свердловини при обертальному способі буріння

КОНСТРУКЦІЯ

І КРІПЛЕННЯ СВЕРДЛОВИН

Навчальні цілі: у результаті вивчення розділу студент повинен знати конструкції свердловини при обертальному бурінні; види та призначення обсадних колон, які опускають у свердловину; мету, способи і матеріали кріплення свердловин.

Конструкція

свердловини при обертальному способі буріння

Конструкцією свердловини називається схема її улаштування, в якій указуються зміна діаметрів буріння з глибиною, діаметри і глибини спуску колон обсадних труб, а також місця і способи тампонування.

Вихідними даними для вибору конструкції свердловини слугують фізико-механічні властивості порід геологічного розрізу і наявність зон можливих ускладнень, мета і спосіб буріння свердловини, її глибина, профіль і кінцевий діаметр.

Конструкцію свердловини визначають знизу вверх у такому порядку:

1) вибирають кінцевий діаметр;

2) залежно від гірничо-геологічних умов визначають місця переходу на більші діаметри та інтервали установки обсадних колон;

3) визначають інтервали цементування обсадних колон;

4) враховуючи геологічні умови, довжини інтервалів буріння одним діаметром, довжини обсадних колон та інтервали цементування, вибирають діа­метри буріння та обсадних колон. Після вибору кінцевого діаметра намічаються інтервали, що вимагають закріплення свердловини шляхом їх глинізації, тампонування свердловини цементним, а також спеціальним розчином чи установкою колон обсадних труб.

У свердловину можуть спускати кілька обсадних колон, що розрізняються за призначенням і глибиною спуску (рис. 3.1):

1. Направлення (напрямна труба) слугує для закріплення устя свердловини і зазвичай спускається на 3–12 м.

2. Кондуктор – перекриває товщу нестійких, водопоглинаючих порід, що залягають у верхній частині геологічного розрізу.

3. Технічна колона – слугує для ізоляції інтервалів слабкозв’язаних нестійких порід і зон поглинання промивальної рідини.

4. Експлуатаційна колона – створює надійний канал у свердловині для видобування пластових флюїдів чи накачування агентів у пласт; глибина її спуску визначається положенням продуктивного об’єкта. Вона може розташовуватись так само, як технічна колона на рис. 5.1, або спускатись до вибою. В останньому випадку в інтервалі продуктивного пласта експлуатаційну колону перфорують чи оснащують фільтром.

5. Потайна колона – слугує для перекриття деякого інтервалу в стовбурі свердловини. Верхній кінець колони не досягає поверхні.

Якщо наноси мають невелику потужність і час їх буріння малий (не більше доби), то направлення може бути суміщене з кондуктором.

Спущену обсадну колону цементують у стовбурі свердловини на всю довжину чи в деякому інтервалі. Обов’язково підлягають кріпленню трубами зони впливу гірничих виробок на діючих вугільних полях.

Кріплення свердловин

З поглибленням стовбура свердловини при потребі проводять роботи з його кріплення.

Кріплення свердловин здійснюють з метою:

1) закріплення стінок свердловини в інтервалах нестійких порід;

2) ізоляції зон катастрофічного поглинання промивальної рідини і зон можливих перетоків пластової рідини у стовбурі;

3) роз’єднання продуктивних горизонтів та ізоляції їх від водоносних пластів.

Закріплення стінок свердловин може здійснюватися такими способами:

– тампонуванням глиною;

– тампонуванням цементним розчином;

– установкою колони обсадних труб.

Тампонування глиною застосовується переважно при бурінні неглибоких свердловин для ущільнення затрубної частини обсадної колони. В свердловину закидають невеликими порціями кульки глини діаметром 5–7 см. Кожну порцію глини утрамбовують. Після того як у свердловині буде створена глиниста подушка потужністю 2–3 м, у неї вдавлюють башмак колони обсадних труб.

Тампонування свердловин цементом чи матеріалами, що мають цемент, називається цементуванням.

Для цементування свердловин застосовується високоякісний портландцемент 500 і 600, який називається тампонажним.

При змішуванні з водою тампонажний цемент утворює легкорухливий розчин, що з часом твердіє і поступово перетворюється в міцний цементний камінь.

Кількість води для приготування розчину визначається водоцементним фактором, що виражає масове співвідношення води і сухого цементу в одиниці об’єму розчину

m = В/Ц. (5.2)

Зазвичай приймають m = 0,4–0,6.

Застосовуваний при розвідувальному бурінні цемент має початок тужавіння, тобто починає втрачати рухливість не раніше 3 год і не пізніше 3 год 30 хв після приготування розчину.

Закінчення тужавіння цементного розчину – час, коли він цілком утрачає рухливість, настає не пізніше 3 год після початку тужавіння.

Зменшенню часу тужавіння сприяє підвищена температура, а також використання спеціальних хімічних реагентів – прискорювачів тужавіння. Найбільш розповсюджені з них – хлористий кальцій і кальцинована сода (2–3 % від маси сухого цементу).

Цементування направлення. У свердловину через бурильну трубу заливають розрахункову кількість цементного розчину, потім опускають обсадну трубу. В нижній частині труби закріплюють пробку, частіше за все дерев’яну. Обсадну трубу встановлюють на вибій, при цьому вона видавлює цементний розчин у затрубний простір.

Висновок

У цьому розділі наведено конструкцію свердловини при обертальному бурінні; розглянуті види та призначення обсадних колон; мету, способи, матеріали кріплення свердловин.

Контрольні питання

1. Поясніть термін "конструкція свердловини"?

2. Вибір кінцевого діаметра свердловини.

3. Типи і призначення обсадних колон, що опускають в свердловину.

4. Способи закріплення стінок свердловини.

5. Яким чином здійснюється тампонування свердловин глиною?

6. Що таке "водоцементний фактор"?

7. Яким чином здійснюється цементування направлення?