Свердловина

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Свердлови́на (рос. скважина; англ. well, drilling hole, borehole; нім. Bohrloch) — гірнича виробка, глибокий, вузький круглого перерізу отвір у ґрунті, зроблений буровим інструментом.

Загальний опис[ред.ред. код]

Свердловина, як правило,циліндричної форми,[1] великої довжини і малого (порівняно з довжиною) діаметра, яку споруджують за допомогою спеціальних інструментів і механізмів без доступу в неї людини.

Свердловини бурять з поверхні суходолу або з моря, з підземних гірничих виробок. Початок свердловини на поверхні називають гирлом (устям), а дно – вибоєм. Гірнича виробка утворює отвір або стовбур свердловини, бічна поверхня якого називається стінкою свердловини. Розрізняють дослідницькі, експлуатаційні, гірничотехнічні та будівельні С. Крім того, є вентиляційні та дегазаційні С. Свердловина – основна гірнича виробка, яка застосовується для розвідки та експлуатації рідких та газоподібних корисних копалин. Як правило, глибина С. більша 5 м, а діаметр більше 75 см.

Класифікація[ред.ред. код]

Умовні позначення для зображень свердловин на картах і планах

Бурові свердловини поділяють за:
глибиною

  • мілкі — глибиною до 2000 м (з них переважна більшість — до декількох сотень м),
  • середні — до 4500 м,
  • глибокі — до 6000 м,
  • надглибокі — понад 6000 м. Довжина (глибина) найбільших бурових свердловин понад 12 км (Кольська надглибока).

положенням осі стовбура і конфігурацією

  • вертикальні, горизонтальні, похилі;
  • нерозгалужені, розгалужені, поодинокі та кущові.

призначенням

  • дослідні — для дослідження земної кори,
    • картувальні — для вирішення задач геологічного картування
    • структурно-пошукові
    • опорно-геологічні
    • опорно-технологічні
    • інженерно-геологічні
    • параметричні
    • пошукові — для пошуків покладів користних копалин
    • розвідувальні — для розвідки глибинної геологічної будови регіону
  • експлуатаційні (видобувні, розробні) — для розробки родовищ корисних копалин

за розроблюваним покладом:

  • нафтового покладу
  • газового покладу
  • конденсатного покладу
  • водяного покладу

за принципом дії на пласт

  • видобувні
  • нагнітальні

за категорією:

  • оцінювальні
  • п'єзометричні
  • спостережні

за станом:

  • діючі
  • в ремонті
  • недіючі
  • законсервовані
  • ліквідовані



  • будівельні — для будівництва різних споруд (мостів, причалів, фундаментів, паль і основ, підземних сховищ для рідин і газів, водоводів, продуктопроводів тощо),
  • гірничотехнічні — для будівництва й експлуатації гірничих споруд
    • вибухові (на них припадають найбільші обсяги буріння)
    • заморожувальні
    • тампонажні
    • вентиляційні
    • водовідливні

Категорії свердловин[ред.ред. код]

Категорії свердловин, (від грец. χατηγορία — ознака) (рос. категории скважин; англ. well categories; нім. Sondenkategorien f pl) — виділені при обліку і плануванні видобутку нафти (газу) дві категорії свердловин, що складають експлуатаційний фонд і розрізняються за часом введення в експлуатацію незалежно від їх стану в розглядуваному періоді — категорії старих і нових свердловин.

Конструкція і елементи свердловин[ред.ред. код]

Бурова установка свердловини.jpg
Конструкція пошукової свердловини на газ

У бурових свердловин виділяють гирло (устя), стовбур і дно (вибій).

Залежно від глибини і призначення, умов буріння стінки свердловин закріплюють або залишають незакріпленими. Кріплення стовбура не проводять для гірничотехнічних (наприклад, вибухових) й інших свердловин невеликої глибини (до 50 м), пробурених у стійких скельних масивах.

Свердловини, призначені для експлуатації і досліджень, в процесі спорудження кріплять.
Вони мають найскладнішу конструкцію, яка визначається

  • розмірами частин стовбура, обсадних колон і цементного кільця в просторі за обсадними колонами;
  • видом і кількістю обсадних колон;
  • обладнанням обсадних колон, гирла і вибою свердловини.

Обсадні колони призначені для кріплення стінки частин стовбура свердловини й ізоляції зон різних ускладнень, а також продуктивної товщі від решти частини геологічного розрізу. Як правило, вони зґвинчуються (зварюються) із сталевих труб, у мілких свердловинах застосовують обсадні труби з пластмаси і азбоцементу. Див. Експлуатаційна колона.

Види обсадних колон:

  • напрямна — перша обсадна колона (довжиною до 30 м і діаметром 1000–578 мм), яку опускають у верхню (напрямну) частину стовбура, щоб ізолювати верхній наносний шар ґрунту і відвести висхідний потік бурового агента із стовбура свердловини в очисну систему, цементується по всій довжині.,
  • кондукторна — друга обсадна колона, (діаметром 426 мм) яка опускається у стовбур свердловини, призначена для перекриття верхніх нестійких відкладів, водоносних і поглинальних пластів, зон вічномерзлих порід тощо. На неї встановлюють противикидне обладнання, кільцевий простір за колоною звичайно цементують по всій довжині,
  • проміжна (технічна) — (діаметром 299 або 219 мм) опускають у разі необхідності після кондукторної для кріплення нестійких порід, роз'єднання зон ускладнень і водоносних горизонтів. Глибину опускання проміжних і кондукторних колон розраховують із врахуванням попередження гідророзриву пластів, стійкості стінки стовбура свердловини, розділення зон застосування різних бурових агентів. Кількість проміжних колон залежить від глибини свердловини і складності геологічного розрізу.
  • експлуатаційна — (діаметром 140–168 мм) призначена для експлуатації й ізолює продуктивні пласти. Для вилучення флюїдів з продуктивних пластів у експлуатаційну колону опускають насосно-компресорні труби (НКТ) в різних комбінаціях залежно від кількості розроблюваних пластів і застосовуваного способу видобування.

У проміжну й експлуатаційну частини стовбура свердловини замість обсадної колони повної довжини можуть бути опущені на бурильних трубах обсадні колони-хвостовики, верх яких кріпиться з допомогою спеціальних підвісок. Колону-хвостовик після закінчення будівництва свердловини часом нарощують до гирла свердловини колоною-надставкою.

Для полегшення опускання, цементування обсадних колон і підвищення якості цих робіт обсадні колони обладнуються напрямними башмаками, різними клапанами, з'єднувальними і роз'єднувальними пристроями, турбулізаторами цементного розчину, пакерами, центраторами і скребками. При багатоступінчастому цементуванні до складу обсадної колони вводять цементувальні муфти.

За кількістю обсадних колон, які опускають у стовбур свердловини після кондукторної, розрізняють одно-, дво-, три- і багатоколонні конструкції свердловин; за видом обладнання привибійної зони — свердловини з обсадженою і необсадженою привибійною зоною. Конструкція свердловини з обсадженою привибійною зоною може бути отримана або в разі опускання в неї суцільної експлуатаційної колони з наступним її цементуванням і перфоруванням колони, цементного каменю і продуктивного пласта, або опусканням у неї експлуатаційної колони з хвостовою секцією, яка має круглі або щілиноподібні отвори, розміщені напроти продуктивного пласта.

Конструкція газових свердловин відрізняється більшою герметичністю обсадних колон, яка досягається застосуванням обсадних труб із спеціальними з'єднинами і мастилами для них, підніманням цементного розчину за всіма колонами до гирла свердловини і т. д. Гирло видобувних нафтових і газових свердловин обладнують спеціальною арматурою. Конструкція свердловини, призначеної для пошуку і розвідки родовищ твердих корисних копалин значно простіша. Напрямна частина таких свердловин має довжину декілька метрів і закріплюється напрямною трубою, кондукторна частина має довжину 30-150 м. Далі стовбур бурять з повним відбиранням керна, а закріплення нестійких порід здійснюють сумішами, які швидко тверднуть.

Опорна плита — плита, яка встановлюється на попередньо вирівняному дні моря і служить опорою для свердловинного обладнання. Плиту кріплять до дна моря палями, які забивають у дно. У плиті завчасно роблять отвори, які при бурінні використовують для встановлення напрямку для кожної свердловини куща, а відтак — для встановлення колонної головки.

Технологічні операції в свердловинах[ред.ред. код]

Обстеження стовбура свердловини[ред.ред. код]

Див. Обстеження стовбура свердловини

Обстеження стовбура свердловини — процес з'ясовування прохідності печатки вздовж стовбура свердловини з метою перевірки стану експлуатаційної колони і стовбура свердловини, встановлення наявності в ньому дефектів (зім'ять, тріщин), підземного й аварійного (обірваних труб тощо) обладнання, зайвих предметів, визначення глибини вибою і рівня рідини.

Промивка свердловин[ред.ред. код]

Див. Промивка свердловин

Промивка свердловин (промивання свердловин) — циркуляція (безперервна або періодична) промивального агента (газу, піни, води, бурового розчину) при бурінні з метою очистки вибою від вибуреної породи (шламу) і транспортування її на поверхню або до шламозбірника, передачі енергії вибійним двигунам, охолоджування і змазки породоруйнуючого інструменту.
При роторному бурінні в м'яких і середніх породах за рахунок дії промивального агента (при швидкості рідини 200–250 м/с) досягається також гідромоніторне руйнування порід на вибої. Розрізняють загальну пряму, загальну зворотну, привибійну (місцеву) і комбіновану схеми циркуляції.

Продувка свердловин[ред.ред. код]

Див. Продувка свердловин

Продувка свердловин (рос. продувка скважин; англ. air flushing, blowing-out, нім. Freifördern n eines Bohrlochs, Sauberfördern n einer Sonde) — різновид промивки (промивання) свердловин при бурінні та розкритті продуктивних пластів, коли як циркулююче середовище використовують дисперсні системи з густиною до 1000 кг/м3, які складаються із газоподібного та рідкого компонентів.

Піскування свердловин[ред.ред. код]

Див. Піскування свердловин

Піскування свердловин — винесення піску із продуктивного пласта у свердловину або суфозія. П.с. зумовлюється дією фільтраційного потоку на продуктивний пласт, внаслідок якої окремі частинки (піщинки) видаляються із привибійної зони і змінюється структура гірської породи.

Ремонт свердловин[ред.ред. код]

Див. Ремонт свердловин

Ремонт свердловин — комплекс технічних заходів, направлених на відновлення робочого стану свердловин.

Ізоляція у свердловині селективна[ред.ред. код]

Метод ізоляції у свердловині обводнених інтервалів експлуатаційного об'єкта шляхом нагнітання в останній спеціальних тампонажних розчинів, смол або інших речовин, які вибірково закупорюють обводнені пласти.

Розташування свердловин[ред.ред. код]

Раціональне розміщення свердловин — розміщення свердловин, при якому мінімальною їх кількістю забезпечується вирішення поставлених задач з ефективної розробки експлуатаційного об'єкта (родовища).

СТВОРЕННЯ ВIКНА В КОЛОНI I БУРІННЯ НОВОГО СТОВБУРА[ред.ред. код]

Це ефективний метод вiдновлення роботопридатності свердловини, яку вiдремонтувати (пошкоджена частина стовбура тощо) технiчно неможливо або економiчно недоцiльно. Забурювання додаткових стовбурів, як один із методів дорозвідки (дорозробки) родовища, дає змогу також детально вивчати поточний стан розроблюваних покладів і вирішувати наступні задачі: визначати поточне положення водонафтового контакту (ВНК) в розроблюваних об’єктах; на підставі оцінки поточного стану розробки родовища встановлювати повноту нафтовилучення; вносити корективи в діючу систему розробки родовища і виявляти локальні скупчення нафти; виявляти експлуатаційні об’єкти, що були пропущені діючою системою розробки родовища; відновлювати порушену сітку свердловин для розробки родовища тощо.

СИСТЕМИ РОЗРОБКИ АКТИВНІ[ред.ред. код]

Системи розробки із співвідношенням нагнітальних і видобувних свердловин 1:3 і більше, які забезпечують підвищення темпів розробки нафто¬вих покладів. Сюди відносять системи з “розрізанням” на вузькі смуги за трирядного розміщення свердловин, з площовим і вибірковим заводненням. С.р.а. застосовують для покладів з низькою продуктивністю, а іноді і для високопродуктивних покладів з метою інтенсифікації їх розробки. Син. – системи розробки інтенсивні.

СОБІВАРТІСТЬ БУДІВНИЦТВА СВЕРДЛОВИНИ[ред.ред. код]

Це грошовий вираз усіх витрат на будівництво свердловини, який охоплює витрати на матеріали для буріння, паливо, електроенергію, заробітну плату з нарахуваннями, амортизаційні відрахування і т. д.

Характеристики свердловини[ред.ред. код]

Профіль приймальності диференціальний — діаграма, яка показує величини витрати запомпо-вуваного у свердловину робочого агента на кожну одиницю товщини пласта (експлуатаційного об'єкта).

Профіль припливу диференціальний — діаграма, яка показує величини припливу рідини у свердловину на кожну одиницю товщини пласта (експлуатаційного об'єкта).

Профіль свердловини — вертикальна проекція стовбура похило-спрямованої свердловини на площину, паралельну площині проектного азимутального викривлення її стовбура.

Приймальність свердловини — характеристика нагнітальної свердловини, яка показує можливість закачування робочого агента (води, газу, пари тощо) в пласт і визначається об'ємом суміші, який закачується в пласт за одиницю часу. В технологічних розрахунках використовується також коефіцієнт П.с., що дорівнює відношенню кількості робочого агента, який закачується в пласт за одиницю часу, до репресії тиску, що створюється на вибої свердловини під час закачування. Дані про П.с. використовуються при проектуванні і регулюванні розробки родовищ, в пласти яких закачуються робочі агенти (з метою витіснення нафти водою, гарячою парою, газом тощо); при ініціюванні і підтримуванні внутрішньо-пластового горіння; при створенні підземних газосховищ тощо.

Герметичність пробуреної свердловини — стан обсадної колони труб після її цементування і розбурювання цементного стакану в колоні, коли при опресуванні тиск за 0,5 год знизиться не більше ніж на 0,5 МПа і після зниження рівня рідини до розрахункової величини через 8 год він підніметься менш ніж на 1 м.

Недосконалість свердловин — гідро(газо)динамічна характеристика свердловин, яка зумовлюється конструкцією вибою свердловин, коли свердловина або розкриває нафтогазопродуктивний пласт не на всю його товщину (недосконалість за ступенем розкриття пласта), або пласт розкритий на всю товщину і перекритий зацементованою колоною обсадних труб з наступною їх перфорацією (зроблено отвори в трубах і цементному кільці) (недосконалість за характером розкриття пласта), або свердловина розкриває пласт не на всю його товщину, обсаджена колоною труб і перфорована (недосконалість за ступенем і характером розкриття пласта). Проявляється в порушенні плоскорадіальності потоку в привибійній зоні пласта і описується коефіцієнтом досконалості свердловини.

ТЕМПЕРАТУРНІ ЗМІНИ ПО СТОВБУРУ СВЕРДЛОВИНИ – зміни температури вздовж стовбура свердловини внаслідок різних термодинамічних процесів, що дають змогу: вивчати початковий тепловий фон родовища за розрізом і простяганням кожного із пластів і на цій основі уточнити уявлення про геологічну будову родовища; досліджувати теплообмінні процеси, які виникають у стовбурі свердловини і пристовбурній зоні при бурінні і кріпленні; контролювати зміну теплового режиму продуктивних пластів у процесі розробки з виявленням їх впливу на умови дренування; здійсню¬вати контроль за роботою і технічним станом свердловин (визначати працюючі інтервали пластів, перекритих і неперекритих ліфтовими трубами, виявляти дефекти в технічному стані свердловин і т.д.).

Солеутворення у свердловині – спостережене при розробці деяких родовищ вуглеводнів випадання мінеральних солей (сульфатів кальцію і барію, карбонатів кальцію, хлоридів кальцію і ін.) у стовбурі свердловини, привибійній зоні і наземному обладнанні, яке проходить в результаті гідрогеохімічних процесів при русі пластових і нагнітальних вод до видобувних свердловин.

Дослідження свердловини[ред.ред. код]

Див. також Станція дослідження свердловин

Вивчення свердловини геологічними, геофізичними, гідродинамічними і іншими методами для визначення умов роботи самої свердловини, а також колекторських характеристик пласта за умов фільтрації в зоні пласта, що дренується свердловиною. Розрізняють дослідження свердловин на неусталених та усталених режимах.

ДОСЛІДЖЕННЯ СВЕРДЛОВИНИ НА НЕУСТАЛЕНИХ РЕЖИМАХ – метод визначення параметрів пласта і свердловини за кривими відновлення тиску у свердловинах після їх зупинки (або після пуску в роботу) з використанням основної формули пружного режиму фільтрації.

ДОСЛІДЖЕННЯ СВЕРДЛОВИНИ НА УСТАЛЕНИХ РЕЖИМАХ – метод визначення параметрів пласта і свердловини з індикаторних діаграм, коли відомо дебіт свердловини і перепад тиску. Для оброблення індикаторної діаграми використовують лінійне або нелінійне рівняння припливу нафтової (чи газової) свердловини і визначають або коефіцієнт продуктивності свердловини, або коефіцієнти фільтраційного опору.

Регулювання роботи свердловин[ред.ред. код]

  • Регулювальні криві — графічні залежності технологічних параметрів роботи фонтанної свердловини (дебіту, вибійного і гирлового тисків, газового фактора, обводненості продукції тощо) від діаметра штуцера.
  • Різницева крива — крива, яка описує процес відновлення тиску в координатах час (вісь абсцис) — логарифм депресії тиску на вибої свердловини (вісь ординат) і за характером якої встановлюється співвідношення видів пустот у колекторі змішаного типу.
  • Регулювання профілю приймальності — виконання операцій, направлених на вирівнювання швидкостей фільтрації рідини по товщині анізотропного пласта або багатопластового об'єкта шляхом загущення нагнітальної води, збільшення проникності прошарків, які не приймають воду, зменшення проникності прошарків з надмірно високою приймальністю, застосування методу одночасно-роздільного нагнітання води при диференційованому тиску нагнітання і ін.
  • РЕГУЛЮВАННЯ розробки пінами — нагнітання в пласт пін, що дає змогу значно знизити фазову проникність для води у високообводнених зонах і таким чином регулювати процес заводнення, збільшуючи охоплення пласта витісненням і підвищуючи ефективність використання нагнітальної води.

Кв.ф.=tp / tk.e

де tр — кількість годин роботи (експлуатація та накопичення рідини) свердловин у процесі експлуатації; tк.е — календарний час всього експлуатаційного фонду свердловин.

  • Коефіцієнт приймальності свердловини — відношення добового нагнітання води в нагнітальну свердловину до перепаду між вибійним і пластовим тисками, при якому забезпечується даний об'єм нагнітання, — величина, яка звичайно чисельно відрізняється від коефіцієнта продуктивності тієї ж свердловини і зростає зі збільшенням вибійного тиску.

Окремі різновиди свердловин[ред.ред. код]

Див. також[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

  1. Іноді, для спеціальних потреб при інженерно-геологічних і будівельних роботах бурять неглибокі свердловини квадратної, або трикутної форми у перетині

Література[ред.ред. код]