Дивитись що таке "Буріння" в інших словниках. Буріння свердловин - види свердловин, загальні поняття про буріння Свердловини під геотермальне опалення

Земля – планета води. Якщо Ви хочете незалежності, Вам потрібна вода. Якщо Вам потрібна вода - Вам не обійтися без буріння на своїй ділянці.

• Які бувають свердловини?

Буріння фільтрової (піщаної) свердловини ведеться на найближчий водоносний горизонт, що залягає в піщаних грунтах, і глибина її зазвичай становить 20-30 м, свердловина складається з обсадної колони з труб діаметром 127-133 мм і галунного плетіння сітчастого фільтра. Її дебіт становить до 1 м 3 /годину. Буріння свердловини провадиться досить швидко - протягом одного-двох робочих днів.

Однак ці свердловини мають тенденцію до замулювання, і термін експлуатації їх безпосередньо залежить і від потужності водоносного горизонту, і від інтенсивності її експлуатації: чим частіше користуються свердловиною, тим довше вона служить (на практиці до 15 років, частіше - 5-8 років).

Глибоких ("артезіанських") свердловин (на вапняк) виробляється до водоносного шару, що залягає в межах Москви та області у вапняку на глибинах 20-200 м, і відрізняються не лише своєю глибиною та продуктивністю (до 100 м 3 /год), а й складністю буріння. Такі свердловини буряться зазвичай більшого діаметра і більшої глибини, ніж свердловини на пісок. Цим зумовлено і багато обсадних колон у свердловині, і вища , т.к. ціна погонного метра буріння свердловини залежить від діаметра обсадних труб і, отже, їх вартості. збільшується до 5 і більше днів залежно від породи та глибини. Ціна буріння свердловини на вапняк вище, проте термін служби значно довше - 50 і більше років, тому що фільтром у таких свердловинах є сама водоносна порода (вапняк) і замулювання не відбувається.

• Яка глибина артезіанської свердловини?

Зразкові залягання
водоносних горизонтів

• Який діаметр свердловини?

• Які труби у свердловині?

• Чи потрібний пластик?

Втім, для вимогливих замовників встановлюються усередині обсадної колони пластикові труби (від корозії вони не врятують, але додадуть комфортності роботі насоса, відсікаючи частинки іржі зі стінок сталевої колони від дорогого механізму), ціна метра буріння такої свердловини на 400-700 грн. дорожче. Іноді, у складних геологічних умовах, пластикова колона всередині сталевої може бути корисною, тобто. пластик використовується не замістьсталевих труб, а разомз ними.

Пластик замість сталі іноді використовують на дрібних свердловинах, але треба підходити до нього з обережністю: сталева колона міцніша за пластикову і краще протистоїть рухам ґрунту.

• Але "чорна труба" - залізна, а у воді і так заліза багато...

Залізо або фтор, присутні в хімічному складі води з артезіанської свердловини, визначаються за допомогою хіманалізу та видаляються за допомогою спеціальних фільтрів-знезалізнюючих речовин (шляхом окислення та переведення його в осад). Фільтри – необхідна атрибутика автономного водопостачання.

• Яка свердловина краща?

При цьому не треба забувати про незрівнянну водорясність водоносних вапняків і верховодки. А якщо врахувати екологію та близькість водоносних пісків до поверхні землі з її зливою, вигрібними ямами та мікроорганізмами, то вже й зовсім все стане зрозумілим. Втім, будь-яке завдання вирішується, виходячи з мети: для поливу - дрібна свердловина, для цілорічного життєзабезпечення котеджу - артезіанська.

• Що входить у вартість буріння?

• Деякі компанії включають хім. аналіз у вартість буріння метра свердловини.

• На якій відстані від будинку можна зробити свердловину?

• Що таке "облаштування"?

• Чому буріння артсвердловини дорожче?

• Чому деякі фірми бурять дешевше...

• Чи потрібна ліцензія на право користування надрами?

• А як води не буде?

• Які насоси краще?

• Чи можна очистити дрібну свердловину, що замулилася?

• Чи можна влаштувати свердловину у будинку?

• Замість ув'язнення

Якщо вже не склалося зі свердловиною відразу, не впадайте у відчай - можна і потім, у будь-якому випадку власна свердловина додасть завершеність Вашому володінню, а Вам - почуття незалежності.

• Post Scriptum

Віктор Свірін

При цитуванні статті, будь ласка, не забудьте дати посилання на джерело. Дякую.

Лекція 1

Спочатку визначимо терміни:

« Бурова свердловина

гирло свердловини «вибій свердловини»

Вісь свердловини - «

Стінки свердловини –

Стовбур свердловини - «

Довжина свердловини - осі».

Глибина свердловини – по вертикалі".

Діаметр свердловини

Спорудження свердловини

Буріння свердловини

Поглиблення свердловини

Технологія буріння - «

.

900 мм до 26 мм.

Глибина свердловин до 12260 м

Довжина свердловин до 13000

.

- Геологам - ;

При розвідці вуглеводнів.

- ,

-

- Гідрогеологам – ,

- ,

- ,

-

-

Історія МГРІ - РДГРУ

У вересні 1918 року було створено Московську Гірську Академію, в якій був геологорозвідувальнийфакультет, який офіційно вважається родоначальником МГРІ-РГГРУ.

У 1930 році з МДА виділився єдиний у своєму роді Московський Геологорозвідувальний Інститут. МГРІ, Таким чином, МГРІ-РГГРУ має два роки народження – 1918 рік та 1930 рік.

Випускники МГРІ завжди займали гідне місце у науці та практиці геологорозвідки, гідрогеології, інженерної геології та інших галузей народного господарства.

З 1975 по 1989 рік міністром геології СРСРбув випускник МГРІспеціальності «Техніка розвідки» – РТ-48 (другий випуск) Євген Олександрович Козловський.

Навчально-науковий полігон МГРІ

Наприкінці листопада 1935 року МГРІ було передано від Московського електромеханічного технікуму ділянку землі біля села Рязанці Загорського (нині Сергієво-Посадського) району Московської області. Наказ з МГРІ говорив:

§1. Для покращення навчально-практичних робіт студентів та проведення основних польових навчальних практик студентів: геофізичних, геодезичних розвідувальнихі інженерно-гідрогеологічних, а також для проведення науково-дослідних дослідних робіт організувати у складі НІСу дослідний полігон навчальних та науково-дослідних робіт.

З цього часу на полігоні постійно проводяться учбові практики студентів усіх основних спеціальностей: геологів, гідрогеологів, геофізиків, техніки розвідки, у тому числі учбові бурові практики.

З 2010 року на Сергієво-Посадському полігоні створюється учбово-історичний музей бурової техніки.

Мал. 4. Фрагмент бурового музею

Лекція 2

Способи, види та різновиди буріння свердловин Таблиця 1

Лекція 3

Мал. 6

Вибір свердловини обумовлюється найбільш повним вирішенням геологічних завдань. Найточніша інформація про породи пласта (структура, потужність пласта) виходить при перетині свердловиною пласта в хрест простягання, тобто. під кутом 90 º.

При бурінні свердловини в складних геологічних розрізах на поведінку її осі істотно впливають ряд факторів, насамперед геологічні (при переході з порід однієї твердості в породи з іншою твердістю, шаруватість, тріщинуватість, анізотропні властивості порід та інші), а також техніко-технологічні. В результаті стовбур свердловини в процесі буріння викривляється, і провести в таких умовах прямолінійну свердловину виявляється дуже важко або навіть неможливо. Таке викривлення осі свердловини називається природним. У цих випадках доцільно вже заздалегідь, з урахуванням факторів, що викликають викривлення, проектувати криволінійну трасу свердловини. При цьому криволінійні траси часто є не тільки легше здійсненними, але й раціональнішими, ніж прямолінійні.

Оскільки для проведення свердловини заданою трасою необхідно застосовувати спеціальні технічні засоби та технологічні прийоми, то в цьому випадку викривлення свердловини називається « штучне викривлення», а робота з виконання такої траси називається « спрямоване буріння»

Криволінійні траси, Як і прямолінійні, можуть мати будь-який напрям і розрізняються "на викривлені з постійною кривизною, зі змінною кривизною, з викривленням у двох напрямках, і комбіновані комбіновані прямолінійні та криволінійні ділянки. (Рис.7)

Поряд із багатовибійними свердловинами у практиці розвідувального буріння застосовується багатоствольне буріння(неправильно багатоствольна свердловина), коли з одного майданчика (за рахунок повороту обертача верстата) одним буровим верстатом послідовно проходять кілька свердловин під різними кутами (рис. 9 а, б)

Таке рішення дає суттєвий економічний ефект при бурінні не дуже глибоких свердловин у важкодоступній місцевості (рис.9 б) та глибоких нафтогазових свердловин (рис.9 а), дозволяючи економити на прокладці транспортних шляхів та обладнанні майданчиків, а також зменшити екологічні збитки.

Проектування траси свердловини здійснюється у наступній послідовності:

1. Вибір між одноствольною та багатовибійною свердловиною. При цьому, перш за все, відіграє роль економічна доцільність та необхідність вирішення геологічних завдань. Особливо важливу роль в даний час починають грати питання охорони природи - при кожному перевезенні та монтажі бурової завдається серйозної шкоди природі - це обов'язково треба враховувати.

2. Якщо вибрано одновибійну свердловину, визначається її напрямок: вертикальна, похила, горизонтальна, повстаюча. З погляду трудовитрат, вони зростають у тому порядку, як (раніше) названі напрямки.

3. Наступний крок – визначення прямолінійності чи криволінійності траси свердловини. У найпростіших геологічних розрізах (з монотонним заляганням пластів чи монолітних масивах) зазвичай вибирається прямолінійна траса. У разі, коли в силу дії геологічних та технологічних причин, свердловина викривлятиметься, вигідніше використовувати природне викривлення та спроектувати трасу свердловини криволінійної. При цьому треба враховувати, що зі зростанням інтенсивності викривлення свердловини збільшуються і труднощі її проведення (зростають витрати потужності та можливість обриву бурильних труб). Прийнято вважати допустимою інтенсивність викривлення трохи більше 0.05 град/м. Криволинійна траса проектується і з метою вирішення певних завдань і може бути ефективнішою, ніж прямолінійна. Наприклад, при підсіканні свердловиною крутопадаючих пластів прямолінійна похила свердловина повинна закладатися з великим зенітним утлом, що створює технічні труднощі, крім того, довжина такої свердловини буде більшою ніж у криволінійної (L1>L2) (Рис.10).

У практиці експлуатаційного буріння використовуються криволінійні свердловини, кінцева частина яких, що входить у продуктивний пласт, наближається горизонтальному положенню і проходить вздовж пласта, що збільшує можливості видобутку корисних копалин (у нафтовому бурінні такі свердловини називають «горизонтальні», але правильніше коли їх горизонтальним закінченням – ц.р.о.»). (Рис.12).

Мал. 13.

Снаряди СБК відрізняються від простих тим, що вони складаються з колони спеціальних бурильних труб, що мають такий же внутрішній переріз, як і у колонкової труби. У колонковій трубі розміщується тонкостінна керноприймальна труба, в яку при бурінні заходить стовпчик керна (рис. 13 в) Після заповнення керноприймача керном з поверхні на тонкому тросі в колону бурильних труб спускається спеціальний уловлювач, який захоплює головку керноприймача труби бурильних труб піднімається на поверхню. Таким чином, замість кількох годин для спуско-підйомних операцій при бурінні глибоких свердловин на лікування зі свердловини керна, знадобиться кілька десятків хвилин. З урахуванням того, що снаряди СБК значно дорожчі, ніж прості снаряди, для буріння неглибоких свердловин (приблизно до 200 – 300 метрів) вигідніше використовувати прості снаряди, а для більш глибоких вигідніше застосовувати снаряди СБК.

При бурінні снарядами з гідро або пневмо-транспортом керна використовується подвійна колона бурильних труб. Потік очисного агента подається до забою по зазор між зовнішніми і внутрішніми трубами. На забої потік повертається і по внутрішній колоні піднімається вгору, виносячи на поверхню шматочки керна або керновий матеріал при бурінні по уламкових породах. На поверхню виноситься всі 100% керна (або кернового матеріалу) одночасно з процесом поглиблення свердловини. У цьому способі буріння взагалі витрачається додаткового часу підйом керна, що дозволяє різко збільшити продуктивність. Однак висока продуктивність можлива лише при бурінні в м'яких і слабких породах, де порода легко руйнується і механічно видаляється з вибою у внутрішню трубу. Друге обмеження застосування КГК, КПК – порівняно невелика глибина свердловин. Зазвичай приймається глибина свердловин до 500 метрів. Велика глибина може бути досягнута при використанні продування у поєднанні з кільцевими пневмоударниками та компресорами високого тиску (до 2,5 МПа).

Третій варіант вибору різновидів буріння в залежності від геологічних умов пов'язаний із застосуванням бурових снарядів (простих або спеціальних) з додатковим вибійним механізмом або спеціальним колонковим набором.

У спеціальних випадках можуть застосовуватись:

Механізми, що створюють ударні імпульси на породоруйнуючий інструмент (ПРИ): а) при бурінні з промиванням – гідроударникиб) при бурінні з продувкою або бурінні з піною - пневмоударники;

- вибійний гвинтовий гідравлічний двигун;

Спеціальні колонкові набори для отримання кондиційного кернуу складних геологічних умовах.

Ударні імпульси на забій при обертальному бурінні використовуються для вирішення низки завдань:

Можливість бурити вертикальні строго прямолінійні свердловини за рахунок того, що при цьому не потрібне осьове навантаження на ПРІ, буровий снаряд важить у свердловині як схил і не викривляється, як при обертальному бурінні з осьовим навантаженням;

Збільшити швидкість буріння за рахунок додаткового ударного руйнування породи, особливо при пневмоударному бурінні, де швидкість може збільшитися в 2 - 3 рази, (при бурінні з гідроударним бурінням швидкість підвищується незначно);

При високочастотному гідроударному бурінні значно зменшується тертя різців породу і керна в колонковій трубі. Це дозволяє боротися із заполіруванням алмазних коронок та самозаклинювання кернау колонковій трубі.

Вибійний гвинтовий гідравлічний двигунмалого діаметра може застосовуватися при бурінні і геологорозвідувальних та розвідувальних нафтогазових свердловин.

Особливість застосування забійних двигунів у тому, що колона бурильних труб у процесі буріння не обертається, а обертається лише породоруйнівний інструмент – долото або колонкова труба з коронкою. При бурінні нафтогазових свердловин забійні двигуни використовуються дуже широко. При бурінні геологорозвідувальних свердловин малого діаметра потужність забійного двигуна недостатня для ефективного буріння. Однак, можливість бурити без обертання колони труб із вибійним двигуном успішно використовується для спрямованого буріння, коли трасу свердловини потрібно відхилити в потрібну сторону на потрібний кут. Вибійний двигун, включений у снаряд на «кривому перехіднику», дозволяє якісно керувати напрямком траси свердловини.

Спеціальні колонкові набори для отримання кондиційного керна в несприятливих геологічних умовах (розмиваються, розсипаються, шаруваті, тріщинуваті, зруйновані, роздроблені, породи, що перемежуються тощо). За рахунок спеціальних конструкцій або за рахунок спеціальної технології (зворотна циркуляція рідини для промивання) такі колонкові набори захищають керн від руйнування за рахунок розмивання, обертання колонкової труби, руйнування різцями коронки. Оскільки для геологів отримання повноцінного керна має першорядне значення, це буде детально розглянуто на практичних заняттях.

Лекція 6

Мал. 14

6. Крім графічного зображення, конструкція свердловини визначається її шифром і пояснювальною запискою з обґрунтуванням її параметрів. З опублікованих методик складання шифру конструкції геологорозвідувальних свердловин найповнішою та найточнішою є методика, запропонована Донецьким ПТІ.

Приклад опису конструкції свердловини (на рис.15) шифром.

Мал. 15

Ц(20) 112/108цб(220), 93/89цп(440.. .480), 76(1000)

Основні позначення шифру:

132 -цифра, що позначає діаметр буріння

/ -знак, що означає кріплення трубами

127 -цифра, що стоїть за знаком /, позначає діаметр обсадних труб,

(20) -цифра в круглих дужках після розміру обсадних труб означає, до якої глибини обсаджена свердловина

(440….480) -інтервал установки потайної колони

Додаткові позначення шифру:

Ц – знак цементування всієї колони. Ставиться за діаметром обсадних труб.

Цб - знак цементування лише черевика (нижньої частини) колони

Цп - знак цементування черевика та верхнього кінця потайної обсадної колони

; - Знак розширення свердловини. Ставиться перед позначенням діаметра інструменту, що розширює свердловину

Позначення, що застосовується для ступінчастих обсадних колон

- Позначення видобутої обсадної колони. Ставиться перед позначенням діаметра обсадної колони, після якого в дужках може бути зазначена довжина частини колони, якщо вона витягується не вся.

Наведені позначення охоплюють весь комплекс параметрів, що входять у звичайне поняття свердловини конструкції або зображуваних на схемах конструкцій. Однак за необхідності можна вводити будь-які інші додаткові буквені індекси.

У даному прикладі: - свердловина забурена коронкою діаметром Ø 132 мм і закріплена напрямною трубою Ø 127 ммдо глибини 20 м. Тут труби Ø 127 мм цементуються на всю довжину. Далі діаметр буріння був 112 мм до 220 м і свердловина закріплена до цієї глибини кондуктором Ø 108 мм. У колони діаметром 108 мм цементується лише черевик (нижня частина колони). Подальше буріння здійснюється коронкою Ø 93 мм до глибини 480 м. В інтервалі від 440 до 480 м зона ускладнень та стовбур свердловини закріплений потайною колоною Ø 89 мм (у потайної колони закріплюються цементом черевик та верхня частина). До глибини 1000 м свердловина має Ø 76мм без закріплення.

Мал. 16

Мал. 17

Інша особливість спорудження нафтогазових свердловин це найважливіше значення ізоляції горизонтів, щоб унеможливити перетікання флюїдів з різних горизонтів. Здійснюється ізоляція цементуванням затрубного простору майже всіх обсадних колон. Оскільки при бурінні нафтогазових свердловин ізолювати необхідно пласти з флюїдами різних складів, у тому числі і агресивними, небезпечними при попаданні в продуктивні пласти та з різними тисками, цементація затрубного простору колон обсадних труб має першорядне значення. Важливе значення надається складу та якості тампонажних цементних сумішей їх властивостям та параметрам. Особливо важливе значення надається контролю якості цементування. Тому геофізичним методам контролю якості цементування надається першорядне значення. У практиці вивчення технічного стану свердловини застосовується метод радіоактивних ізотопів, акустичний метод, метод термометрії свердловини цими методами визначається висота підйому тампонажного розчину в заколонном просторі, виявляються місця затрубной циркуляції, стан контакту цементного каменю з обсадними трубами і породою в стінках.

Рис.18

Лекція 1

Що таке свердловина і що таке буріння свердловин.

Спочатку визначимо терміни:

« Бурова свердловина - Циліндричний отвір (гірський виробіток) в земній корі, крижаних масивах і в штучних спорудах, що має значно більші розміри в довжину, ніж її діаметр ».

Початок свердловини називається - гирло свердловини », дно свердловини (поверхня дна свердловини) і в процесі поглиблення (буріння) і після закінчення поглиблення називається «вибій свердловини»

Вісь свердловини - « лінія, що з'єднує центри поперечних перерізів свердловини від гирла до вибою».

Стінки свердловини – «Бічна поверхня свердловини».

Стовбур свердловини - « внутрішня частина свердловини, обмежена її стінками.

Довжина свердловини - «відстань між гирлом і вибоєм свердловини на її осі».

Глибина свердловини – «відстань між гирлом та вибоєм свердловини по вертикалі".

Діаметр свердловини – «номінальний діаметр свердловини, рівний діаметру породоруйнівного інструменту

Зауваження - Фактичний діаметр свердловини на різних ділянках може бути більшим за рахунок розбурювання та розробки стовбура свердловини, або менше за рахунок розбухання порід.

Спорудження свердловини - (будівництво свердловини), Виконання всього комплексу робіт, починаючи з підготовки майданчика та монтажу бурової та закінчуючи рекультивацією території після буріння, в результаті яких свердловина пробурена, результати отримані, та свердловина ліквідована або закрита.

Буріння свердловини - Виконання комплексу робіт, починаючи від забурювання до закінчення поглибки після досягнення кінцевої глибини і завершення всіх робіт у свердловині.

Поглиблення свердловини - процес буріння, у якому відбувається руйнація породи забої свердловини і поступальне переміщення вибою.

Технологія буріння - « ряд послідовних виборів та рішень, що забезпечують ефективне виконання процесу, що включають і вибір технічних засобів та способів виконання процесу». У вужчому сенсі до технології відносять вибір методів та параметрів управління процесомбуріння. Цьому вузькому значенню близько відповідає поняття режим буріння.

Технічні засоби для буріння свердловинбурове обладнання, буровий інструмент, контрольно-вимірювальні прилади (КВП), засоби автоматизації та засоби управління (СА та СУ).

Що являє собою бурова свердловина.

Свердловина може буритися не лише вниз, а й похило та горизонтально і навіть вгору.

Вісь свердловини може бути прямолінійною та криволінійною; (Рис.3)

Діаметр стовбура свердловини може змінюватися східчасто (рис.1)

Діаметр свердловин може бути від 900 мм до 26 мм.

Глибина свердловин до 12260 м. (Наукова Кольська надглибока).

Довжина свердловин до 13000 м. (нафтова свердловина на о. Сахаліні).

Який зв'язок буріння свердловин з геологами та з гідрогеологами .

- Геологам - отримання повної та достовірної геологічної інформації;

При розвідці твердих корисних копалин,

При розвідці вуглеводнів.

- визначення та підрахунок запасів корисних копалин,

- складання геологічних карт та розрізів.

- Гідрогеологам – проведення інженерно-геологічних досліджень,

- отримання гідрогеологічної інформації,

- проектування водозабірних та спостережних свердловин,

- освоєння водозабірних свердловин

- проектування та освоєння дренажних свердловин.

Бурінням називається вплив спецтехніки на грунтові верстви, у результаті у землі утворюється свердловина, якою видобуватимуть цінні ресурси. p align="justify"> Процес буріння нафтових свердловин здійснюється за різними напрямками роботи, які залежать від розташування ґрунтового або гірського пласта: воно може бути горизонтальним, вертикальним або похилим.

В результаті роботи у землі утворюється циліндрична порожнеча у вигляді прямого стовбура, або свердловина. Її діаметр може бути різним залежно від призначення, але він завжди менший за параметр довжини. Початок свердловини розташований на поверхні ґрунту. Стіни називаються стволом, а дно свердловини – вибоєм.

Ключові етапи

Якщо для водних свердловин може використовуватися середнє та легке обладнання, спецтехніка для буріння нафтової свердловини може використовуватися тільки важка. Процес буріння може здійснюватись лише за допомогою спеціального обладнання.

Сам процес поділяється на такі етапи:

• Підвезення техніки на ділянку, де проводитиметься робота.
• Власне буріння шахти. Процес включає кілька робіт, одна з яких - поглиблення стовбура, яке відбувається за допомогою регулярного промивання і подальшого руйнування гірської породи.
• Щоб стовбур свердловини був зруйнований і засмітив її, пласти породи зміцнюють. З цією метою в простір прокладають спеціальну колону зі з'єднаних між собою труб. Місце між трубою та породою закріплюють цементним розчином: ця робота носить назву тампонування.
• Останньою роботою є освоєння. На ньому розкривається останній пласт породи, формується привибійна зона, а також проводиться перфорація шахти та відтік рідини.

Підготовка майданчика

Для організації процесу буріння нафтової свердловини потрібно провести підготовчий етап. У разі, якщо розробка ведеться в галузі лісового масиву, потрібно, окрім оформлення основної документації, заручитися згодою на роботи у лісгоспі. Підготовка ділянки включає такі дії:

1. Вирубування дерев на ділянці.
2. Розбиття зони окремі частини землі.
3. Складання плану робіт.
4. Створення селища розміщення робочої сили в.
5. Підготовка основи для бурової станції.
6. Проведення розмітки дома роботи.
7. Створення фундаментів для встановлення цистерн на складі із пальними матеріалами.
8. Облаштування складів, завезення та налагодження обладнання.

Після цього необхідно зайнятися підготовкою обладнання для буріння нафтових свердловин. У цей етап входять такі процеси:

• Встановлення та перевірка техніки.
• Проведення ліній для енергопостачання.
• Монтаж основ та допоміжних елементів для вежі.
• Установка вишки та підйом на потрібну висоту.
• Налагодження всього обладнання.

Коли обладнання для буріння нафтових свердловин буде готове до експлуатації, необхідно отримати висновок від спеціальної комісії, що техніка знаходиться в справному стані і готова до роботи, а персонал має достатні знання в галузі правил безпеки на виробництві такого роду. Під час перевірки уточнюється, чи правильну конструкцію мають освітлювальні прилади (вони повинні мати стійкий до вибухів кожух), чи встановлено по глибині шахти освітлення з напругою 12В. Зауваження щодо якості роботи та безпеки необхідно взяти до уваги заздалегідь.

До початку робіт з буріння свердловини необхідно встановити шурф, завезти труби для зміцнення стовбура, долото, малу спецтехніку для допоміжних робіт, обсадні труби, прилади для вимірювань в ході буріння, забезпечити водопостачання та вирішити інші питання.

Буровий майданчик містить об'єкти для проживання робітників, технічні приміщення, лабораторну будову для аналізу проб грунту та результатів, склади для інвентарю та малого робочого інструменту, а також засоби для медичної допомоги та засоби безпеки.

Особливості буріння нафтової свердловини

Після установки починаються процеси з переоснащення талевої системи: під час цих робіт монтується обладнання, а також апробуються малі механічні засоби. Установка щогли відкриває процес забурювання у ґрунт; напрямок не повинен розійтися з осьовим центром вежі.

Після того, як завершується центрування, проводиться створення свердловини під напрямок: під цим процесом розуміється установка труби для посилення стовбура та заливка початкової частини цементом. Після встановлення напрямку центрування між самою вишкою та роторними осями регулюється повторно.

Буріння під шурф здійснюється в центрі ствола, і в процесі роботи проводиться обсадка за допомогою труб. При бурінні шурфу використовується турбобур, для регулювання швидкості обертання необхідно утримувати його за допомогою каната, що фіксується на самій вежі, а іншою частиною утримується фізично.

За кілька діб до запуску бурової установки, коли пройшов підготовчий етап, збирається конференція за участю членів адміністрації: технологів, геологів, інженерів, бурильників. До питань, що обговорюються на конференції, належать такі:

• Схема залягання пластів на нафтовому родовищі: шар глини, шар пісковика з водоносами, шар нафтових покладів.
• Конструктивні особливості свердловини.
• Склад гірської породи у точці досліджень та розробок.
• Врахування можливих труднощів та ускладнюючих роботу факторів, які можуть виникнути при бурінні нафтової свердловини в конкретному випадку.
• Розгляд та аналіз карти нормативів.
• Розгляд питань, пов'язаних із безаварійною проводкою.

Документи та обладнання: основні вимоги

Процес буріння свердловини під нафту може розпочатися лише після оформлення низки документів. До них належать такі:

• Дозвіл про початок експлуатації бурового майданчика.
• Карта нормативів.
• Журнал з розчинів для буріння.
• Журнал із забезпечення охорони праці у роботі.
• Облік функціонування дизелів.
• Вахтовий журнал.

До основного механічного обладнання та витратних матеріалів, що використовуються в процесі буріння свердловини, належать такі види:

• Обладнання для цементування, цементний розчин.
• Устаткування для безпеки.
• Каротажні механізми.
• Технічна вода.
• Реагенти для різних цілей.
• Вода для пиття.
• Труби для обсадження та власне буріння.
• Майданчик під вертоліт.

Типи свердловин

На початку процесу діаметр ствола становить до 90 см, а до кінця рідко доходить до 16,5 см. У ході роботи будівництво свердловини робиться у кілька етапів:

1. Поглиблення свердловини, для чого використовується бурове обладнання: воно подрібнює гірську породу.
2. Видалення уламків із шахти.
3. Закріплення ствола за допомогою труб та цементу.
4. Роботи, під час яких досліджується отриманий розлом, виявляються продуктивні розташування нафти.
5. Спуск глибини та її цементування.

Свердловини можуть відрізнятися за заглибленістю і поділяються на такі різновиди:

• Невеликі (до 1500 метрів).
• Середні (до 4500 метрів).
• Заглиблені (до 6000 метрів).
• Надпоглиблені (понад 6000 метрів).

Буріння свердловини має на увазі подрібнення цілісного пласта породи долотом. Отримані частини видаляють у вигляді вимивання спеціальним розчином; глибина шахти робиться більше при руйнуванні всієї забійної площі.

Проблеми під час буріння нафтових свердловин

У ході буріння свердловин можна зіткнутися з низкою технічних проблем, які уповільнять або зроблять роботу практично неможливою. До них відносяться такі явища:

• Руйнування стовбура, обвали.
• Догляд у ґрунт рідини для промивання (видалення частин породи).
• Аварійні стани обладнання чи шахти.
• Помилки у свердлінні ствола.

Найчастіше обвали стін відбуваються через те, що гірська порода має нестабільну структуру. Ознакою обвалу є збільшений тиск, велика в'язкість рідини, яка використовується для промивання, а також підвищена кількість шматків породи, що виходять на поверхню.

Поглинання рідини найчастіше трапляється у випадку, якщо пласт, що залягає нижче, повністю забирає розчин в себе. Його пориста система або високий рівень поглинання сприяє такому явищу.

У процесі буріння свердловини снаряд, що рухається за годинниковою стрілкою, доходить до місця забою і піднімається назад. Проведення свердловини сягає корінних пластів, у яких відбувається врізання до 1,5 метра. Щоб свердловина була розмита, спочатку занурюється труба, вона служить засобом проведення промивного розчину безпосередньо в жолоб.

Буровий снаряд, а також шпиндель може обертатися з різною швидкістю та частотою; цей показник залежить від того, які види гірських порід потрібно пробити, який діаметр коронки буде сформовано. Швидкість контролюється за допомогою регулятора, який регулює рівень навантаження на коронку для буріння. У процесі роботи створюється необхідний тиск, який чиниться на стіни вибою та різці самого снаряда.

Проектування буріння свердловини

Перед початком процесу створення нафтової свердловини складається проект як креслення, у якому позначаються такі аспекти:

• Властивості виявлених гірських порід (стійкість до руйнування, твердість, рівень вмісту води).
• Глибина свердловини, кут її нахилу.
• Діаметр шахти наприкінці: це важливо визначення ступеня впливу нього твердості гірських порід.
• Спосіб буріння свердловини.

Проектування нафтової свердловини необхідно розпочинати з визначення глибини, кінцевого діаметра самої шахти, а також рівня буріння та конструктивних особливостей. Геологічний аналіз дозволяє вирішити ці питання незалежно від типу свердловини.

Методи буріння

Процес створення свердловини для видобутку нафти може здійснюватися кількома способами:

• Ударно-канатний метод.
• Робота із застосуванням роторних механізмів.
• Буріння свердловини із використанням вибійного мотора.
• Буріння турбінного типу.
• Буріння свердловини з використанням гвинтового двигуна.
• Буріння свердловини у вигляді електричного бура.

Перший спосіб відноситься до найбільш відомих та перевірених методів, і в цьому випадку шахту пробивають ударами долота, які виробляються з певною періодичністю. Удари робляться за допомогою впливу ваги долота та обтяженої штанги. Піднімання обладнання відбувається через балансування обладнання для буріння.

Робота з роторним обладнанням ґрунтується на обертанні механізму за допомогою ротора, який ставиться на гирлі свердловини через труби для буріння, які здійснюють функцію валу. Буріння свердловин малого розміру проводиться у вигляді участі у процесі шпиндельного мотора. Роторний привід з'єднаний з карданом та лебідкою: такий пристрій дозволяє контролювати швидкість, з якою обертаються вали.

Буріння за допомогою турбіни проводиться за допомогою передачі моменту, що обертається колоні від мотора. Такий спосіб дозволяє передавати і енергію гідравліки. У цьому методі функціонує лише одне канал подачі енергії лише на рівні до забою.

Турбобур - це особливий механізм, який перетворює енергію гідравліки в тиск розчину в механічну енергію, яка і забезпечує обертання.

Процес буріння нафтової свердловини складається з опускання та підйому колони в шахту, а також утримання на вазі. Колонною називається збірна конструкція із труб, які з'єднуються один з одним за допомогою спеціальних замків. Головним завданням є передача різних типів енергії до долоту. Таким чином здійснюється рух, що призводить до поглиблення та розробки свердловини.

Буріння Загальна схема бурової установки: 1 - бурове долото; 2 - УБТ; 3 - бурильні труби; 4 - кондуктор; 5 - гирла шахта; 6 - Противикидні пристрої; 7 - підлога бурової установки; 8 - буровий ротор; 9 - провідна бурильна труба; 10 - буровий стояк; 11 - вертлюг; 12 - гак; 13 - Талевий блок; 14 - Балкон верхового робітника; 15 - Кронблок; 16 - Талевий канат; 17 - шланг провідної бурильної труби; 18 - індикатор навантаження на долото; 19 - бурова лебідка; 20 - буровий насос; 21 - Вібраційне сито для бурового розчину; 22 - Викидна лінія бурового розчину.

Буріння- процес руйнування гірських порід за допомогою спеціальної техніки – бурового обладнання. Розрізняють три види буріння:

• Вертикальне буріння
• Похило-спрямоване буріння

Буріння свердловин- це процес спорудження спрямованої циліндричної гірничої виробітку в землі, діаметр "D" якої малий в порівнянні з її довжиною по стовбуру "H", без доступу людини на забій. Початок свердловини на поверхні землі називають гирлом, дно – вибоєм, а стінки свердловини утворюють її стовбур.

Цикл будівництва свердловин

Шарошкове бурове долото

1. будівництво наземних споруд;
2. поглиблення стовбура свердловини, здійснення якого можливе лише при виконанні двох паралельно протікаючих видів робіт - власне поглиблення та промивання свердловини;
3. роз'єднання пластів, Що складається з двох послідовних видів робіт: зміцнення (кріплення) стовбура свердловини трубами, що опускаються, з'єднаними в колону, і тампонування (цементування) заколонного простору;
4. освоєння свердловин. Часто освоєння свердловин в сукупності з деякими іншими видами робіт (розкриття пласта та кріплення привибійної зони, перфорація, виклик та інтенсифікація припливу (відтоку) флюїду) називають закачуванням свердловин.

1. Підготовчі роботи з будівництва. Отримують документи на відведення лісової ділянки для вирубування лісу, погоджуються з лісгоспом; відбиття ділянки за координатами дома; вирубка лісу; планування майданчика; будівництво житлового селища; підготовка основи для бурової; підготовка та планування майданчика; будівництво фундаментів під ємності на складі ПММ; пристрої обволовки складу ПММ; завезення обладнання та перевезення.

2. Вишкомонтажні роботи. Монтаж обладнання; монтаж ліній; монтаж підвищувальних основ, основ та блоків; монтаж та підйом вишки; пуско-налагоджувальні роботи.

3. Підготовчі роботи для буріння. Після закінчення монтажу бурової установки та будівництва споруд при вежах, бурова приймається спецкомісією. Буровий майстер разом із комісією перевіряє якість робіт, випробуває обладнання; перевіряється стан охорони праці. Електричне освітлення має бути у вибухобезпечних світильниках; за буровою має бути аварійне освітлення 12 v; всі недоліки та зауваження комісії мають бути усунені до забурювання. До початку робіт бурова установка укомплектовується буровим інструментом, долотами, обсадними трубами під кондуктор і буровими трубами, пристроями малої механізації, контрольно-вимірювальними приладами, шурфом під квадрат, запасом води, хімічних реагентів і т.д. культурна будка, їдальня, лазня-сушарка, приміщення для аналізів розчинів, протипожежний інвентар на своїх місцях, набір ручного та допоміжного інструменту, набір плакатів з техніки безпеки, аптечки, запас ПММ у ємностях з чітким написом типу палива, склад для бурильного інструменту, склад для хімічних реагентів, комору для збору відпрацьованих рідин, джерело води. Після прийняття установки від монтажників проводиться переоснащення тальової системи, монтаж обладнання та випробування об'єктів малої механізації (УМК, протизатягувач і т. д.). Забурювання проводиться з установки щоглового напрямку, встановленого по центру з віссю вишки. Вишка центрується, потім бурять під напрямок – опускають трубу та цементують, верх напряму з'єднуючи із жолобом. Після направлення ще раз перевіряється центрація вежі та ротора. Центр свердловини бурять під шурф для квадрата та обсаджують трубою. Буріння шурфу проводиться турбобуром, притримуючи його від реактивного обертання прядив'яним канатом в три-чотири обвивки. Один кінець прив'язується до ноги вежі, другий тримається в руках через блочок або ногу вежі. Після закінчення підготовчих робіт не пізніше за 2 дні до пуску бурової проводиться пускова конференція за участю адміністрації експедиції (головного інженера, головного технолога, голови профкому, головного геолога і начальника ПТО), де докладно знайомляться з конструкцією свердловини, геологічним розрізом, властивостями порід, очікуваними ускладненнями, режимом буріння. Розглядається нормативна карта, обговорюються заходи щодо безаварійної та швидкісної проводки. Буріння може бути розпочато за наявності наступних документів: геолого-технічного наряду (ГТН), акта про введення в експлуатацію бурової установки, нормативною картою, мають бути вахтовий журнал, журнал з бурових розчинів, журнал з охорони праці, журнал обліку роботи дизелів. На буровій повинні бути: цементувальне обладнання, коротажне обладнання, плакати з охорони праці та протипожежної безпеки, вертолітний майданчик, питна та технічна вода, хімічні реагенти та матеріали для бурових та цементних розчинів, аварійний інструмент, бурильні та обсадні труби.

4. Буріння свердловини (проходка та кріплення). У процесі буріння свердловини вибурюється порода, внаслідок чого утворюється стовбур свердловини, який необхідно кріпити за допомогою труб і цементажу.

5. Випробування свердловин на приплив нафти та газу. Проводиться перфорація стін колони для доступу до продуктивного горизонту з метою отримання притоку нафти та газу.

6. Демонтаж бурового обладнання та привищельних споруд.

7. Рекультивація відведеної площі. Проводиться на свердловині установка пломби з табличкою про терміни буріння свердловини та назву підприємства, що виконує роботу. Зариваються всі комори, спалюється сміття, збирається металобрухт для утилізації. Буровий майданчик приводиться у відповідність до норм екологічних служб.

Класифікація свердловин за призначенням

Свердловини на нафту та газ можна систематизувати наступним чином:

• структурно-пошукові, призначення яких - встановлення (уточнення тектоніки, стратиграфії, літології, оцінка продуктивності горизонтів) без додаткового будівництва свердловин;
• розвідувальні, службовці виявлення продуктивних об'єктів, і навіть для оконтуривания вже розроблюваних нафтових і газоносних пластів;
• видобувні (експлуатаційні), призначені для видобутку нафти та газу із земних надр. До цієї категорії відносять також нагнітальні, оціночні, наглядові та параметричні свердловини;
• нагнітальніпризначені для закачування в пласти води, газу або пари з метою підтримки пластового тиску або обробки привибійної зони. Ці заходи спрямовані на подовження періоду способу фонтану видобутку нафти або підвищення ефективності видобутку;
• випереджаючі видобувні, що служать для видобутку нафти та газу з одночасним уточненням будови продуктивного пласта;
• оціночні, призначення яких - визначення початкової нафтоводонасиченості та залишкової нафтонасиченості пласта (і проведення інших досліджень);
• контрольні та наглядовіпризначені для спостереження за об'єктом розробки дослідження характеру просування пластових флюїдів та зміни газонафтонасиченості пласта;
• опорнісвердловини бурят для вивчення геологічної будови великих регіонів, щоб встановити загальні закономірності залягання гірських порід та виявити можливості утворення у цих породах родовищ нафти та газу.

Способи буріння

Бурильна колона

Бурильна колонаявляє собою спущену в свердловину збірку з бурильних труб скріплених між собою бурильними замками, призначену для подачі гідравлічної та механічної енергії до долоту, для створення осьового навантаження на долото, а також для управління траєкторією свердловини, що буриться.

Будучи разом із долотом і забійним двигуном буровим інструментом, бурильна колона виконує такі функції:

• передає обертання від ротора до долоту;
• сприймає від вибійних двигунів реактивні моменти;
• подає до забою промивний агент;
• підводить гідравлічну потужність до долоту та занурювального гідравлічного двигуна;
• вдавлює долото в гірські породи на вибої, діючи своєю силою тяжкості (осьове навантаження на долото створює частину обтяжених бурильних труб (УБТ), включених до складу компонування низу бурильної колони (КНБК), частина обтяжених бурильних труб (УБТ) служить для натягу бурильної а саме для натягу бурильних труб, як схил) для створення перпендикулярності всієї бурильної колони щодо поверхні землі). (правило до 75% від ваги КНБК для створення осьового навантаження на долото та 25% для натягу бурильної колони діє тільки на території деяких країн СНД, багато замовників та бурових підрядників нехтують цим правилом ставлячи пріоритет на прохідку);
• забезпечує заміну долота та занурювального двигуна за допомогою транспортування їх до вибою або на денну поверхню;
• дозволяє вести аварійні та інші спеціальні роботи у стовбурі свердловини.

Примітки

Література

• Басарігін Ю. М., Булатов А. І., Проселков Ю. М.Буріння нафтових та газових свердловин. - Навч. посібник для вузів. – М.: ТОВ «Надра-Бізнесцентр», 2002. – 632 с. - ISBN 5-8365-0128-9
• Бурове обладнання. - Технічний каталог. – М.: «Німецька фабрика друку», 2008. – 265 с.
• Деніел ЄргінВидобуток: Всесвітня історія боротьби за нафту, гроші та владу = The Prize: The Epic Quest for Oil, Money, and Power. – М.: «Альпіна Паблішер», 2011. – 944 с. - ISBN 978-5-9614-1252-9
• Petroleum Engineering-Drilling and Well Completions, C. Gatlin (ed.), Prentice-Hall Inc., Englewood Cliffs, NJ (1960).
• Lessons in Rotary Drilling, U. of Texas, Unit II, Lesson 3.
• A Primer of Oil Well Drilling, тридцять і чотири editions, U. of Texas.
• Rotary Drilling Handbook, Sixth edition, J.e. Brantly (ed.) Palmer Pub., New York City.

Див. також

Wikimedia Foundation. 2010 .

Буріння- технічний процес руйнування гірських порід за допомогою спеціальної техніки – бурового обладнання. (рідше термічним, гідроерозійним, вибуховим та іншими способами) з видаленням продуктів руйнування. Буріння свердловин - це процес спорудження спрямованої циліндричної гірничої виробки, діаметр якої істотно малий у порівнянні з її довжиною по стволу, без можливості доступу людини на забій. Початок свердловини на поверхні землі називають гирлом, дно – вибоєм, а стінки свердловини утворюють її стовбур.

Розрізняють три види буріння:

• Вертикальне буріння
• Похило-спрямоване буріння
• Горизонтальне буріння

При бурінні руйнування ведеться по всій площі вибою (безкернове буріння), рідше лише за кільцевим простором для вилучення керна (колонкове буріння). Діаметри виробок, що пробурюються, складають десятки міліметрів (шпури), сотні міліметрів (свердловини), тисячі міліметрів (стволи шахтні). Глибина буріння визначається областю його застосування і становить кілька метрів (в основному шпури), десятки метрів (свердловини для розміщення вибухових речовин, закріплення гірських порід цементуванням, заморожуванням та ін.), сотні та тисячі метрів (свердловини - розвідувальні на воду, нафту та газ , Експлуатаційні та ін.). Процес спорудження глибоких свердловин включає також кріплення стінок стовбура обсадними трубами із закачуванням цементного розчину в кільцевий зазор між трубами та стінками.

Буріння глибоких свердловин здійснюють буровими установками, вибухових - буровими верстатами, шахтних стволів - стволопрохідницькими агрегатами, шпурів - бурильними молотками, свердлами та ін. Технічні засоби буріння включають також буровий насос або компресор для подачі бурового розчину і газу, бурильні труби системою, породоруйнівний інструмент, обладнання для приготування промивної рідини, її очищення від шламу та дегазації, противикидове обладнання та контрольно-вимірювальну апаратуру. Буріння виробляється переважно механічним способом: буровий інструмент безпосередньо впливає на гірські породи, руйнуючи їх буровим долотом чи бурової коронкою; при бурінні вибухових свердловин в кварцсодержащих гірських порід застосовують термічне буріння (струменем полум'я). Механічні способи буріння методом впливу інструменту на забій підрозділяють на обертальне буріння, ударне буріння, ударно-поворотне і обертально-ударне буріння.

За типом застосовуваного породоруйнуючого інструменту розрізняють шнекове буріння, шарошечне буріння, алмазне буріння, дробове і таке інше, за типом бурової машини - перфораторне буріння, пневмоударне буріння, гідроударне буріння, роторне буріння, турбінне буріння і таке інше, кущове буріння, вертикальне, похило спрямоване, багатовибійне та ін. Буріння розвивається і спеціалізується стосовно трьох основних областей гірничої справи: видобуток рідких і газоподібних корисних копалин, пошук і розвідка корисних копалин, видобуток твердих корисних копалин вибуховим способом. Таке історично сформоване поділ дуже умовно, але методологічно зручно для короткого викладу настільки багатопланового поняття, як " буріння " .

У Росії її буріння перших свердловин належить до 9 в. і з видобутком розчинів кухонної солі у Стародавній Русі. Потім соляні промисли розвиваються в Балахні (12 ст) та Солікамську (16 ст). Поява нових методів та техніки буріння відноситься до 19 ст. у зв'язку із зростаючою необхідністю постачання великих міст питною водою. У 1831 в Одесі було утворено "Товариство артезіанських фонтанів" і пробурено 4 свердловини глибиною 36-189 м.
У середині 19 в. ударне ручне буріння почало витіснятися портативними механічними верстатами. У Росії її Г.Д. Романовський в 1859 році вперше механізував роботи, застосувавши паровий двигун для буріння свердловини поблизу Подільська. Першу свердловину на нафту, пробурену верстатом ударного буріння, заклав Дрейк у 1859 (США, штат Пенсільванія). Морська свердловина вперше була пробурена в 1897 у Тихому океані біля острова Сомерленд (шельф Каліфорнійського півострова, США), пізніше буріння на морі набуло широкого поширення. На Каспії шельфове буріння розпочато 1924 р. біля Баку.

Розвиток розвідувального буріння на тверді копалини пов'язані з винаходом швейцарцем Ж. Лешо алмазного бура (1862). 1899 р. американським інженером Дейвісом запропоновано дробове буріння. У СРСР дробове буріння застосовано у 1927-28 рр. радянськими вченими В.М. Крейтером та Б.І. Воздвиженським для колонкового буріння, що дозволило замінити цим способом алмазне буріння у міцних виверженнях та метаморфічних породах. У 1928-29 в СРСР починається виробництво бурових верстатів з подачею важеля для колонкового обертального буріння на глибині до 300-500 м, з 1947 створюються верстати з важільною диференціальною подачею, багатошвидкісні верстати для глибини 300-2000 м, самохідні. З 1960 розпочалися роботи з освоєння гідроударного буріння, що забезпечило значне збільшення продуктивності твердосплавного колонкового буріння. Радикально вдосконалюється алмазне буріння, обсяги якого для пошуків родовищ з корисними копалинами збільшуються. При розвідці крутопадаючих рудних тіл, коли для перетину їх на різних горизонтах проходять кілька свердловин, застосовують спрямоване багатовибійне буріння, яке проводиться за допомогою пристроїв, що відхиляють, що встановлюються в свердловині на різних глибинах. Розвідувальне буріння на тверді корисні копалини здійснюється в основному роторним способом, на який припадає близько 80% метражу пробурених свердловин; в обмежених об'ємах застосовуються ударно-обертальне, гідроударне, шнекове, вібраційне буріння та ін.