ГЛАВА 2 Описание конструкций эксплуатационных скважин.
При различных геологических условиях и разной глубине скважин изменяются количество обсадных колонн и диаметры применяемых долот для бурения. Совокупность расположения обсадных колонн, их диаметров, диаметров стволов скважин, глубин бурения для каждого диаметра долота, глубины спуска обсадных колонн, высоты подъема тампонажного раствора и другие данные определяют конструкцию скважины. Выбор конструкции скважины является основной частью технического проекта на бурение. Для обоснованного выбора конструкции служат геологические данные и особенности бурения в данном районе. Основными исходными данными являются: устойчивость стенок скважины; совместимость условий бурения близлежащих пластов, вскрытых необсаженным участком ствола, и эксплуатационные требования по конструкции низа эксплуатационной колонны. От устойчивости пород и совместимости условий зависит количество обсадных колонн, а от условий эксплуатации – конечный их диаметр.
Эксплуатационные скважины отличаются глубиной бурения и имеют обычно многоколонную конструкцию, состоящую из направления, кондуктора, промежуточной и эксплуатационной колонны. Диаметр эксплуатационной колонны зависит от количества спускаемых промежуточных колонн, возможности проведения геофизических исследований ствола скважины и опробования на приток вскрытых нефтегазоносных объектов.
Конструкция скважины включает в себя следующие виды обсадных колонн.
Направление – представляет собой обсадную трубу необходимого диаметра, длиной 6 – 10 м, устанавливаемую для крепления устья скважины. В рассматриваемой нами скважине направление наружным диаметром 630 мм опускается на глубину 7 м. Направление надежно укрепляется, заливается цементным раствором и предохраняет устье скважины от размыва промывочной жидкостью.
Кондуктор – предназначается для перекрытия верхних неустойчивых пород ствола скважины, для изоляции водоносных и водопоглащающих горизонтов, а так же для предохранения ствола скважины от размыва и препятствует последующему проникновению токсичного бурового раствора в водоносные горизонты, эксплуатируемые для технических и бытовых нужд. Глубина спуска кондуктора зависит от геологического разреза скважины и составляет от 150 до 800 м. В нашем случае глубина спуска кондуктора диаметром 324 мм составляет 215 м. Кондуктор обычно цементируется с подъемом цемента до устья.
Последующие колонны называют техническими (промежуточными). Их число и глубина спуска зависят от условий бурения.
Промежуточная колонна имеет назначение перекрывать ниже башмака кондуктора интервал ствола, имеющего в разрезе неустойчивые породы, а также зоны газо-водо-нефтепроявлений и обвалов. Промежуточная колонна может цементироваться с высотой подъема цемента на 100 – 150 м выше башмака кондуктора или до устья. Глубина спуска промежуточной колонны диаметром 245 мм составляет 2150 м. Спуск колонны обусловлен необходимостью перекрытия надсолевого комплекса и частичного отложения I соли.
Хвостовиком называют промежуточную или эксплуатационную колонну, спускаемую не на всю глубину скважины, а с целью перекрытия неустойчивых пород или продуктивных горизонтов в интервале от башмака предыдущей колонны до забоя скважины. В нашем случае спуск хвостовика диаметром 194 мм на глубину 3390 м связан с необходимостью перекрытия несовместимых по условиям бурения зон солевых и подсолевых отложений.
Эксплуатационная колонна спускается в ствол скважины с целью перекрытия нефтегазоносных пластов и проведения работ по опробованию вскрытых продуктивных горизонтов и дальнейшей их эксплуатации. Глубина спуска эксплуатационной колонны определяется по результатам геофизических исследований ствола скважины, выполненных как в процессе бурения, так и при достижении проектной глубины. В нашем случае глубина спуска эксплуатационной колонны диаметром 140х146 мм составляет 3930 м. Эксплуатационная колонна цементируется с различной высотой подъема цемента в затрубном пространстве с целью перекрытия кровли продуктивного горизонта. В отдельных случаях высота подъема цемента выше башмака предыдущей колонны, а для газовых скважин цемент должен подниматься до устья. В интервале нахождения продуктивного пласта эксплуатационная колонна перфорируется.
При современных способах эксплуатации скважин обычно ограничиваются эксплуатационной колонной труб диаметром 146 мм, а при высоких дебитах применяют трубы диаметром 168 мм, (рис.1).
Число обсадных колонн и их диаметры определяют в следующем порядке. По имеющимся данным дебита продуктивного пласта и глубины его залегания определяют диаметр и глубину спуска эксплуатационной колонны. Устанавливают необходимость спуска и число технических колонн, (рис.1). Такая необходимость вызвана геологическими причинами, способными привести к осложнениям в процессе бурения, ликвидация которых другими существующими способами невозможна. Например, при бурении встречен напорный горизонт с пластовым давлением, для уравновешивания которого используют буровой раствор плотностью 1,4 г/см3. Ниже этого горизонта находится пласт горных пород, вызывающих катастрофическое поглощение бурового раствора, и, как показал предшествующий опыт, ликвидация поглощения существующими способами невозможна. В этом случае вышележащий напорный пласт перекрывают технической колонной, а при бурении нижележащих пород снижают плотность раствора, чтобы предупредить поглощение и применяют средства для ликвидации поглощения. Затем по данным геологического разреза скважины определяют глубины спуска кондуктора и направления.
Диаметры спускаемых обсадных колонн определяют из условий прохождения через предыдущие спущенные колонны. Диаметр ствола скважины определяют по диаметру обсадной колонны (диаметру муфты) и величиной зазора между колонной (муфтой) и стенками скважины, заполняемого тампонажным раствором. Диаметр долота Dд определяют по формуле:
Dд = Dм + 2δ, (2.1)
где Dм – диаметр муфты обсадной колонны, мм;
δ - величина зазора между колонной (муфтой) и стенками скважины.
Что касается нашей скважины, то бурение производилось следующими диаметрами долот:
под эксплуатационную колонну D 140х146 мм – Dд 165,1 мм;
под хвостовик D 194 мм – Dд 215,9 мм;
под техническую колонну D 245 мм – Dд 295,3 мм;
под кондуктор D 324 мм – Dд 444,5 мм.
Диаметр предыдущей обсадной колонны выбирают из условия превышения внутреннего ее диаметра над диаметром долота на 6-8 мм.
При разработке конструкции скважины необходимо учесть, что уменьшение количества обсадных колонн, их диаметров и величин зазора между обсадной колонной и стенками скважины позволяет сократить расход металла, цемента и других материалов, а также затраты на строительство скважин. При бурении скважин меньшего диаметра кроме перечисленного увеличивается механическая скорость проходки, снижаются энергозатраты на бурение и облегчается труд бурового персонала.
Рисунок 1. Типы конструкций эксплуатационных скважин.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
