Бурение

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Общая схема буровой установки: 1 — буровое долото; 2 — УБТ; 3 — бурильные трубы; 4 — кондуктор; 5 — устьевая шахта; 6 — противовыбросовое устройства; 7 — пол буровой установки; 8 — буровой ротор; 9 — ведущая бурильная труба; 10 — буровой стояк; 11 — вертлюг; 12 — крюк; 13 — талевый блок; 14 — балкон верхового рабочего; 15 — кронблок; 16 — талевый канат; 17 — шланг ведущей бурильной трубы; 18 — индикатор нагрузки на долото; 19 — буровая лебёдка; 20 — буровой насос; 21 — вибрационное сито для бурового раствора; 22 — выкидная линия бурового раствора.

Бурение — процесс разрушения горных пород с помощью специальной техники — бурового оборудования. Различают три вида бурения:

Бурение скважин — это процесс сооружения направленной цилиндрической горной выработки в земле, диаметр "D" которой мал по сравнению с её длиной по стволу "H", без доступа человека на забой. Начало скважины на поверхности земли называют устьем, дно — забоем, а стенки скважины образуют ее ствол.

История бурения[править | править вики-текст]

  • Первое упоминание о бурении скважин восходит к Древнему Китаю: в 254-251 г. до н.э.- бурение скважин на воду и газ (инженер Ли Бин).
  • За пределами России первая нефтяная скважина была пробурена в 1859 году в США полковником Эдвином Дрейком в окрестностях г. Тайтусвиля, Пенсильвания, генеральным представителем Seneca Oil Company. Из-за попыток применить бурение для поиска и добычи нефти местные жители считали Дрейка сумасшедшим. Помимо этого Дрейк, по его собственному утверждению, изобрел обсадную трубу, «без которой никто не смог бы бурить в низинах, где земля подтоплена»[1].
  • В России до середины XIX века нефть добывалась на Апшеронском полуострове из колодцев, а уже 14 июля 1848 года в местечке Биби-Эйбат была пробурена первая в мире нефтяная скважина ударным способом с применением деревянных штанг. 
  • В 1930 году в Европе пробурили с земной поверхности скважину на глубину 3 км. В конце 1950-х глубина пробуренных скважин увеличилась до 7 км. 
  • в 1970-1990 годах пробурена Кольская сверхглубокая скважина (СГ-3) — самая глубокая параметрическая скважина в мире, глубиной 12 262 метра.[2].  

Цикл строительства скважин[править | править вики-текст]

Шарошечное буровое долото
  1. строительство наземных сооружений;
  2. углубление ствола скважины, осуществление которого возможно только при выполнении двух параллельно протекающих видах работ — собственно углубления и промывки скважины;
  3. разобщение пластов, состоящее из двух последовательных видов работ: укрепления (крепления) ствола скважины опускаемыми трубами, соединёнными в колонну, и тампонирования (цементирования) заколонного пространства;
  4. освоение скважин. Часто освоение скважин в совокупности с некоторыми другими видами работ (вскрытие пласта и крепление призабойной зоны, перфорация, вызов и интенсификация притока [оттока] флюида) называют заканчиванием скважин.

Классификация скважин по назначению[править | править вики-текст]

Скважины на нефть и газ, можно систематизировать следующим образом:

  • структурно-поисковые, назначение которых — установление (уточнение тектоники, стратиграфии, литологии, оценка продуктивности горизонтов) без дополнительного строительства скважин;
  • разведочные, служащие для выявления продуктивных объектов, а также для оконтуривания уже разрабатываемых нефтяных и газоносных пластов;
  • добывающие (эксплуатационные), предназначенные для добычи нефти и газа из земных недр. К этой категории относят также нагнетательные, оценочные, наблюдательные и параметрические скважины;
  • нагнетательные, предназначенные для закачки в пласты воды, газа или пара с целью поддержания пластового давления или обработки призабойной зоны. Эти меры направлены на удлинение периода фонтанного способа добычи нефти или повышение эффективности добычи;
  • опережающие добывающие, служащие для добычи нефти и газа с одновременным уточнением строения продуктивного пласта;
  • оценочные, назначение которых — определение начальной нефтеводонасыщенности и остаточной нефтенасыщенности пласта (и проведение иных исследований);
  • контрольные и наблюдательные, предназначенные для наблюдения за объектом разработки исследования характера продвижения пластовых флюидов и изменения газонефтенасыщенности пласта;
  • опорные скважины бурят для изучения геологического строения крупных регионов, чтобы установить общие закономерности залегания горных пород и выявить возможности образования в этих породах месторождений нефти и газа.

Способы бурения[править | править вики-текст]

Способ бурения Определение
Вращательный Механическое бурение, при котором разрушающее усилие создаётся непрерывным вращением породоразрушающего инструмента с приложением осевой нагрузки
Роторный Вращательное бурение, при котором буровой снаряд вращается станком с вращателем роторного типа
Турбинный Вращательное бурение, при котором породоразрушающий инструмент вращается турбобуром
Объёмный Вращательное бурение, при котором породоразрушающий инструмент вращается винтовым (объёмным) двигателем
Электробуром Вращательное бурение, при котором породоразрушающий инструмент вращается электробуром
Алмазный Вращательное бурение, при котором горная порода разрушается породоразрушающим инструментом, армированным алмазами
Твердосплавный Вращательное бурение, при котором горная порода разрушается породоразрушающим инструментом, армированным твёрдыми сплавами
Дробовой Вращательное бурение, при котором горная порода разрушается дробью
Ударный Механическое бурение, при котором разрушающее усилие создаётся воздействием ударов породоразрушающего инструмента
Ударно-канатный Ударное бурение, при котором возвратно-поступательное движение, создаваемое станком, передаётся породоразрушающему инструменту канатом
Ударно-штанговый Ударное бурение, при котором возвратно-поступательное движение, создаваемое станком, передаётся породоразрушающему инструменту бурильными трубами
Ударно-вращательный Механическое бурение, при котором разрушающее усилие создаётся в результате совместного воздействия ударов и вращения породоразрушающего инструмента
Гидроударный Ударно-вращательное бурение, при котором удары сообщаются породоразрушающему инструменту гидроударником
Вибрационный Механическое бурение, при котором внедрение бурового снаряда осуществляется виброударником
Гидродинамический Бурение, при котором горная порода разрушается высоконапорной струёй жидкости
Термический Бурение, при котором горная порода разрушается тепловым воздействием
Электрофизический Бурение, при котором разрушается горная порода под воздействием сил, возникающих в результате электрического разряда
Взрывоударный Бурение, при котором горная порода разрушается под воздействием сил, возникающих в результате взрыва
Химический Бурение, при котором горная порода разрушается под действием реагентов, вступающих с ней в химическую реакцию
С промывкой Бурение, при котором продукты разрушения горных пород удаляются потоком промывочной жидкости
С продувкой Бурение, при котором продукты разрушения горных пород удаляются потоком газа

Бурильная колонна[править | править вики-текст]

Бурильная колонна представляет собой спущенную в скважину сборку из бурильных труб скрепленных между собой бурильными замками, предназначенную для подачи гидравлической и механической энергии к долоту, для создания осевой нагрузки на долото, а также для управления траекторией бурящейся скважины.

Являясь совместно с долотом и забойным двигателем буровым инструментом, бурильная колонна выполняет следующие функции:

  • передаёт вращение от ротора к долоту;
  • воспринимает от забойных двигателей реактивные моменты;
  • подаёт к забою промывочный агент;
  • подводит гидравлическую мощность к долоту и погружному гидравлическому двигателю;
  • вдавливает долото в горные породы на забое, действуя своей силой тяжести (осевую нагрузку на долото создает часть утяжеленных бурильных труб (УБТ), включенных в состав компоновки низа бурильной колонны (КНБК), часть утяжеленных бурильных труб (УБТ) служит для натяжения бурильной колонны.
  • обеспечивает замену долота и погружного двигателя посредством транспортировки их к забою или на дневную поверхность;
  • позволяет вести аварийные и другие специальные работы в стволе скважины.


См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Ергин, 2011, с. 36
  2. В. С. Попов, А. А. Кременецкий, «Глубокое и сверхглубокое бурение на континентах», стр. 64

Литература[править | править вики-текст]