Типи обладнання вибоїв свердловин

Для того щоб зрозуміти, що таке забій свердловини, необхідно мати загальне уявлення про те, що являє собою цей процес і його складові частини. Свердловиною називається геологічна вироблення, у якій довжина набагато більше її діаметра. Вона складається з кількох елементів, незалежно від мети її споруди:

• гирлі - початок свердловини;
• стінка - внутрішня циліндрична поверхня;
• стовбур - весь внутрішній простір свердловини;
• забій - дно свердловини.

Крім цих термінів, є ще кілька технічних понять, які пояснюють дану конструкцію і її обладнання, необхідних для розуміння питання - що таке конструкції вибоїв свердловин.

Справа в тому, що при бурінні проліт проходить безліч різних пластів. Це можуть бути пласти, які необхідно зміцнювати, від яких стовбур свердловини необхідно ізолювати або, навпаки, вміст шару повинно потрапити безпосередньо в свердловину. Тому різні ділянки буріння мають свою конструкцію і своє найменування. У загальному випадку свердловина може складатися з таких елементів, як:

1. Напрямок - початкова частина гирла, що складається з пухких або легко розмиваються порід. Для зміцнення напрямки бурять свердловину великого діаметру до необхідної глибини, на якій залягають більш тверді породи. Як правило, ця глибина становить 4-8 метрів. В отвір поміщають трубу відповідних розмірів, а проміжок між трубою і породою бетонують.
2. Кондуктор - ділянку свердловини, наступний за "напрямком". Він зміцнюється обсадної трубою, що складається з скручених між собою труб, кількість яких залежить від глибини буріння. Простір між кондуктором і породою заливається цементним розчином.
3. Проміжна колона - ділянку, що проходить напрям, кондуктор і наступний глибше, для того щоб перекрити важкі або слабкі пласти породи і продуктивні шари, які не плануються до розробки. У разі великої глибини свердловини таких колон може бути кілька. Вони також цементуються для надійної ізоляції.
4. Експлуатаційна колона - ділянку буріння від її дна до гирла. Саме по цій ділянці транспортується видобувається матеріал. Експлуатаційна колона також піддається цементування.
5. Забій - остання частина свердловини для витягнення продукту з пластів. Сам продуктивний пласт має покрівлю, верхню межу і підошву - нижню межу.

Конструкція забою свердловини - один з найважливіших елементів буріння. Його конструкція розробляється для забезпечення таких функцій свердловини, як:

• механічна міцність продуктивного пласта, що забезпечує можливість занурення необхідного обладнання, в залежності від призначення свердловини;
• хороша гідравлічна проникність конструкції привибійної частини;
• можливість додаткового доступу до інших продуктивним верствам, які не планувалися розробляти спочатку або їх надійна ізоляція;
• роздільне вплив на різні прилеглі шари або окремі частини продуктивного горизонту;
• можливість проведення дренажу всього продуктивного шару.

Через розбіжності умов розробки, забійна частина буріння може мати один з кількох конструктивних типів:

• відкритий забій;
• забій, перекритий хвостовиком експлуатаційної колони, перфорований попередньо;
• забій з фільтром;
• перфорований забій.

відкритий забій

Відкритий забій облаштовується таким чином, що експлуатаційна колона доводиться до початку розробляється горизонту і в такому стані зміцнюється розчином цементу. Після цього пласт розкривають інструментом меншого діаметру, залишаючи стовбур отвори відкритим.

Подібна конструкція забою можлива тільки в разі, якщо:

• відомо точне розташування кордонів розробляється горизонту;
• товщина горизонту невелика;
• пласт складається з порід, стійких проти обвалення;
• пласт однорідний і не містить глинистих структур, схильних до обвалення внаслідок розбухання;
• в процесі розробки необхідність у впливі на окремі пропластки відсутня.

Важливо! Відкритий забій характеризується найвищою гідродинамічної ефективністю щодо інших конструкцій і за коефіцієнтом гідродинамічного опору приймається за одиницю.

Коефіцієнт гідродинамічного опору свердловин інших типів вимірюється щодо буріння з відкритим забоєм.

Недоліком такої конструкції вважається відсутність можливості розробки окремих ділянок пласта або роздільне вплив на них і можливість обвалів пластів при відкачці в результаті зменшення тиску всередині пласта. Через цих недоліків свердловини з відкритим забоєм використовуються рідко, і їх кількість становить не більше пяти відсотків від всіх розроблюваних свердловин.

Забій, перекритий перфорованим хвостовиком експлуатаційної колони

У разі використання цього типу конструкції забою, свердловина опускається до підошви розробляється шару і зміцнюється експлуатаційної колоною з просвердленої перфорацією, що знаходиться по всій висоті продуктивного шару. Після цього вона цементується до початку продуктивного пласта, а перфорована частина залишається відкритою.

Цей тип забою використовується на тих же умовах, що і відкритий тип забою, але позбавлений недоліків у вигляді обвалення порід, що зменшують робочий діаметр свердловини.

Забій з фільтром

При будівництві забою з фільтром обсадная колона встановлюється до верхньої межі пласта і заливається розчином цементу. За нею в пласт опускається фільтр, який має невеликі щілиноподібні або круглі отвори.

Проміжок між фільтром і трубою перекривається сальником. Фільтри можуть мати різну конструкцію. Найбільше застосування отримали фільтри з щілиновидними отворами, кільцеві фільтри, гравійні і металокерамічні фільтри.

1. Кільцеві фільтри складаються з кілець, одягнутих на трубу з перфорацією. Між кільцями за допомогою стрічки певної товщини створюється необхідний зазор, що дозволяє виробляти необхідну фільтрацію.
2. Гравійний фільтр являє собою дві концентричні труби з перфорацією, між якими знаходиться шар гравію з фракціями 5-6 міліметрів, що є елементом, що фільтрує.
3. Металокерамічні фільтри являють собою кільця з спекаемой під високим тиском керамічної дробу, що надягають на трубу з перфорацією.
4. Найбільшу ефективність мають металокерамічні фільтри, внаслідок невеликого гідродинамічного опору і хорошою ступеня очищення.

Забої з фільтром служать для фільтрації від видобутого продукту піщаних домішок при розробці горизонтів з можливим утворенням піщаних пробок. Забої з фільтром не мають особливого поширення в практиці буріння.

перфорований забій

Перфорований забій будується наступним чином. Отвір буриться до необхідної позначки і до установки обсадної труби досліджується за допомогою спеціальних геофізичних засобів. В результаті дослідження з великою точністю визначаються позначки продуктивних і водоносних шарів і намічаються обєкти для експлуатації.

Після опускання обсадної труби проводиться її цементування від забою до необхідної позначки і перфорування в районі продуктивного пласта.

Буріння з перфорованим забоєм набули найширшого розповсюдження завдяки своїм перевагам:

• простота будівництва свердловини і проведення геологічних досліджень;
• хороша ізоляція ПРОПЛАСТ;
• подальша можливість розробки пропущених або відкладених продуктивних пластів;
• можливість застосування різних способів впливу на шари, прилеглі до продуктивного пласту;
• збереження робочого перетину свердловини протягом довгого часу.

Важливо! У тому випадку якщо продуктивний шар містить не цементовані піщані шари, застосовується установка фільтруючого елемента в зоні розробки.

При цьому зростає гідродинамічний опір. Але навіть без фільтра перфорований забій має набагато більший опір в порівнянні з відкритим забоєм.

Іноді в практиці буріння потрібне створення багатоствольних або багатозабійного свердловин. Як правило, буріння подібного типу використовуються в геологорозвідці з метою зниження витрат або більш ретельного вивчення вже розвіданого родовища. Багатостовбурний називаються свердловини, які мають відгалуження від основного стовбура до входу в продуктивний шар.

Багатозабійного отвори мають розгалуження в межах продуктивного пласта. Для створення прольотів такого типу використовується штучний забій, який споруджується нижче місця передбачуваного відгалуження від основного стовбура і перекриває його. Штучний забій використовується і при роздільній видобутку з різних продуктивних пластів однієї свердловини.

Як правило, є два основних способи створення штучного забою. Це установка спеціальних пробок, що перекривають діаметр свердловини і заповнення отвори вяжучими або інертними матеріалами. Перевага другого способу полягає в тому, що він підходить для буріння будь-якого віку і будь-якого ступеня розробленості, так як з часом діаметр може змінитися. Механічна установка пробки підходить тільки для нових свердловин.

Таким чином, різні конструкції вибоїв вибираються в залежності від призначення буріння, від характеристики порід, наявних в продуктивному пласті, наявності або відсутності напірних горизонтів і відстані до них і безлічі інших чинників, вплив яких часто визначається розрахунковим шляхом.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!