Как осуществляется процесс бурения скважины.2.Как осуществляется углубление скважины. 3.Способы вращения долота. 4.Технологические операции при бурении скважин.
Как осуществляется процесс бурения скважины.2.Как осуществляется углубление скважины. 3.Способы вращения долота. 4.Технологические операции при бурении скважин.
2.Углубление осущ-сяпутем разрушения породы по всей площади забоя (сплошное бурение) или по его периферийной части (колонковое бурение). Инструмент для разрушения забоя — долото. Если забой разрушают по периферийной части, то бурение ведется бурильными головками, в этом случае: в центре скв остается колонка породы – керн. Его периодически поднимают на пов-ть для изучения св-в пород.
1.Нефтяные и газовые скв бурят на суше и на море при помощи бурильных установок (мощность 1500 кВт). При строительстве скв на суше под отсыпают спец площадку –фундамент. При бурении на море монтируют бурильную установку на эстокадах или плавучих бурильных платформах или судах. Районы бурения скв: океаническое, континентальное (шельф, щит, платформа).
Способы бурения скв. Разрушать г/п можно мех, термич, физ-хим способами. Самый распространенный – мех (используется кинетич энергия долота, поднятого на определенную h с помощью каната. Современный способ — вращательный.
4.Технологические операции при вращательном бурении.
1)углубление скв производят разрушая ее забой. Разрушение (обычное) производится долотом, разрушая забой по свей S. Долото вращают, а за счет нагрузки оно двигается поступательно вниз. Это обеспечивает внедрение долото в породу и скалывание ее. Долото связывает с устьем скв колонны бурильных труб – бурильная колонна. Долото привинчивают к нижней трубе в б/к или к з/д. сама б/к состоит из отдельных трубок диаметром 10-12 м, которые свинчивают друг с другом по мере углубления скв. верхняя бурильная труба имеет квадратное сечение (на устье). Ведущая бурильная труба – квадрат. Долото вращают 2 способами: ротор – спец вращающий механизм, установленный над устьем скв в центре вышки, ротор вращает всю б/к и само долото; з/д – долото крепится к валу з/д, который вращается, а корпус з/д – неподвижен и крепится к колонне бурильных труб. Нагрузка на долото создается с помощью спец устройств б/к (УБТ).
2) промывка скв осущ спец приготовленной промывочной жидкостью. Промывка осущ с помощью бурильных насосов ч/з гибкий шланг и вертлюг нагнетают п/ж в б/к. дойдя до долота ч/з имеющиеся отверстия п/ж двигается по затрубному пространству, вынося частицы выбуренной г/п. П/ж очищается на пов-ти от выбуренных пород и снова используется для промывки.
3)наращивание б/к: по мере углубления свк б/к уходит в глубь. С помощью лебедки б/к приподнимают на длину ведущей трубы и всю колонну подвешивают на стволе ротора с помощью клиньев. Квадрат завинчивают и спускают в шурф. Б/к удлиняют, привинчивая к ней б/т, снимают б/к с клиньев, спускают скважину на длину этой трубки, достают и привинчивают квадрат и продолжают бурение.
4) СПО: для замены изношенного долота и смены компоновки нижней части б/к поднимают из скв всю б/к. Для этого ее развинчивают на секции – свечи по 2-3 трубки. Их устанавливают в фонаре вышки на спец подсвечнике, меняют долото и спускают б/к строго в обратном порядке, свинчивая свечи.
5) скважину бурят, поинтервально уменьшая d долот от интервала к интервалу. крепление СКВ. Для того чтобы предупредить стенки СКВ то высыпания их крепят. В пробуренное отверстие спускают обсадную колонну, а пространство м/у трубой и стенкой цементируют. Цемент прокачивают по обсадной трубе до ее низа.
5.1.) Бурят интервал под обсадную колонну – направление. (5-30 м).;5.2)Буриться интервал под обсадную колонну- кондуктор.(300- 1000 м)
5.3) бурение под промежуточную колонну.
5.4) бурение под эксплуатационную колонну. (происходит подъем газа на дневную поверхность)
6. Освоение скважины. Перфорация э/к напротив продуктивного пласта; снижение Р столба жидкости в э/к до уровня ниже Р пластового.
7. Испытание скв: спуск спец приборов пласт флюидов, измерение дебита скв.
3.способ вращения долота:
Как осуществляется процесс бурения скважины.2.Как осуществляется углубление скважины. 3.Способы вращения долота. 4.Технологические операции при бурении скважин.
2.Углубление осущ-сяпутем разрушения породы по всей площади забоя (сплошное бурение) или по его периферийной части (колонковое бурение). Инструмент для разрушения забоя — долото. Если забой разрушают по периферийной части, то бурение ведется бурильными головками, в этом случае: в центре скв остается колонка породы – керн. Его периодически поднимают на пов-ть для изучения св-в пород.
1.Нефтяные и газовые скв бурят на суше и на море при помощи бурильных установок (мощность 1500 кВт). При строительстве скв на суше под отсыпают спец площадку –фундамент. При бурении на море монтируют бурильную установку на эстокадах или плавучих бурильных платформах или судах. Районы бурения скв: океаническое, континентальное (шельф, щит, платформа).
Способы бурения скв. Разрушать г/п можно мех, термич, физ-хим способами. Самый распространенный – мех (используется кинетич энергия долота, поднятого на определенную h с помощью каната. Современный способ — вращательный.
4.Технологические операции при вращательном бурении.
1)углубление скв производят разрушая ее забой. Разрушение (обычное) производится долотом, разрушая забой по свей S. Долото вращают, а за счет нагрузки оно двигается поступательно вниз. Это обеспечивает внедрение долото в породу и скалывание ее. Долото связывает с устьем скв колонны бурильных труб – бурильная колонна. Долото привинчивают к нижней трубе в б/к или к з/д. сама б/к состоит из отдельных трубок диаметром 10-12 м, которые свинчивают друг с другом по мере углубления скв. верхняя бурильная труба имеет квадратное сечение (на устье). Ведущая бурильная труба – квадрат. Долото вращают 2 способами: ротор – спец вращающий механизм, установленный над устьем скв в центре вышки, ротор вращает всю б/к и само долото; з/д – долото крепится к валу з/д, который вращается, а корпус з/д – неподвижен и крепится к колонне бурильных труб. Нагрузка на долото создается с помощью спец устройств б/к (УБТ).
2) промывка скв осущ спец приготовленной промывочной жидкостью. Промывка осущ с помощью бурильных насосов ч/з гибкий шланг и вертлюг нагнетают п/ж в б/к. дойдя до долота ч/з имеющиеся отверстия п/ж двигается по затрубному пространству, вынося частицы выбуренной г/п. П/ж очищается на пов-ти от выбуренных пород и снова используется для промывки.
3)наращивание б/к: по мере углубления свк б/к уходит в глубь. С помощью лебедки б/к приподнимают на длину ведущей трубы и всю колонну подвешивают на стволе ротора с помощью клиньев. Квадрат завинчивают и спускают в шурф. Б/к удлиняют, привинчивая к ней б/т, снимают б/к с клиньев, спускают скважину на длину этой трубки, достают и привинчивают квадрат и продолжают бурение.
4) СПО: для замены изношенного долота и смены компоновки нижней части б/к поднимают из скв всю б/к. Для этого ее развинчивают на секции – свечи по 2-3 трубки. Их устанавливают в фонаре вышки на спец подсвечнике, меняют долото и спускают б/к строго в обратном порядке, свинчивая свечи.
5) скважину бурят, поинтервально уменьшая d долот от интервала к интервалу. крепление СКВ. Для того чтобы предупредить стенки СКВ то высыпания их крепят. В пробуренное отверстие спускают обсадную колонну, а пространство м/у трубой и стенкой цементируют. Цемент прокачивают по обсадной трубе до ее низа.
5.1.) Бурят интервал под обсадную колонну – направление. (5-30 м).;5.2)Буриться интервал под обсадную колонну- кондуктор.(300- 1000 м)
5.3) бурение под промежуточную колонну.
5.4) бурение под эксплуатационную колонну. (происходит подъем газа на дневную поверхность)
6. Освоение скважины. Перфорация э/к напротив продуктивного пласта; снижение Р столба жидкости в э/к до уровня ниже Р пластового.
7. Испытание скв: спуск спец приборов пласт флюидов, измерение дебита скв.
3.способ вращения долота:
Источник
Добыча нефти и газа
Изучаем тонкости нефтегазового дела ВМЕСТЕ!
Способы бурения скважин
Бурить скважины можно механическим, термическим, электроимпульсным и другими способами (несколько десятков), Однако промышленное применение находят только способы механического бурения – ударное и вращательное. Остальные пока не вышли из стадии экспериментальной разработки.
Ударное бурение. Из его всех разновидностей наибольшее распространение получило ударно-канатное бурение (Рис. 2 ).
Буровой снаряд, который состоит из долота 1, ударной штанги 2, раздвижной штанги-ножниц 3 и канатного замка 4 , спускают в скважину на канате 5, который, огибая блок 6, оттяжной ролик 8 и наравляющий ролик 10, сматывается с барабана 11 бурового станка. Скорость спуска бурового снаряда регулируют тормозом 12. Блок 6 установлен на вершине мачты 18. Для гашения вибраций, возникающих при бурении, применяются амортизаторы 7.
Кривошип 14 при помощи шатуна 15 приводит в колебательное движение балансирную раму 9. При опускании рамы оттяжной ролик 8 натягивает канат и поднимает буровой
снаряд над забоем. При подъеме рамы канат опускается, снаряд падает, и при ударе долота о породу последняя разрушается.
По мере углубления скважины канат удлиняют, сматывая его с барабана 11. Цилиндричность
скважины обесечивается поворотом долота в результате раскручивания каната под нагрузкой ( во время приподъема бурового снаряда) и скручивания его при снятии нагрузки (во время удара долота о породу).
Эффективность разрушения породы при ударно-канатном бурении прямо пропорциональна массе бурового снаряда, высоте его падения, ускорению падения, числу ударов долота о забой в единицу времени и обратно пропорциональна квадрату диаметра скважины.
В процессе разбуривания трещиноватых и вязких пород возможно заклинивание долота. Для освобождения долота в буровом снаряде применяют штангу-ножницы, изготовленные в виде двух удлиненных колец, соединенных друг с другом подобно звеньям цепи.
Процесс бурения будет тем эффективнее, чем меньшее сопротивление долоту бурового снаряда оказывает накапливающаяся на забое скважины выбуренная порода, перемешанная с пластовой жидкостью. При отсутствии или недостаточном притоке пластовой жидкости в скважину с устья периодически доливают воду. Равномерное распределение частиц выбуренной породы в воде достигается периодическим расхаживанием (приподъемом и опусканием) бурового снаряда. По мере накопления на забое разрушеной породы (шлама) возникает необходимость в очистке скважины. Для этого с помощью барабана поднимают буровой снаряд из скважины и многократно спускают в нее желонку 13 на канате 17, сматываемом с барабана 16. В днище желонки имеется клапан. При погружении желонки в зашламленную жидкость клапан открывается и желонка заполняется этой смесью, при подъеме желонки клапан закрывается. Поднятую
Рис. 3. Схема вращательного бурения скважин
на поверхность зашламленную жидкость выливают в сборную емкость. Для полной очистки скважины приходится спускать желонку несколько раз подряд.
После очистки забоя в скважину опускают буровой снаряд, и процесс бурения продолжается.
При ударном бурении скважина, как правило, не заполнена жидкостью. Поэтому, во избежание обрушения породы с ее стенок, спускают обсадную колонну, состоящую из металлических обсадных труб, соединенных друг с другом с помощью резьбы или сварки. По мере углубления скважины обсадную колону продвигают к забою и периодически удлиняют (наращивают) на одну трубу.
Ударный способ более 50 лет не применяется на нефтегазовых промыслах России. Однако в разведочном бурении на россыпных месторождениях, при инженерно-геологических изысканиях, бурении скважин на воду и т.п. находит свое применение.
ВРАЩАТЕЛЬНОЕ БУРЕНИЕ СКВАЖИН
. При вращательном бурении разрушение породы происходит в результате одновременного воздействия на долото нагрузки и крутящего момента. Под действием нагрузки долото внедряется в породу, а под влиянием крутящего момента скалывает ее.
Существует две разновидности вращательного бурения – роторный и с забойными двигателями.
При роторном бурении (Рис. 4) мощность от двигателей 9 передается через лебедку 8 к ротору 16 — специальному вращательному механизму, установленному над устьем скважины в центре вышки. Ротор вращает бурильную колонну и привинченное к ней долото 1. Бурильная колонна состоит из ведущей трубы 15 и привинченных к ней с помощью специального переводника 6 бурильных труб 5.
Следовательно, при роторном бурении углубление долота в породу происходит при движении вдоль оси скважины вращающейся бурильной колонны, а при бурении с забойным двигателем – невращающейся бурильной колонны. Характерной особенностью вращательного бурения является промывка
При бурении с забойным двигателем долото 1 привинчено к валу, а бурильная колонна – к корпусу двигателя 2. При работе двигателя вращается его вал с долотом, а бурильная колонна воспринимает реактивный момент вращения корпуса двигателя , который гасится невращающимся ротором (в ротор устанавливают специальную заглушку).
скважины буровым раствором в течение всего времени работы долота на забое.
Для этого буровой насос 20, приводящийся в работу от двигателя 21, нагнетает буровой раствор по манифольду (трубопроводу высокого давления ) 19 в стояк — трубу 17, вертикально установленную в правом углу вышки, далее в гибкий буровой шланг(рукав) 14, вертлюг 10 и в бурильную колонну. Дойдя до долота, промывочная жидкость проходит через имеющиеся в нем отверстия и по кольцевому пространству между стенкой скважины и бурильной колонной поднимается на поверхность. Здесь в системе емкостей 18 и очистительных механизмах (на рисунке не показаны) буровой раствор очищается от выбуренной породы, затем поступает в приемные емкости 22 буровых насосов и вновь закачивается в скважину.
В настоящее время применяют три вида забойных двигателей – турбобур, винтовой двигатель и электробур (последний применяют крайне редко).
При бурении с турбобуром или винтовым двигателем гидравлическая энергия потока бурового раствора , двигающегося вниз по бурильной колонне, преобразуется в механическую на валу забойного двигателя, с которым соединено долото.
При бурении с электробуром электрическая энергия подается по кабелю, секции которого смонтированы внутри бурильной колонны и преобразуется электродвигателем в механическую энергию на валу , которая непосредственно передается долоту.
По мере углубления скважины бурильная колонна, подвешенная к полиспастной системе, состоящей из кронблока (на рисунке не показан), талевого блока 12, крюка 13 и талевого каната11, подается в скважину. Когда ведущая труба 15 войдет в ротор 16 на всю длину, включают лебедку , поднимают бурильную колонну на длину ведущей трубы и подвешивают бурильную колонну с помощью клиньев на столе ротора. Затем отвинчивают ведущую трубу 15 вместе с вертлюгом 10 и спускают ее в шурф (обсадную трубу, заранее установленную в специально пробуренную наклонную скважину) длиной, равной длине ведущей трубы. Скважина под шурф бурится заранее в правом углу вышки примерно на середине расстояния от центра до ее ноги. После этого бурильную колонну удлиняют (наращивают) путем привинчивания к ней двухтрубной или трехтрубной свечи (двух или трех свинченных между собой бурильных труб), снимают ее с клиньев, спускают в скважину на длину свечи, подвешивают с помощью клиньев на стол ротора, поднимают из шурфа ведущую трубу с вертлюгом, привинчивают ее к бурильной колонне, освобождают бурильную колонну от клиньев, доводят долото до забоя и продолжают бурение.
Для замены изношенного долота поднимают из скважины всю бурильную колонну, а затем вновь спускают ее. Спуско-подъемные работы ведут также с помощъю полиспастной системы. При вращении барабана лебедки талевый канат наматывается на барабан или сматывается с него, что и обеспечивает подъем или спуск талевого блока и крюка. К последнему с помощью штропов и элеватора подвешивают поднимаемую или спускаемую бурильную колонну.
При подъеме БК развинчивают на свечи и устанавливают их внутри вышки нижними концами на подсвечники, а верхние заводят за специальные пальцы на на балконе верхового рабочего. Спускают БК в скважину в обратной последовательности.
Таким образом процесс работы долота на забое скважины прерывается нарашиванием бурильной колонны и спуско- подъемными операциями (СПО)для смены изношенного долота.
Как правило, верхние участки разреза скважины представляют собой легкоразмываемые отложения. Поэтому пред бурением скважины сооружают ствол (шурф) до устойчивых пород (3-30 м ) и в него спускают трубу 7 или несколько свинченных труб ( с вырезанным окном в верхней части) длиной на 1-2 м больше глубины шурфа. Затрубное пространство цементируют или бетонируют. В результате устье скважины надежно укрепляется.
К окну в трубе приваривают короткий металлический желоб, по которому в процессе бурения буровой раствор направляется в систему емкостей 18 и далее, пройдя через очистительные механизмы (на рисунке не показаны), поступает в приемную емкость 22 буровых насосов .
Трубу (колонну труб) 7, установленную в шурфе, называют направлением. Установка направления и ряд других работ, выполняемых до начала бурения , относятся к подготовительным. После их выполнения составляют акт о вводе в эксплуатацию буровой установки и приступают к бурению скважины.
Пробурив неустойчивые, мягкие, трещиноватые и кавернозные породы, осложняющие процесс бурения (обычно 400-800 м), перекрывают эти горизонты кондуктором 4 и цементируют затрубное пространство 3 до устья. При дальнейшем углублении могут встретиться горизонты также подлежащие изоляции, такие горизонты перекрываются промежуточными (техническими) обсадными колоннами.
Пробурив скважину до проектной глубины, спускают и цементируют эксплуатационную колонну (ЭК).
После этого все обсадные колонны на устье скважины обвязывают друг с другом, применяя специальное оборудование. Затем против продуктивного пласта в ЭК и цементном камне пробивают несколько десятков (сотен) отверстий, по которым в процессе испытания , освоения и последующей эксплуатации нефть (газ) будут поступать в скважину.
Сущность освоения скважины сводится к тому, чтобы давление столба бурового раствора, находящегося в скважине, стало меньше пластового. В результате создавшегося перепада давления нефть (газ) из пласта начнет поступать в скважину. После комплекса исследовательских работ скважину сдают в эксплуатацию.
На каждую скважину заводится паспорт, где точно отмечаются ее конструкция, местоположение устья, забоя и пространственное положение ствола по данным инклинометрических измерений ее отклонений от вертикали (зенитные углы) и азимута (азимутальные углы). Последние данные особенно важны при кустовом бурении наклонно-направленных скважин во избежание попадания ствола бурящейся скважины в ствол ранее пробуренной или уже эксплуатирующейся скважины. Фактическое отклонение забоя от проектного не должно превышать заданных допусков.
Буровые работы должны выполняться с соблюдением законов об охране труда и окружающей природной среды. Строительство площадки под буровую , трасс для передвижения буровой установки, подъездных путей , линий электропередач, связи, трубопроводов для водоснабжения,сбора нефти и газа , земляных амбаров, очистных устройств, отвал шлама должны осуществляться лишь на специально отведенной соответствующими организациями территории. После завершения строительства скважины или куста скважин все амбары и траншеи должны быть засыпаны, вся площадка под буровую – максимально восстановлена (рекультивирована) для хозяйственного использования.
Источник
