Нефтяная скважина — конструкция, этапы разработки

Для эффективной разведки или разработки нефтяных месторождений используют различные технические решения, неотъемлемой частью которых является нефтяная скважина. Она представляет собой цилиндрический ствол, пробуренный в пластах земляных и горных пород, который не предоставляет прямого доступа для человека внутрь неё. Основным её назначением является обеспечение доступа к нефтяному слою, удалению остатков горных пород и подачи нефти в хранилища.

Конструкция нефтяной скважины

Нефтяная скважина для добычи нефти в диаметре может составлять от 75 до 400 мм. Всё зависит от конкретных условий бурения, от типа залегающих на глубине пород, а также от размеров нефтеносного слоя. То есть больший диаметр позволяет вести выкачку нефти из недр земли с большей скоростью.

Скважина состоит из трёх основных частей: устья, ствола и забоя. Устье – это верхняя часть скважины, которая предназначена для предотвращения обвалов и разрушений неплотных пород поверхностных слоёв, а также для защиты от размытия буровым раствором. Ствол определяет направление бурения и служит для удаления разрушенных пород из скважины. Забой служит для укрепления колонн на глубине и для добычи нефти из продуктивного пласта.

Последовательность операций при бурении скважин следующая:

1. Производится заглубление ствола скважины путём разрушения пород при помощи буровой установки.
2. Удаление разрушенных частей породы из скважины на поверхность земли.
3. Во время погружения нефтяная скважина укрепляется специальными обсадными колоннами.
4. Изучение размеров нефтяного слоя путём геологических и геофизических исследований.
5. Спуск завершающей колонны на рабочую глубину, с которой и предполагается эксплуатировать скважину.

Технология бурения нефтяных скважин

На начальном этапе пробуривают ствол с небольшой глубиной до 30 метров и диаметром до 40 см. Затем на его дно опускают трубу, которая будет задавать направление для бурения. Стенки между трубой и грунтом цементируют. Затем заглубляют скважину примерно на уровень 500-800 м с меньшим диаметром. Этот участок называют кондуктором, так как он предназначен для изоляции неустойчивых и рыхлых слоёв грунта при бурении. Внешние стенки труб также подвергают цементированию, чтобы трубы были защищены от возможных смещений пластов.

Затем процедура бурения существенно усложняется и не во всех случаях удаётся достичь проектной глубины предполагаемого нефтеносного слоя. Это связано с тем, что продуктивные слои могут располагаться не в виде единого пласта, а нескольких, и добыча должна производиться из более заглублённого участка. В таких ситуациях монтируют промежуточную колонну, которую также цементируют по наружной поверхности.

После того, как был достигнут необходимый уровень устанавливают эксплуатационную колонну. Она предназначена для добычи нефти и газа, а также для подачи воды с целью создания необходимого давления. Конструктивно она отличается от обычных колонн наличием в боковых стенках отверстий, а также в цементном слое. Кроме того, в ней применяется специальная дополнительная оснастка: пакеры, центратор, обратный клапан, обсадные кольца и т. д.

Технические особенности проходки

При бурении в скважину необходимо опускать колонны, для закрепления горных пород, окружающих ствол. Делают это последовательно отдельными секциями. При сложных бурениях осуществляют многоколонные выработки. Это существенно усложняет техпроцесс и следствием этого является существенный износ обсадных труб и буровых. Чтобы снизить влияние фактора износа применяют защитные кольца, выполненные в виде металлического каркаса с двумя резиновыми оболочками, закреплёнными на стальные штыри. Их устанавливают над ротором буровой при выполнении операций спуска или подъёма.

Разделяют горные пласты при помощи цементирования специальными растворами. Поскольку требуется обеспечить не только высокую прочность, а и работу в сложных условиях, то при их замешивании добавляют ингибиторы и реагенты. Они ускоряют процесс набора прочности бетона и в результате не приходится ждать по 30 дней пока он будет пригоден к эксплуатации. Другое название раствора – тампонажные. Они являются ключевыми в конструкции нефтяной скважины, так как служат для закрепления колонн и предотвращении его деформации при смещениях плотных пород.

Разработка нефтяных скважин

Процесс разработки нефтяных скважин заключается в проведении ряда комплексных мер и работ по осуществлению наиболее эффективной добычи нефти их пласта. Перед вводом в эксплуатацию скважины проводится ряд разведывательных работ, на основе которых создаётся специальная проектная документация, которая определяет технические параметры бурения и размеры забоя. В проекте закладывается количество объектов разработки, последовательность добычи, методы оказания различных воздействий с целью получения максимальной выработки месторождения.

Скважины при разработке над местом разведки и добычи располагают в виде сетки. В неё входят не только добывающие скважины, а и нагнетающие. В зависимости от особенностей пласта сетку располагают в равномерном или неравномерном порядке. Если нефтяной слой достаточно толстый, то сетку располагают наиболее плотным упорядоченным способом, с целью увеличения скорости добычи.

Этапы разработки скважин

Нефтяная скважина разрабатывается в такой последовательности:

1. Освоение объекта. Этап характеризуется интенсивной добычей нефти с минимальной обводнённостью, значительным снижением давления в пласте, увеличением количества скважин и величиной коэффициента нефтеотдачи в пределах 10%. Сроки завершения освоения могут составлять до 5 лет. Условием завершения принимается снижение добычи за год относительно общих балансовых запасов.
2. Обеспечение стабильно высокого уровня добычи в пределах 3-17% в зависимости от вязкости нефти. Длительность разработки может составлять от 1 до 7 лет. Число скважин при этом также увеличивается за счёт использования резервов, однако происходит и частичное закрытие старых. Это связано с тем, что нефть становится более обводнённой вплоть до 65%. Текущий коэффициент нефтеотдачи составляет 30-50%. Добыча на некоторых скважинах выполняется механическим способом, то есть принудительной откачкой мощными насосами.
3. Снижение добычи. Коэффициент нефтеотдачи снижается до 10% в год, а темпы отбора сокращаются до 1%. Все скважины переводятся на механизированный способ добычи. Количество резервных скважин значительно сокращается. Обводнение достигает значений в 85%. Данный этап является самым сложным, так как необходимо замедление скорости откачки нефти. Определить разницу между предыдущим этапом и текущим достаточно затруднительно, так как изменения среднегодового коэффициента добычи минимальны. За 3 периода нефтеносный слой вырабатывается до 90% от общего объёма.
4. Завершающая стадия. Отбор нефти сокращается до 1%, а уровень обводнённости становится максимальным (от 98%). Прекращается разработка нефтяных скважин и они закрываются. Но длительность данного этапа может составлять до 20 лет и ограничивается только рентабельностью проекта.

Видео: Схема нефтяной скважины

Читайте также:

строение и из чего состоит скважина

Типичным объектом водозабора в России всегда был колодец. Но в настоящее время все большую популярность получают скважины. В чем-то причиной такого явления становится ухудшение экологической обстановки, связанное с жизнедеятельностью человека – качество жидкости из верховодных источников уже не удовлетворяет потребителя. Конструкция скважины позволяет производить забор воды из глубинных водоносных пластов, имеющих более мощные фильтрующие слои грунта.

Содержание статьи:

Основные элементы водозабора

Строение типовой скважины включает в себя следующие устройства:

• шурф – отверстие в грунте, выполняемое бурением;
• обсадная колонна – устройство, предохраняющее стенки шурфа от обрушения, на нижнем конце обсадной колонны устраивается фильтрующий участок;
• донный гравийные фильтр, производящий первичную фильтрацию воды и перекрывающий нижний торец обсадной колонны от проникновения или и песка;
• питающая труба – труба меньшего диаметра внутри обсадной колонны, на нижнем конце оснащается, в ряде случаев, фильтром тонкой очистки, верхним концом присоединяется к насосу для откачки воды;
• возможен и часто применяется способ применения погружных или глубинных насосов не в наружном исполнении, а размещаемых непосредственно внутри обсадной колонны. В этом случае подача воды наверх производится по шлангу. Водозабор производится также через фильтр тонкой очистки, укрепляемый непосредственно на насосе;
• обратный клапан – устройство для поддержания столба воды в заборной трубе при использовании наружных центробежных насосов;
• оголовок – служит для защиты ее устья от попадания посторонних предметов и мусора. Также выполняет дополнительные функции – герметизация водозабора, увеличение дебета скважины за счет возможности создании отрицательного давления при откачке воды, надежное крепление подвесного оборудования и электропроводки к погружным насосам, упрощенный переход с размера на размер труб между водозаборной трубой и системой водоснабжения дома.

Колонна обсадная

Устанавливается по окончании бурения и вскрытия водоносного слоя. Часто установка обсадной колонны производится по ходу бурения скважины, что зависит от характеристики проходимых грунтов, на рыхлых и песчаных грунтах параллельное обсаживание неизбежно.

Рис.1. Труба обсадная муфтовая стальная

Соединение обсадных труб в колонну производится по мере заглубления шурфа. Может применяться как сборка с применением специальных муфт или непосредственно трубу к трубе на трубах с высаженными концами и нарезанной резьбой – с одного конца (на высадке) внутренней, на втором наружной.

Рис.2. Труба обсадная из поливинилхлорида с высаженными концами

При подборе размеров труб для обсадки стенок учитывается необходимый дебет скважины. Рачительный хозяин предпочтет применить увеличенный диаметр обсадки, предусматривая в дальнейшем возможность установки внутрь новой обсадки, когда старая износится и выйдет из строя. Это называется «ремонтный размер».

Фильтрующие устройства

Система фильтрации состоит из донного гравийного фильтра и фильтрующих элементов на первой трубе колонны.

Донный фильтр

Этот элемент нужно выполнить непосредственно по окончании процесса бурения. Чтобы устроить такой фильтр нужно засыпать в устье скважины несколько ведер гравия в смеси мелкой и средней фракций, затем несколько раз приподнять и опустить обсадную колонну. В результате таких действий гравий просыплется в затрубное пространство и создаст надежный замок от проникновения ила и песка внутрь обсадки.

Фильтр на обсадке

Такие фильтры устраиваются на нижней секции обсадной трубы. Для этого на ней выполняются проемы, которые могут иметь различный вид:

• перфорированный в виде отверстий диаметром 12 – 15 мм в стенках трубы;

Рис.3. Проволочный многослойный фильтр на перфорированной трубе, намотка защищена от смещения сваркой продольным швом

• щелевидный, в виде поперечных или продольных щелей, которые могут быть выполнены с применением «болгарки» непосредственно на месте выполнении работ;

Рис.4. Сетчатый щелевидный фильтр для скважины

• вырезкой проемов с установкой продольных ребер, если фильтрующий элемент выполняется нержавеющей проволокой или с установкой спиральных ребер, если для фильтра применяется сетка.

По мере засорения фильтров, а это неизбежно, производится раскачка скважины для их очистки. Наиболее интенсивное заиливание водозабора происходит при длительном его простое.

Насосы

От правильного выбора агрегата для откачки воды из скважины зависит, насколько эффективным будет все строение.

Основными типами насосов для скважин являются:

• погружные;
• глубоководные;
• поверхностные.

Параметры первичного выбора насоса следующие:

1. Соответствие наружного диаметра агрегата внутреннему диаметру обсадной трубы – он должен быть меньше примерно на 15 – 20 мм.
2. Мощность насоса должна быть оптимальной для данной скважины, ее дебита и потребности в воде.
3. Высота столба – характеристика, говорящая о способности агрегата поднимать воду на определенную высоту. Для глубоких водозаборов рекомендуются глубоководные насосы. Важно! Эти устройства не могут работать без воды, при попытке проверить его насухо, он мгновенно выйдет из строя.
4. Производительность (л/час) – основной показатель, учитываемый при подборе насоса, он должен быть не менее величины максимального единовременного потреблении воды в хозяйстве.

Внимание! В скважинах нельзя применять вибрационные насосы, которые приводят их к разрушению под действием вибрации насоса, особенно если наступает явление резонанса.

Обратный клапан

Служит для сохранения столба воды в заборной трубе. Применяются различные конструкции: лепестковые, шаровые и другие. Обеспечивает наличие воды в рабочей камере центробежного поверхностного насоса, без чего его работа невозможна. Состоит из корпуса и рабочего клапана.

Заключение

Современная скважина состоит из ряда последовательно расположенных узлов и агрегатов, позволяющих не только выкачивать воду из подземных водоносов, но и производить ее предварительную фильтрацию. Такое направление в водоснабжении представляется перспективным и имеет большое будущее.

Советуем почитать: Оголовок для скважины

Возможно вам также будет интересно почитать:

Пользуясь сайтом oBurenie.ru вы автоматически соглашаетесь с политикой конфиденциальности для использования любых доступных средств коммуникации таких как: комментарии, чат, форма обратной связи и т.д.

Нефтяная скважина — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Нефтяная скважина в Татарстане, с качающимся штанговым насосом

Нефтяна́я сква́жина — горная выработка круглого сечения диаметром 75—400 мм, сооружаемая без доступа в неё человека, предназначенная для добычи либо разведки нефти и попутного газа. Как правило, скважины бурят вертикально, но могут бурить под заданным наклонным углом.

В вертикальном строении скважины различают начало (устье), ствол и конец (забой). Скважины сооружаются путём последовательного бурения горных пород, удаления разбуренного материала и укрепления стенок скважины от разрушения (при необходимости, зависит от характера пород). Для бурения применяются буровые станки, буровые долота и другие механизмы.

Добыча углеводородов через нефтяную скважину может осуществляться путём фонтанирования (при наличии избыточного давления в нефтяных пластах) или при помощи нагнетательных скважин для поддержания пластового давления.

Первое в мире бурение скважины для целей нефтедобычи проведено в 1846 году по предложению члена Главного управления Закавказским краем Василия Николаевича Семенова (1801—1863) на основе идей Николая Воскобойникова^[1] (1801—1860) в посёлке Биби-Эйбат близ Баку, входившем тогда в Российскую империю. Глубина скважины составила 21 м. Работа была осуществлена под руководством директора Бакинских нефтяных промыслов, Корпуса горных инженеров — майора Алексеева^[2], скважина была разведочной^[3]. В 1864 году первая в России эксплуатационная скважина была пробурена на Кубани, в селе Киевском, в долине реки Кудако^[4].

Первую американскую нефть из буровой скважины глубиной 15 м получил инженер Уильямс в 1857 году в Эннискиллен.

Однако чаще всего считают, что первую нефть из промышленной скважины получил американец Эдвин Дрейк 27 августа 1859 года^[5].

В Баку в 1930 году был разработан (см. Мир-Бабаев М. Ф., 2007 г.) и в 1934 году на Грозненских нефтепромыслах успешно применен метод наклонно-направленного бурения^[6], при котором скважины делаются не вертикальными, а наклонными (с отклонением ствола скважины от вертикали и изменением зенитного угла и азимута бурения). При этом буровая вышка может находиться на значительном расстоянии от месторождения. С помощью наклонных скважин, заложенных на окраине Баку, добывали нефть из-под городских кварталов. В 1930 году на всех бакинских нефтяных промыслах применялся электрокаротаж и приборы для измерения кривизны бурения. На Баилове (район Баку) в 1941 году впервые в мире бурится наклонная скважина на глубину 2000 м турбинным способом (бурение было осуществлено бригадой мастера Ага Нейматулла). Также 1941 году, начато бурение самой глубокой скважины в СССР (3200—3400 м) на месторождении Говсаны (Азербайджан). Наклонное бурение позволяет использовать стационарную буровую на берегу для добычи нефти на шельфе. Именно так работает часть скважин в Норвегии на берегу Северного моря.

Первые наклонно-направленные скважины имели криволинейную траекторию: от поверхности бурение ведётся сначала вертикально вниз, а затем набирается угол наклона для приведения к заданному направлению. Прямолинейная наклонная нефтедобывающая скважина впервые была пробурена на Старых промыслах Грознефти в 1949 г. (разработка инженера Бузинова М. М.)

На основе наклонного бурения был разработан метод кустового бурения, при котором с одной кустовой площадки расходится «куст» в 10—12 наклонных скважин, охватывающих большую нефтеносную площадь. Этот метод позволяет проводить буровые работы на бо́льших глубинах — до 6000 метров.

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.

• Мир-Бабаев М.Ф. Краткая история азербайджанской нефти. – Баку, Азернешр, 2007, 288 c.
• Mir-Babayev M.F. The role of Azerbaijan in the World’s oil industry – “Oil-Industry History” (USA), 2011, v. 12, no. 1, p. 109-123
• Mir-Babayev M.F. Brief history of the first drilled oil well; and the people involved – “Oil-Industry History” (USA), 2017, v. 18, no. 1, p. 25-34
• Vassiliou Marius. Historical dictionary of petroleum industry; 2nd edition — USA, Rowman & Littlefield Press, 2018, 593 p.
• Мир-Бабаев М.Ф. О первой в мире нефтяной скважине. – «Нефтяное хозяйство», 2018, №8, c.110-111.

Бурение — Википедия

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.
Твёрдосплавный	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.[3]
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.

Понятие о скважине, ее элементах, конструкции. Схема скважины

Скважиной называется горная выработка цилиндрической формы, которая строится без доступа человека к забою и имеющая диаметр во много раз меньше длины.

Горная выработка — это искусственное углубление в недрах земли. Начало скважины называется устьем, дно — забоем, боковые поверхности — стенками или стволом.

Скважины различного назначения — это капитальные, дорогостоящие сооружения, работающие десятки лет.

Скважины предназначены для извлечения полезных ископаемых, для нагнетания в пласты различных агентов, для контроля над разработкой месторождений и др.

Незакрепленный открытый ствол скважины не представляет собой надежный канал для соединения продуктивного пласта с дневной поверхностью вследствие неустойчивости горных пород, наличия пластов, насыщенных различными флюидами (вода, нефть, газ, их смеси), которые находятся под различным давлением, и др.

Крепление ствола скважины и разобщение пластов производится путем спуска труб, называемых обсадными, а все спущенные трубы представляют собой обсадную колонну.

Для крепления скважины применяют специальные стальные трубы различного сортамента по марке стали и диаметру.

Для исключения перетоков различных флюидов из пласта в пласт кольцевое пространство между стенкой скважины и спущенной в нее обсадной колонной заполняется тампонирующим материалом с инертными и активными наполнителями, с химическими реагентами с помощью насосов.

Из вяжущих веществ наиболее широко применяются тампонажные портландцементы.

Поэтому сам процесс разобщения пластов называется цементированием.

В процессе бурения скважин встречаются такие пласты горных пород, где возможны различные осложнения, без ликвидации которых путем спуска дополнительных обсадных колонн невозможно дальнейшее бурение.

В итоге создается устойчивое подземное сооружение определенной конструкции.

Под конструкцией скважины понимается совокупность данных о числе (d, l) обсадных колонн, диаметрах ствола скважины под каждую колонну, интервалах цементирования, а также о способах соединения скважины с продуктивным пластом.

Сведения о диаметрах, толщине стенок и марках стали обсадных труб, оборудовании низа обсадной колонны входят в понятие конструкции обсадной колонны — оснастки обсадной колонны.

В скважину спускают обсадные колонны особого назначения. Это направление, кондуктор, промежуточные волны, эксплуатационная колонна.

 

Направление

Направление спускается в скважину для предупреждения размыва и обрушения горных пород со стенок скважины и для соединения ствола скважины с желобами очистной системы. Направление цементируется на всю длину. Длина направления колеблется от нескольких метров до сотни метров в зависимости от разреза горных пород и условий бурения (море, болото, илистые рыхлые грунты и т. д.).

Кондуктор

Кондуктором перекрывают верхнюю часть геологического разреза неустойчивых пород, пласты, насыщенные водой и другими флюидами, поглощающие промывочную жидкость или проявляющие подающие пластовые флюиды на поверхность. Кондуктором обязательно перекрываются все пласты пресной воды. На кондуктор устанавливается противовыбросовое оборудование, на устье кондуктор служит также опорой для подвески очередных колонн.

Эксплуатационная колонна

Эксплуатационная колонна спускается в скважину для извлечения нефти, газа или для нагнетания в продуктивный горизонт воды или газа с целью поддержания пластового давления.

Эксплуатационная колонна в газовых и разведочных скважинах цементируется полностью. В нефтяных скважинах — либо по всей длине, либо с перекрытием предыдущей колонны на 100 м.

Промежуточная колонна

Промежуточные колонны спускаются в том случае, если невозможно бурение без предварительного разобщения зон осложнений (проявления, поглощения, обвалы).

Промежуточные колонны могут быть сплошными, т е. их спускают от устья до забоя и не сплошные, так называемые хвостовки.

Следует отметить, что чем совершеннее технология бурения и менее сложные геологические условия, тем проще конструкция скважины и меньше затраты на ее строительство. Ось скважины практически всегда имеет пространственное искривление, однако при небольшой интенсивности искривления (менее 0,1^о доли градуса на 10 м. длины ствола) скважину называют вертикальной (при суммарном отклонении не более 1-2^о).

При большой интенсивности искривления скважины называют искривленными.

Специально искривленные под необходимыми углами с заданной интенсивностью и в определенном направлении скважины называются наклонно — направленными.

При отклонении от вертикали на 90^о скважины называются горизонтальными.

Несколько наклонно — направленных скважин, расположенных рядом (несколько метров между устьями), образуют куст. Разбуривание месторождений, таким образом, называют кустовым бурением.

Многорядная скважина — это такая скважина, когда в нее спущено несколько эксплуатационных колонн рядом для одновременной добычи нефти из нескольких горизонтов с различными пластовыми давлениями.

Для увеличения области дренирования иногда от основного пласта бурят несколько дополнительных наклонных стволов. Такие скважины называются многозабойные.

Различают скважины большого, нормального, уменьшенного и малого диаметров.

Скважины большого диаметра — это больше 760 мм.

Скважины, бурящиеся долотом 190,5 мм — уменьшенного диаметра.

Скважины глубиной менее 1000 м — мелкие скважины, до 5000 м — глубокие, свыше — сверхглубокие.

Конструкция скважины на воду

Если вы являетесь владельцем загородного дома или дачи, скважина вам просто необходима, чтобы организовать бесперебойное водоснабжение дома и полив приусадебного участка. Существует несколько факторов, оказывающих сильное влияние на стоимость и удобство, когда выполняется бурение скважин: конструкция скважин, выбранный водоносный горизонт и обустройство. Все они взаимосвязаны и определяют долговечность источника, поэтому данному вопросу следует уделить внимание.

Различия скважин

По водоносному горизонту различают следующие источники:

1. Скважина на неглубокий песок, глубиной около 10 метров. Эти источники, как правило, используют для получения технической воды.
2. Скважина на глубокий песок. До 50 метров глубиной. Может буриться на второй или третий водоносный слой. Скважины на песок имеют небольшой дебет, которого, впрочем, хватает для обеспечения водой частного дома или дачи.
3. Артезианская скважина, конструкция которой может достигать более 200 метров в глубину. Может быть самоизливающейся. Отличается длительным сроком эксплуатации и большим дебетом.

Особенности конструкции

Конструкция скважины на воду состоит из:

1. Обсадной колонны. Служит для предотвращения осыпания грунта во время бурения и эксплуатации скважины. Другая важная функция – изоляция различных водоносных слоев друг от друга и от попадания в них поверхностной воды. Для этого выполняется цементирование пространства между обсадной колонной и стенками скважины. Последнее звено обсадной колонны – эксплуатационная колонна, которая имеет перфорацию и через нее происходит водозабор.
   Иногда выполняется бурение в две колонны. При этом эксплуатационная колонна проходит внутри обсадной от фильтра до поверхности земли.Трубы могут использоваться как стальные, так и пластиковые. Однозначного ответа, какая труба лучше, не существует. Все зависит от особенностей скважины и личных предпочтений.
2. Фильтра. Служит для отделения воды от песка, ила и прочих твердых включений. В скважинах на песчаные горизонты используется фильтр с более мелким размером ячейки, чем в артезианских скважинах.
3. Отстойника – нижней оконечности фильтра, служащей для осаживания твердых частиц, проникших в скважину через фильтр. Предотвращает заиливание и пескование скважины.

Чем глубже скважина и чем больше водоносных слоев она проходит, тем больше в ней составляющих обсадной колонны. Так, производится бурение до первого водоносного слоя и монтируется обсадная труба; затем, буром меньшего диаметра – до второго, с обязательным монтажом второй секции обсадной трубы и так далее по принципу телескопа. Такое бурение обходится дороже, но если пренебрегать этой технологией, рано или поздно произойдет смешивание водоносных слоев, какие бы меры предосторожности вы ни предпринимали. Это сильно вредит экологии и может нанести вред здоровью людей, пользующихся водой из менее глубокого горизонта, чем ваш. Поэтому изоляция каждого водоносного слоя отдельной обсадной трубой является обязательным требованием всех нормативных актов.

Скважина — это… Что такое Скважина?

Скважина — горная выработка круглого сечения, пробуренная с поверхности земли или с подземной выработки без доступа человека к забою под любым углом к горизонту, диаметр которой много меньше ее глубины. Бурение скважин проводят с помощью специального бурового оборудования

Различают вертикальные, горизонтальные, наклонные скважины. Начало скважины называется её устьем, дно — забоем, внутренняя боковая поверхность — стенками. Диаметры скважин колеблются от 25 мм до 3 м. Скважины могут иметь боковые стволы (БС), в том числе горизонтальные (БГС).

Некоторые виды скважин

По назначению различают буровые скважины: картировочные, опорные, структурные, поисковые, разведочные, эксплуатационные, геотехнологические и инженерно-технические (горнопроходческие, вентиляционные, дренажные, барражные, взрывные и т. д.).

• Скважина газовая — скважина, которая пробурена к газоносному горизонту и используется для извлечения газа и газового конденсата.
• Скважина нефтяная — скважина, которая пробурена к нефтеносному горизонту или чаще всего нефтегазоносному и используется только для извлечения нефти. Скважина не может использоваться для добычи газа — это связано с устройством самой скважины, а главное — спецификой подготовки нефти к транспортировке, газ перед транспортировкой очищается и осушается согласно СНиП, ТУ и других нормирующих документов.
• Скважина водозаборная — разведочно-эксплуатационная скважина предназначенная для добычи воды из водоносного горизонта, глубина скважины зависит от глубины залегания водоносных горизонтов, в которых и находится артезианская вода. Чем глубже артезианская скважина, тем больше содержание солей в воде, то есть выше её минерализация (см. гидрогеологию). Водозаборная скважина является подземным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения на водозаборных сооружениях (более известны как водозаборный узел сокр. ВЗУ).
• Артезианская скважина — отличается от водозаборной тем, что вскрывает пласт с пластовым давлением воды выше гидростатического. Это приводит к самоизливу воды на поверхность (фонтанированию)^[1].
• Скважина законтурная — обычно поисковая или разведочная скважина, вскрывшая продуктивный пласт за контуром разведанной залежи, нефтяной или газовой. В отдельных случаях применяется бурение заведомо законтурных скважин для: 1) закачки воды с целью поддержания пластового давления; 2) при разведке газовых залежей; 3) в качестве наблюдательных скважин.
• Скважина нагнетательная (инжекционная) — предназначенная для нагнетания воды (газа) либо в законтурные зоны (газовую шапку) нефтяных залежей при осуществлении поддержания пластового давления, либо в определённую систему на нефтеносной площади при вторичных методах добычи нефти. В отличие от добывающих скважин, в которых производится отбор пластового флюида, в нагнетательные скважины закачивается жидкость (вода), таким образом обеспечивая замещение пластового флюида в коллекторе.
• Скважина опорная — глубокая скважина, пробуриваемая на недостаточно изученной территории в целях уточнения геологического разреза, изучения пространственного распределения возможных нефтегазоносных отложений, региональных гидрогеологических условий, оценки прогнозных запасов и определения направления дальнейших поисковых работ на нефть и газ. В задачу опорных скважин входит получение и оценка материалов и по другим полезным ископаемым.В зависимости от геологической изученности региона и сложности решаемых задач опорные скважины подразделяются на две группы:

а) скважины, которые закладывают в не исследованных глубоким бурением районах с целью изучения всего разреза осадочного чехла, а также установления возраста и вещественного состава фундамента.

б) скважины, закладываемые с целью уточнения геологического строения, перспектив нефтегазоносности района и повышения эффективности геологоразведочных работ при изучении нижней части разреза осадочного чехла, ранее не вскрытой бурением.

• Скважина параметрическая — бурится для изучения геологического строения и сравнительной оценки перспектив нефтегазоносности возможных зон нефтегазонакопления и для получения геолого-геофизической характеристики разреза отложений, уточняющей результаты и повышающей достоверность сейсмических и др. геофизических работ. На основе комплексного анализа результатов параметрического бурения и материалов геолого-геофизических исследований выявляют первоочередные районы для проведения поисковых работ.
• Скважина структурная—предназначена в основном для выявления и подготовки к поисково-разведочному бурению перспективных площадей, характеризующихся наличием локальных структур и ловушек, где решение геолого-поисковых задач геофизическими методами затруднительно, малоэффективно или экономически нецелесообразно. При изучении структур и ловушек с целью их детального картирования структурные скважины бурят до маркирующих горизонтов (как правило, на глубину до 2000 м). На глубинах больше 2000 м, а также в условиях несоответствия структурных планов картирование структур с помощью бурения С. с. является неэффективным.
• Скважина разведочная — предназначается для изучения месторождений и залежей с целью подготовки разведанных запасов нефти и газа по категории С1 и получения исходных данных для составления проекта (технологической схемы) разработки. Бурят на площадях с установленной промышленной нефтегазоносностью, а также на месторождениях, введенных в эксплуатацию. Среди разведочных скважин принято выделять продуктивные и непродуктивные, законтурные и внутриконтурные, оконтуривающие, оценочные и др. группы скважин по назначению, положению на площади, продуктивности и др. признакам. В процессе бурения и испытания такой скважины важно получить необходимую информацию о геолого-геохимической и гидрогеологичесой обстановке испытанного пласта, что позволит в последующем повысить эффективность бурения. В США в категорию С. с. относят и скважины, бурящиеся всухую, без применения бурового раствора.
• Колодец (скважина) совершенный — пройденный через всю толщу водоносного пласта и оборудованный таким образом, что приток воды в него обеспечен из всего водоносного пласта.
• Колодец смотровой (наблюдательный) — колодец (скважина, шурф), оборудованный для наблюдения за колебанием уровня воды, её температуры и получения проб воды на анализ в процессе изучения режима подземных вод или во время производства опытных и пробных откачек.
• Пьезометрическая скважина — специальная наблюдательная (реагирующая) скважина, предназначенная для постоянного наблюдения в какой-либо части нефтяной залежи за изменением пластового давления
• Водозаборная скважина — специальная скважина, вскрывающая обычно верхние водоносные отложения, предназначенная для нагнетания воды в нижележащие продуктивные пласты.
• Шипот — подземный источник водоснабжения Шипот

Сверхглубокие скважины

• Аралсорская сверхглубокая скважина (СГ-1) расположена в прикаспийской низменности. Годы бурения 1962—1971. Глубина 6800 м.
• Биикжальская сверхглубокая скважина (СГ-2) расположена в прикаспийской низменности. Годы бурения 1962—1971. Глубина 6700 м.
• Кольская сверхглубокая скважина (СГ-3): — глубочайшая в мире буровая скважина, находится в Мурманской области, в пределах Балтийского щита. Её глубина составляет 12262 м.
• Уральская сверхглубокая скважина (СГ-4) — единственная на Урале, в СНГ и в мире действующая сверхглубокая скважина. Расположена в 5 км западнее города Верхняя Тура в Свердловской области. С 1985 года там ведёт работы Уральская геологоразведочная экспедиция сверхглубокого бурения (УГРЭ СГБ).^[2] Годы бурения 1985—наст. вр. Глубина 6100 м. План 15000 м.
• Тимано-Печорская сверхглубокая скважина (СГ-5) расположена на Северо-Востоке Европейской части России (Вуктыльский район Республики Коми). Годы бурения 1984—1993. Глубина 6904 м. План 7000 м.
• Тюменская сверхглубокая скважина (СГ-6) расположена в Западной Сибири. Годы бурения 1987—1996. Глубина 7502 м. План 8000 м.
• Ен-Яхинская сверхглубокая скважина (СГ-7) расположена в Западной Сибири в 150 км от г. Новый Уренгой между Песцовым и Ен-Яхинским газоконденсатными месторождениями. Годы бурения: 2000—2006. Глубина 8250 м. План 6900 м.
• Криворожская сверхглубокая скважина (СГ-8) расположена на Украине, г. Кривой Рог.Расположена на Украинском кристалическом щите. Годы бурения 1984—1993. Глубина 5382 м. План 12000 м.
• Днепровско-Донецкая сверхглубокая скважина (СГ-9) расположена на Украине. Годы бурения н/д. Глубина н/д. План н/д.
• Мурунтауская сверхглубокая скважина (СГ-10) расположена в Узбекистане. Годы бурения 1984. Глубина 3000 м. План 7000 м.

Средняя глубина скважин

Средняя глубина добывающих скважин на данный момент в различных нефтегазовых провинциях Российской Федерации составляет 1500 — 3000 м, в перспективе из-за выработанности существующей ресурсной базы углеводородов России она может достигнуть значения 4000 — 6000 м, что повлечёт удорожание себестоимости добычи 1 условной тонны нефти (1000 условных кубометров газа) в 2 раза.^{[источник не указан 251 день]}

См. также

Примечания

Литература

• Геологический словарь. — М.: Недра, 1978. — Т. 2. — 227 с.
• Коршак А. А., Шаммазов А. М. 9. Сверхглубокие скважины / Основы нефтегазового дела. Учебник для ВУЗов. 2-е изд., доп. и испр. Уфа.: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2002, 554 с.

Ссылки