должен решаться на основе технико-экономического обоснования. Основным показателем для выбора способа бурения является рентабельность - себестоимость 1 м проходки. [1]

Прежде чем приступить к выбору способа бурения для углубления ствола с использованием газообразных агентов, следует иметь в виду, что их физико-механические свойства вносят вполне определенные ограничения, так как некоторые типы газообразных агентов неприменимы для ряда способов бурения. На рис. 46 показаны возможные сочетания различных типов газообразных агентов с современными способами бурения. Как видно из схемы, наиболее универсальными с точки зрения использования газообразных агентов являются способы бурения ротором и электробуром, менее универсальным - турбинный способ, который применяется только при использовании аэрированных жидкостей. [2]

Энерговооруженность ПБУ меньше влияет на выбор способов бурения и их разновидностей, чем энерговооруженность установки для бурения на суше, так - как кроме непосредственно бурового оборудования ПБУ оснащена вспомогательным, необходимым для ее эксплуатации и удержания на точке бурения. Практически буровое и вспомогательное оборудование работает поочередно. Минимально необходимая энерговооруженность ПБУ определяется энергией, потребляемой вспомогательным оборудованием, которая бывает больше необходимой для бурового привода. [3]

Восьмой, раздел технического проекта посвящен выбору способа бурения, типоразмеров забойных двигателей и буровых долог, разработке режимов бурения. [4]

Другими словами, выбор того или иного профиля скважины обусловливает в значительной степени выбор способа бурения, типа долота, гидравлической программы бурения, параметров режима бурения и наоборот. [5]

Транспортабельность ПБУ не зависит от металлоемкости и энерговооруженности оборудования и не влияет на выбор способа бурения, так как ее буксируют без демонтажа оборудования. [6]

Другими словами, выбор того или иного типа профиля скважины обусловливает в значительной степенивыбор способа бурения, типа долота, гидравлической программы бурения, параметров режима бурения и наоборот. [7]

Параметры качки плавучего основания следует определять расчетным путем уже на начальных стадиях проектирования корпуса, так как от этого зависит рабочий диапазон волнения моря, при котором возможна нормальная и безопасная работа, а также выбор способа бурения, систем и устройств для снижения влияния качки на рабочий процесс. Снижение качки может быть достигнуто рациональным подбором размеров корпусов, взаимным их расположением и применением пассивных и активных средств борьбы с качкой. [8]

Наиболее распространенным методом разведки и эксплуатации подземных вод остается бурение скважин и колодцев. Выбор способа бурения определяют: степень гидрогеологической изученности района, цель работ, требуемая достоверность получаемой геолого-гидрогеологической информации, технико-экономические показатели рассматриваемого способа бурения, стоимость 1 м3 добываемой воды, срок существования скважины. На выбор технологии бурения скважин влияют температура подземных вод, степень их минерализации и агрессивность по отношению к бетону ( цементу) и железу. [9]

При бурении сверхглубоких скважин предупреждение искривления стволов имеет очень важное значение в связи с отрицательными последствиями кривизны скважины при ее углублении. Поэтому при выборе способов бурения сверхглубоких скважин, и особенно их верхних интервалов, внимание следует уделять сохранению вертикальности и прямолинейно-ти ствола скважины. [10]

Вопрос о выборе способа бурения должен решаться на основе технико-экономического обоснования. Основным показателем для выбора способа бурения является рентабельность - себестоимость 1 м проходки. [11]

Так, скорость вращательного бурения с промывкой глинистым раствором превышает скорость ударно-канатного бурения в 3 - 5 раз. Поэтому решающим фактором при выборе способа бурения должен быть экономический анализ. [12]

Технико-экономическая эффективность проекта на строительство нефтяных и газовых скважин во многом зависит от обоснованности процесса углубления и промывки. Проектирование технологии этих процессов включает в себя выбор способа бурения, типа породо-разрушающего инструмента и режимов бурения, конструкции бурильной колонны и компоновки ее низа, гидравлической программы углубления и показателей свойств бурового раствора, типов буровых растворов и необходимых количеств химических реагентов и материалов для поддержания их свойств. Принятие проектных решений обусловливает выбор типа буровой установки, зависящей, помимо этого, от конструкции обсадных колонн п географических условий бурения. [13]

Применение результатов решений задачи создает широкую возможность проведения глубокого, обширного анализа отработки долот в большом количестве объектов с самыми разнообразными условиями бурения. При этом возможна также подготовка рекомендаций по выбору способов бурения, забойных двигателей, буровых насосов и промывочной жидкости. [14]

В практике сооружения скважин на воду получили распространение следующие способы бурения: вращательный с прямой промывкой, вращательный с обратной промывкой, вращательный с продувкой воздухом и ударно-канатный. Условия применения различных способов бурения определяются собственно техническими и технологическими особенностями буровых установок, а также качеством работ по сооружению скважин. Следует отметить, что при выборе способа бурения скважин на воду необходимо учитывать не только скорость проходки скважин и технологичность метода, но и обеспечение таких параметров вскрытия водоносного пласта, при которых деформация пород в призабойной зоне наблюдается в минимальной степени и ее проницаемость не снижается в сравнении с пластовой. [1]

Значительно сложнее выбрать способ бурения для углубления вертикального ствола скважины. Если при разбуривании интервала, выбранного исходя из практики бурения с использованием буровых растворов, можно ожидать искривления вертикального ствола, то, как правило, применяют пневмоударники с соответствующим типом долота. Если искривления не наблюдается, то выбор способа бурения осуществляется следующим образом. Для мягких пород ( мягкие сланцы, гипсы, мел, ангидриты, соль и мягкие известняки) целесообразно применять бурение электробуром с частотами вращения долота до 325 об / мин. По мере увеличения твердости горных пород способы бурения располагаются в следующей последовательности: объемный двигатель, роторное бурение и ударно-вращательное бурение. [2]

С точки зрения повышения скорости и снижения себестоимости сооружения скважин с ПБУ интересен способ бурения с гидротранспортом керна. Этот способ при исключении отмеченных выше ограничений его применения может использоваться при разведке россыпей с ПБУ на поисковой и поисково-оценочной стадиях геологоразведочных работ. Стоимость бурового оборудования независимо от способов бурения не превышает 10 % общей стоимости ПБУ. Поэтому изменение стоимости только бурового оборудования не оказывает существенного влияния на стоимость изготовления и обслуживания ПБУ и на выбор способа бурения. Увеличение стоимости ПБУ оправдано лишь в том случае, если оно улучшает условия работы, повышает безопасность и скорость бурения, сокращает количество простоев из-за метеоусловий, расширяет по времени сезон буровых работ. [3]

4. Выбор типа долота и режима бурения: критерии выбора, способы получения информации и ее обработки для установления оптимальных режимов, регулирования величины параметров.

Выбор долота производят на основе знания горных пород (г/п) слагающих данный интервал, т.е. по категории твердости и по категории абразивности г/п.

В процессе бурения разведочной, а иногда и эксплуатацинной скважины периодически отбираются породы в виде нетронутых целиков (кернов) для составления стратиграфиеского разреза, изучения литологической характеристики пройденных пород, выявления содержания нефти, газа в порах пород и т. д.

Для извлечения на поверхность керна применяют колонковые долота (рис. 2.7). Состоит такое долото из бурильной головки 1 и колонкового набора, присоединенного к корпусу бурильной головки с помощью резьбы.

Рис. 2.7. Схема устройства колонкового долота: 1 — бурильная головка; 2 — керн; 3 — грунтоноска; 4 — корпус колонкового набора; 5 — шаровой клапан

В зависимости от свойств породы, в которой осуществляется бурение с отбором керна, применяют шарошечные, алмазные и твердосплавные бурильные головки.

Режим бурения - сочетание таких параметров, которые существенно влияют на показатели работы долота, которые бурильщик может изменить со своего пульта.

Pд [кН] – нагрузка на долото, n [об/мин] – частота вращения долота, Q [л/с] – расход(подача) пром. ж-ти, H [м] – проходка на долото, Vм [м/час] – мех. скорость проходки, Vср=H/tБ – средняя,

Vм(t)=dh/dtБ – мгновенная, Vр [м/час] – рейсовая скорость бурения, Vр=H/(tБ + tСПО + tВ), C [руб/м] – эксплуатационные затраты на 1м проходки, C=(Cд+Сч(tБ + tСПО + tВ))/H, Cд – себестоимость долота; Cч – стоимость 1часа работы бур. обор.

Этапы поиска оптимального режима - на стадии проектирования - оперативная оптимизация режима бурения - корректировка проектного режима с учетом инф., полученной в процессе бурения.

В процессе проектирования мы используем инф. полученную при бурении скв. в данном

регионе, в аналог. усл., данные по гоелог. разрезу скв., рекомендаций завода-изготовителя бур. инстр., рабочих хар-к забойных двигателей.

2 способа выбора долота на забое: графический и аналитический.

Шарошки в бурильной головке смонтированы таким образом, чтобы порода в центре забоя скважины при бурении не разрушалась. Это создает условия для образования керна 2. Существуют четырёх-, шести- и далее восьмишарошечные бурильные головки, предназначенные для бурения с отбором керна в различных породах. Расположение породоразрушающих элементов в алмазных и твердосплавных бурильных головках также позволяет разрушать горную породу только по периферии забоя скважины [30].

Образующаяся колонка породы поступает при углублении скважины в колонковый набор, состоящий из корпуса 4 и колонковой трубы (грунтоноски) 3. Корпус колонкового набора служит для соединения бурильной головки с бурильной колонной, размещения грунтоноски и защиты её от механических повреждений, а также для пропуска промывочной жидкости между ним и грунтоноской. Грунтоноска предназначена для приёма керна, сохранения его во время бурения и при подъеме на поверхность. Для выполнения этих функций в нижней части грунтоноски устанавливаются кернорватели и кернодержатели, а вверху — шаровой клапан 5, пропускающий через себя вытесняемую из грунтоноски жидкость при заполнении её керном.

По способу установки грунтоноски в корпусе колонкового набора и в бурильной головке существуют колонковые долота со съемной и несъёмной грунтоноской.

Колонковые долота со съемной грунтоноской позволяют поднимать грунтоноску с керном без подъема бурильной колонны. Для этого в бурильную колонну спускают на канате ловитель, с помощью которого извлекают из колонкового набора грунтоноску и поднимают ее на поверхность. Затем, используя этот же ловитель, спускают и устанавливают в корпусе колонкового набора порожнюю грунтоноску, и бурение с отбором керна продолжается.

Колонковые долота со съемной грунтоноской применяют при турбинном бурении, а с несъемной — при роторном.

5. Принципиальная схема опробования продуктивного горизонта с помощью пластоиспытателя на трубах.

Пластоиспытатели весьма широко используются в бурении и позволяют получить наибольший объем информации об опробуемом объекте. Современный отечественный пластоиспытатель состоит из следующих основных узлов: фильтра, пакера, собственно опробывателя с уравнительным и главным впускным клапанами, запорного клапана и циркуляционного клапана.

6. Принципиальная схема одноступенчатого цементирования. Изменение давления в цементировочных насосах, участвующих в этом процессе.