Бурение нефтяных скважин

Бурение – воздействие спецтехники на слои почвы.

В результате бурения в земле образуется скважина, через которую будет осуществляться добыча ресурсов. Бурение осуществляется по разным направлениям — в зависимости от расположения горного или почвенного пласта: наклонным, вертикальным или горизонтальным. Образуется скважина, ее диаметр может быть различным, но всегда меньше параметра длины.

Начало скважины располагается на поверхности почвы, стены называются стволом, дно скважины – забоем.

Этапы бурения

Для бурения нефтяных скважин используется исключительно тяжелая техника, сам процесс осуществляется с помощью специального оборудования.

Основные этапы бурения – подвоз техники к месту работ и непосредственно бурение шахты.

Процесс бурения шахты включает в себя ряд работ – углубление ствола при помощи промывания и разрушения горной породы. Ствол скважины укрепляют, чтобы он не разрушился и не засорился – для этого прокладывается специальная колонна из соединенных между собой труб, место между трубой и породой закрепляется цементным раствором. Такой вид работ называется тампонирование.

Освоение – финальные работы. При освоении вскрывается последний пласт породы,  формируется призабойная зона, проводится перфорация шахты и отток жидкости.

Подготовительный этап

Для организации процесса бурения скважины необходим подготовительный этап.

При проведении разработки в лесном массиве необходимо получить согласие на проведение работ в лесном хозяйстве.

Подготовка участка

• Вырубка деревьев;
• Разделение зоны на отдельные участки земли;
• Создание поселения для размещения сотрудников;
• Подготовка основания для буровой станции;
• Разметка на месте проведения работ;
• Возведение фундаментов для установки цистерн с горючими материалами;
• Обустройство складов;
• Завоз и наладка оборудования для бурения нефтяных скважин;

Подготовка оборудования

• Установка и проверка техники;
• Проводка линий для энергоснабжения;
• Монтаж оснований и вспомогательных элементов для вышки;
• Установка вышки, подъем на нужную высоту;
• Отладка оборудования.

При полной готовности  оборудования к бурению нефтяных скважин необходимо получить заключение специальной комиссии о том, что техника исправна и готова к работе, сотрудники обладают достаточными знаниями о технике безопасности на производстве данного типа.

При проверке следует уточнить правильность конструкции освещения (взрывоустойчивый кожух), по глубине шахты должно быть установлено освещение с напряжением 12В.

Перед началом работ устанавливается шурф, завозятся трубы для укрепления ствола шахты, малая спецтехника для вспомогательных работ, приборы для измерений в ходе бурения, также решаются вопросы с водоснабжением и т. д.

На буровой площадке также содержатся следующие объекты – лаборатория для анализа проб, склад для инвентаря, средства медпомощи, средства безопасности, технические помещения и помещения для проживания сотрудников.


Особенности бурения нефтяной скважины

После установки техники начинается этап переоснащения талевой системы – монтируется оборудование, апробируются механические средства.

Установка мачты открывает процесс забуривания в почву — направление не должно разойтись с осевым центром вышки.

После завершения центровки создается скважина под направление — устанавливается труба для усиления ствола и заливка начальной части цементом. Как только направление установлено — между вышкой и роторными осями повторно регулируется центровка.

В центре ствола осуществляется бурение под шурф, в процессе делается обсадка при помощи труб. При бурении шурфа используется турбобур. Турбобур удерживается посредством зафиксированного на вышке каната для регулировки скорости вращения. За двое суток до запуска буровой собирается конференция с участием администрации – технологов, инженеров, бурильщиков, геологов.

На конференции обсуждаются следующие вопросы:

• Схема залегания пластов на месторождении (слой глины, песчаника, нефтяных залежей;
• Конструктивные особенности;
• Состав горной породы в точке разработки и исследования;
• Основные факторы и трудности, которые могут возникнуть при бурении и осложнить работу;
• Анализ карты нормативов;
• Вопросы, связанные с безаварийной проводкой.

Основные требования

Бурение нефтяной скважины может начаться после оформления ряда документов:

• Решение о начале эксплуатации буровой площадки;
• Карта нормативов;
• Журнал по обеспечению охраны труда в работе;
• Учет функционирования дизелей;
• Вахтовый журнал.

Виды механического оборудования и расходные материалы, используемые в процессе бурения скважины:

• Цементный раствор и оборудование для цементирования;
• Каротажные системы;
• Оборудование для обеспечения безопасности;
• Техническая вода;
• Реагенты;
• Питьевая вода;
• Трубы для обсадки и бурения;
• Вертолетная площадка.

Этапы строительства скважины

В ходе работы строительство скважины делится на несколько этапов:

• Углубление скважины путем размельчения горной породы с помощью бурового оборудования;
• Удаление обломков из шахты;
• Закрепление ствола при помощи труб и цемента;
• Исследование полученного разлома с целью выявления продуктивного расположения нефти;
• Спуск глубины и ее цементирование.

По заглубленности шахты делятся на:

• Небольшие – до 1500м;
• Средние – до 4500м;
• Углубленные – до 6000м;
• Сверхуглубленные – более 6000м.

В ходе бурения скважин есть вероятность столкновения с рядом технических проблем, которые могут замедлить или сделать невозможной дальнейшую работу. К ним относятся следующие явления:

• Обвалы и разрушения ствола;
• Уход в почву жидкости для промывки;
• Аварийные состояния шахты или оборудования;
• Ошибки в сверлении ствола.

Обвалы стенок могут произойти из-за нестабильной структуры горной породы. Признаки обвала – повышенное давление, большая вязкость жидкости для промывки, увеличенное число кусков породы, которые выходят на поверхность.


Проектирование

Перед началом процесса бурения нефтяной скважины составляется проект в виде чертежа, с указанием следующих аспектов:

• Свойства обнаруженных пород – твердость, степень содержания воды, устойчивость к разрушению;
• Глубина скважины и угол наклона;
• Диаметр шахты в конце – это важно для определения степени влияния на него твердости горных пород;
• Метод бурения скважины.

Проектирование нефтяной скважины следует начинать с определения глубины и конечного диаметра шахты, конструктивных особенностей, уровня бурения. Решить эти вопросы позволяет геологический анализ.


Методы бурения

Процесс создания скважины осуществляется несколькими способами:

• Работа с применением роторных механизмов;
• Бурение с использованием забойного мотора;
• Ударно-канатный метод;
• Турбинный тип бурения;
• Использование электрического бура;
• Бурение скважины с использованием винтового мотора.