Цели и способы крепления скважин

Нефтяные и газовые скв представляют собой капитальные сооружения, основой проекта которого является геологический разрез и проектная глубина. Основные цели крепления скв: 1) создание долговечного, прочного и герметичного канала для транспортировки жидкости от эксплуатационных горизонтов к дневной поверхности или в противоположном направлении; 2) герметичное разобщение всех проницаемых горизонтов друг от друга; 3) укрепление стенок скв, сложенных недостаточно устойчивыми породами; 4) защита эксплуатационного канала от коррозии пластовыми жидкостями.

В целях крепления скв и разобщения проницаемых горизонтов принято осуществлять: 1) спуск обсадных колонн; 2) цементирование пространства между колонной труб и стенками скв (в основном методом создания циркуляции в скв).

Для более надёжного разобщения проницаемых пластов с большой разницей коэффициента аномальности могут быть использованы пакеры, которые устанавливаются в заколонном пространстве.

2. Характеристика и требования к конструкции скв. Элементы конструкции скв. Принципы проектирования конструкции скв.

Конструкция скв состоит из: - ствола, пробуренного в горных породах; - нескольких обсадных колонн; - и тампонажного камня между колоннами и стенками ствола.

Конструкция скв характеризуется: 1) Ø ствола скв; 2) числом спущенных в неё обсадных колонн; 3) Ø и длиной колон; 4) местоположением интервалов цементирования (см. рис).

Требования к конструкциям скв: 1) долговечность скв, как технического сооружения; 2) надёжная изоляция всех проницаемых горизонтов и сохранение продуктивных пластов; 3) минимальная стоимость и окупаемость затрат; 4) предупреждение осложнений при бурении, обеспечение режимов эксплуатации скв, проведение исследований и ремонтных работ в скв.

Для выбора количества обсадных колон используется совмещённый график изменения пластового давления, давления гидроразрыва пород и гидростатическое давление столба бурового раствора в координатах, глубина – эквивалент градиента давления. Эквивалент градиента давления – плотность столба жидкости, который в скв на глубине определения создаёт давление равное пластовому или давлению гидроразрыва.

По рисунку точки 1,2 … 19 – пластовое давление; 20, 21 … 39 – давление гидроразрыва. Заштрихованная зона – зона совмещённых условий бурения по глубине с раствором одной плотности. Количество зон определяется количеством спускаемых обсадных колон. Глубина спуска обсадной колонны принимается на 10 – 20 метров выше окончания зоны совмещённых условий, но не более глубины начала следующей зоны совместных условий.

Направление – специальная труба 3 – 10 метров, спускают в колодец или забивают в породу при начале строительства скв. Предназначены для создания циркуляции промывочной жидкости (на графике неотабражено).

Кондуктор – длина 50 – 1300 метров, спускается для укрепления верхней части разреза скв, предотвращая загрязнение пород - содержащих питьевые воды.

Промежуточная (или техническая) колонна – спускается в скв в связи с невозможностью дальнейшего бурения в открытом стволе по причине разности пластовых давлений или по причине осложнений (поглащение, водопроявление, обвалы, прихваты и т.д.).

Эксплуатационная колонна - предназначается для транспортировки добываемых флюидов из пласта на дневную поверхность.

При проектировании конструкции скв (принципы): 1) глубина спуска колонны определяется глубиной границы раздела смежных зон с несовместимыми условиями бурения; 2) нижний конец колонны установлен в устойчивых непроницаемых породах; 3) если устанавливается противовыбросное оборудование, вскрытые выше лежащей породы не должны быть разорваны давлением при возможном глушении проявления нижележащих пород; 4) обсадные колонны подвешивают на устье и верхний интервал перекрывается несколькими колоннами. Для экономии металла спускают потайную колонну (или хвостовик) с заходом равным или больше на 50 метров предыдущую колонну; 5) выбор Ø эксплуатационной колонны определяется ожидаемым дебитом скв по пластовым флюидам, размером скв оборудования и глубинной скв. Определение размеров долота при бурении: ; ∆k – зазор между колонной и стенкой скв. Внутренний Ø предыдущей колонны определяется: ; ∆ = 5 … 10 мм (радиальный зазор); 8) кольцевое пространство между стенкой скв и обсадной колонны в основном полностью цементируется (кондуктор и потайная колонны цементируются по всей длине). Допускается частичное цементирование промежуточных колон в нефтяной скв до 3000 метров, но не менее 500 метров от общего башмака и на 100 метров выше башмака предыдущей колонны; 9) выбор интервалов цементирования определяется: а) ммп по всей длине; б) проницаемые породы перекрытием на 200 – 300 метров; в) недолжно быть разрывов в сплошности камня в заколонном пространстве.