Как производится наклонное бурение скважин?

  • Дата: 03-07-2015
  • Просмотров: 533
  • Комментариев:
  • Рейтинг: 40
Оглавление: [скрыть]
  • Наклонно направленные скважины
  • Искусственное искривление
  • Существующие способы
    • Кустовой метод
    • Многозабойный метод
    • Наклонные скважины

Наклонными принято считать конструкции, которые отклоняются по вертикали следующим образом:

  • более чем на 2° в случае вращательного бурения;
  • более чем на 6° при глубоком бурении.
Бурение пилотной скважины

Бурение пилотной скважины.

Наклонно направленные скважины

Вертикальное отклонение скважин может быть вызвано природными условиями или искусственно.

Природное отклонение может быть обусловлено разными причинами. Если определить причины, получится контролировать размещение скважин.

Под искусственным отклонением подразумевается принудительное искривление. Скважина под наклоном, направление которой во время бурения может контролироваться, называется наклонно направленной.

Типы профилей наклонно-направленных скважин

Типы профилей наклонно-направленных скважин: 1 – наклонный участок; 2 – участок набора угла наклона ствола; 3 – прямолинейный наклонный участок; 4 – участок снижения угла наклона ствола.

Наклонное бурение скважин производится при помощи использования профилей. Подобные конструкции могут отличаться, но верхняя часть ствола должна располагаться вертикально. В процессе исследовательских работ на твердые ископаемые бурение производится шпиндельными устройствами для бурения с поверхности земли.

Бурение подобных конструкций отличается тем, что сначала они будут иметь прямое направление, которое задается шпинделем станка для бурения, после чего в силу анизотропии разбуриваемого основания они будут отклоняться от подобного направления.

Объемы наклонного бурения с углами вертикального отклонения ствола конструкций более 50° растут, что обусловливается ограничениями по использованию стандартных способов исследований при помощи устройств, погружаемых в скважину на кабеле.

Поэтому появилась необходимость в разработке особых технологий доставки необходимых устройств в промежуток исследований. Данную проблему можно с легкостью решить при помощи систем для измерения без кабеля, которые доставляются на забой при помощи инструмента для бурения.

Наклонно направленные скважины подобного типа разделяются на одно- и многозабойные. В случае многозабойного бурения из главного, вертикального или ствола под наклоном будут проходить еще несколько вспомогательных стволов.

Вернуться к оглавлению

Искусственное искривление

Искусственное искривление скважины широко применяют в процессе бурения подобных конструкций для нефти и газа. Принудительное искривление можно разделить на многозабойное и кустовое бурение.

Искусственное искривление может использоваться в таких случаях:

Бурение скважин с большим радиусом искривления

Бурение скважин с большим радиусом искривления.

  1. В процессе скрытия слоев, которые залегают под отлогим спуском или между несколькими спусками.
  2. В случае отклонения ствола от места сброса в направлении плодородного слоя.
  3. В случае установки стволов на территории с наличием нефти, которые залегают под соляными куполами. Следует знать, что через соляные купола бурить достаточно сложно.
  4. Если есть необходимость обойти места осыпания и чрезмерные поглощения жидкости промыва.
  5. Использование наклонно направленного бурения целесообразно в случае вскрытия слоев, которые залегают под дном моря, реки, озера, канала, под жилыми или нежилыми строениями.
  6. В случае устройства конструкций на пласты из отдельных оснований, которые располагаются в море.
  7. В случае устройства скважин на слои, которые располагаются под земельными участками с неровным рельефом местности.
  8. Если есть необходимость уйти в сторону новым стволом.
  9. Если нет возможности устранить неисправность в скважине.
  10. В случае забуривания 2-го ствола для того, чтобы взять керн из плодородного слоя.
  11. Если есть необходимость бурить стволы во время подавления горящего фонтана и устранения открытых выбросов.
  12. Если нужно перебурить нижний элемент ствола в использующейся скважине.
  13. Если надо будет вскрыть продуктивный слой под конкретным углом, чтобы увеличить основание дренажа.
  14. Во время многозабойного вскрытия продуктивных слоев.
  15. Во время бурения кустовым методом на равнинных территориях для того, чтобы снизить затраты капиталовложений на устройство промысла и уменьшения времени разбуривания месторождений.
  16. В процессе бурения по пласту уголя с целью дегазификации или подземного выщелачивания.

В большинстве случаев искусственное искривление скважины осуществляется забойными двигателями, среди которых:

  1. Турбобур.
  2. Винтовый двигатель.
  3. Электрический бур.
Вернуться к оглавлению

Существующие способы

На сегодня чаще всего используются такие методы искусственного искривления скважин:

Бурение пионерной скважины

Бурение пионерной скважины.

  1. Использование регулярности природного отклонения на имеющемся месторождении (метод типовых трасс). В данном случае бурение проектируется и производится на основе профилей, которые сооружены по имеющимся данным природного отклонения изготовленных скважин. Подобный метод используется исключительно на изученных территориях, при этом кривизну скважины контролировать не нужно, а понадобится лишь приспособиться к ее естественному отклонению. Недостатком этого способа является увеличение стоимости конструкций за счет увеличения объемов бурения. Для каждой территории по ранее изготовленным скважинам надо будет определять места высокой интенсивности отклонения и учитывать данную информацию при составлении профилей.
  2. Управление искажением конструкции за счет применения разных сочетаний инструментов для бурения. С помощью изменения порядка бурения и использования различных сочетаний подобных инструментов можно определять направление ствола конструкции. Данный метод позволяет пройти скважину в заданном направлении, при этом не нужно будет использовать специальные отклонители. Недостатком способа является то, что в данном случае имеется значительное ограничение возможностей ускоренных режимов бурения.
  3. Направленное искажение скважины основывается на использовании неровных ниппелей и других специальных приспособлений. Подобные искажающие конструкции применяются в зависимости от имеющихся условий территории.

Наклонно направленные скважины являются конструкциями, для которых по проекту предусмотрено конкретное отклонение оси ствола от вертикали по определяемой кривой.

К подобным конструкциям можно отнести скважины, которые забуриваются с основания вертикально с дальнейшим отклонением в необходимом направлении. Максимальный угол при этом равен 90°.

Забой можно смещать горизонтально по отношению к вертикали. Поэтому были созданы кустовой и многозабойный методы бурения.

Вернуться к оглавлению

Кустовой метод

Схема кустового бурения скважин

Схема кустового бурения скважин.

Кустовой тип бурения – это метод, при котором устья скважины определяются в группы на единой площадке, а конечные забои располагаются в точках, которые соответствуют проектам месторождения.

С помощью использования кустового бурения можно сократить строительные и установочные работы, уменьшить объем сооружения дорог, линий передачи электроэнергии, водопровода и так далее.

К отличительным чертам проводки скважины кустовым методом наклонно направленного бурения следует отнести необходимость выполнения условий непересечения стволов других конструкций. К недостаткам подобного метода наклонно направленного бурения относятся:

  1. Принудительная остановка изготовленных скважин до окончания определенной конструкции куста для пожарной безопасности.
  2. Увеличение риска состыковки стволов конструкций.
  3. Сложности в выполнении капитальных ремонтов конструкций под землей.
  4. Трудности в устранении грифонов при морском бурении.

Подобные способы наклонно направленного бурения используются для того, чтобы увеличить газо- и нефтеотдачу продуктивных территорий в случае первичного освоения территории с плохими распределителями, а также в случае возобновления неработающего ресурса скважины.

Если во время изготовления скважин под наклоном надо будет достичь конкретной области слоя и пересечь его под углом, то понадобится бурить с целью продольного пересечения пласта.

Схема расположения кустовых наклонно направленных скважин

Схема расположения кустовых наклонно направленных скважин.

В данном случае протяженность конечного участка конструкции, размещенного в плодородном слое, может превысить 1000 м.

Условия, при которых нужно использовать кустовое бурение, можно разделить на следующие:

  1. Технические. Разбуривание подобным способом месторождений, которые залегают под готовыми участками.
  2. Технологические. Скважины объединяются в кусты для того, чтобы избежать нарушения сетки разработки в процессе естественного отклонения.
  3. Геологические. Используются для разбуривания многослойной залежи.
  4. Орографические. Подобным способом бурения вскрываются месторождения, которые залегают под водоемами или земельными участками с неровным основанием. Используются при проводке конструкций на продуктивные слои с морских поверхностей.
  5. Климатические. Разбуриваются залежи зимой, когда имеется большое количество снега, а также в весенний период времени, когда есть большие паводки.

Кустовое бурение имеет следующие разновидности:

  • двухствольное последовательное;
  • двухствольное параллельное;
  • трехствольное бурение.

Кусты конструкций имеют форму конуса или треугольника с вершинами в виде кустовых площадок.

Виды скважин

Виды скважин.

В случае разбуривания многопластковых месторождений количество скважин в 1 кусте может быть увеличено. Если кусты располагаются вдоль магистрали транспорта, то количество скважин в 1 кусте будет уменьшено.

Объем работ по подготовке, монтажу и демонтажу может изменяться исходя из используемого варианта размещения устьев в кусте. От применяемого способа будет зависеть и площадь территории, которую нужно будет отчуждать.

Вариант размещения устьев играет важную роль и в процессе использования скважин. В случае бурения конструкций на кустовой площади количество одновременно функционирующих буровых устройств может отличаться.

Максимальный эффект от подобного метода бурения может быть обеспечен в условиях местностей с болотом.

Вернуться к оглавлению

Многозабойный метод

Повысить эффективность устройства скважины можно с помощью многозабойного бурения. Данный метод бурения заключается в том, что из главного ствола скважины с конкретной глубины надо будет провести 2 ствола. При этом главный ствол будет использоваться несколько раз.

Схема бурения клиновым устройством

Схема бурения клиновым устройством.

Полезная площадь конструкции в плодородном слое и поверхность фильтрации возрастут, в результате чего сократятся объемы бурильных работ по верхнему пласту.

По форме устройства вспомогательных стволов и по их расположению в пространстве различают такие виды многозабойных конструкций:

  1. Радиальные скважины. Главный ствол проводится горизонтально, а вспомогательные – радиально.
  2. Разветвленные скважины. Состоят из главного и вспомогательных стволов, которые располагаются под наклоном.
  3. Конструкции, которые разветвляются по горизонтали. Схожи со скважинами предыдущего типа, так как они проводятся таким же методом, но в данном случае угол дополнительного ствола увеличивается минимум до 90°.
Вернуться к оглавлению

Наклонные скважины

Схема бурения горизонтальной скважины

Схема бурения горизонтальной скважины.

Элементы, которые будут нужны:

  1. Земляной буровой инструмент.
  2. Балка.
  3. Длинный направляющий штырь для бура.
  4. Обсадная труба.
  5. Трос из металла.
  6. Кабель.
  7. Бечевка.
  8. Тесак.

Чаще всего в процессе ремонта коммуникаций владельцам дачных участков нужно проводить внешние коммуникации в построенную конструкцию. С электрическими проводами проблем быть не должно – их можно изогнуть и провести в здание в любом месте. Сложнее всего провести сквозь фундамент водопровод или канализацию.

Чтобы не пришлось рыть глубокую траншею, следует использовать наклонное бурение скважин.

Сложнее всего рассчитать угол наклона сверления таким образом, чтобы нижняя часть шурфа совпала с концом закладной трубы. Следует знать, что можно сверлить немного ниже отверстия в фундаменте.

Земляной бур следует установить в необходимое место и придать ему соответствующий угол наклона при помощи поперечной балки, укладываемой на траншею.

http://youtu.be/wNGUTxtxBqg

Далее надо будет начать сверлить отверстие. В данном случае на бур нужно обязательно установить длинный направляющий штырь, который даст возможность сохранять заданное направление. При сверлении бур будет заглубляться или уходить в сторону, потому важно непрерывно контролировать процесс, время от времени подтесывая стенки шурфа.

После того как шурф будет готов, в него нужно опустить обсадную трубу, которая повторяет форму скважины. Далее в трубу просовывается трос из металла и кабель. При помощи троса будет возможность протащить по трубе шланг или кабель. К тросу нужно обязательно привязать бечевку, за которую можно вытащить его обратно. Если в трубе будет находиться силовой трос, то можно с легкостью заменить шланг или кабель, после чего протащить новый.

http://youtu.be/5QFGF3X-eqA

В данном случае можно обойтись лишь одним сверлением под наклоном, при этом не придется рыть траншею большой глубины.

Бурение наклонно направленных скважин является сложным процессом, потому важно знать все существующие нюансы.


Комментарии

Статьи по теме