Експлуатаційна колона свердловини-навіщо вона потрібна?

Всім відомо, що для видобутку нафти треба пробурити свердловину на значну глибину. Це складна гірничо-технічна споруда, яка зовсім не схожа на дірку в товщі гірських порід. У будівництві свердловини задіяні сотні фахівців різного профілю.

Щоб забезпечити довговічність свердловини, її стінки зміцнюють сталевими трубами: напрямком, кондуктором, обсадними колонами.

Умовні позначення: 1-обсадні труби, 2-цементний камінь, 3-продуктивний пласт, 4-перфораційні отвори.

Експлуатаційна колона спускається тільки в свердловини, які бурять на родовищах з доведеними запасами вуглеводневої сировини і призначені для розробки родовища. Розрізняють свердловини:

• видобувні-для вилучення вуглеводнів на поверхню;
• нагнітальні-для підтримки тиску в пласті на оптимальному рівні;
• оціночні-для визначення запасів нафти або газу;
• спостережні-для контролю режиму родовища.

Проект будівництва нафтової свердловини

Щоб при бурінні розкрити продуктивний нафтовий горизонт, необхідно при проектуванні свердловини врахувати геологічну будову розрізу, глибину залягання нафтового пласта, технологію його розтину, можливості використовуваного обладнання, передбачувані ускладнення при бурінні і ще безліч геологічних і технологічних нюансів. Все це відбивається в проекті конструкції свердловини.

Етапи будівництва свердловини

Умовно можна виділити шість етапів. На підготовчому етапі відзначаються точні географічні координати точки буріння, готується робочий майданчик, проводяться водопровід, лінії електропостачання, зв`язку, під`їзна дорога, зводиться вахтове селище.

Потім на підготовленому майданчику монтуються бурова вишка і все Бурове обладнання.

Наступним етапом є пристрій напрямки, з`єднання його з очисною системою бурового розчину від шламу. Проводять пробний запуск змонтованої бурової установки.

Далі йдуть буріння, креж відкритого стовбура і тампонаж, розтин продуктивного пласта і отримання припливу вуглеводнів в процесі випробування. У свердловини, що не дали приплив при випробуванні в процесі буріння, експлуатаційну колону не спускають.

Буріння свердловини

На підставі проекту складається ГТН-геолого-технічний наряд (або повсякденний план для бурової бригади). Всі роботи з будівництва свердловини ведуться в суворій відповідності з цим документом. Властивості бурового розчину, діаметр долота, інтервали відбору керна і проведення геофізичних досліджень - всі параметри проходки свердловини повинні відповідати зазначеним в геолого-технічному вбранні.

Найважливішими для успішної проходки до проектної глибини є Параметри бурового розчину. Він повинен утримувати стінки свердловини від руйнування під тиском верхніх порід, не ускладнювати зайве буріння, а при розтині продуктивного горизонту не допустити викид вуглеводнів на поверхню або фонтанування.

Кріплення відкритого стовбура колоною

При бурінні розкриваються геологічні пласти з різними фізичними властивостями, які не дозволяють вести подальше буріння без додаткового кріплення стінок свердловини:

• слабосцементовані породи, здатні руйнуватися під тиском циркулюючого бурового розчину;
• пласти-колектори, насичені водою, нафтою, газом або їх сумішами, які необхідно ізолювати від відкритого стовбура свердловини.

При розтині таких інтервалів свердловину цементують: спускають до забою металеві труби і між стінками труб і свердловини закачують суміш тампонажнихпотрландцементов і різних наповнювачів.

Залежно від проектної глибини і геологічної будови району буріння можуть додатково знадобитися проміжні обсадні колони.

Конструкція будь-якої нафтової свердловини складається з наступних колон: напрямок, кондуктор, мінімум одна обсадна і експлуатаційна колона.

Завершення будівництва

Після розтину продуктивного пласта, його випробування і отримання припливу вуглеводнів завершують буріння спуск експлуатаційної колони в свердловину і її тампонаж. Основне призначення цієї колони-підйом вуглеводнів на поверхню (якщо це видобувна свердловина). Або закачування води в розроблюваний колектор з метою підтримки пластового тиску для оптимальної розробки родовищ. Тому ця колона називається експлуатаційною.

Глибина спуску колони залежить від властивостей колектора, з якого планується видобуток нафти. Якщо породи пласта міцно зцементовані і стійкі, зону забою Не цементують. Там встановлюють фільтри, які в разі засмічення підлягають заміні. Експлуатаційну колону в таких випадках спускають до покрівлі продуктивного пласта.

Якщо колектор складений пухкими породами, видобуток нафти з відкритою призабійною зоною неможлива. Виносяться разом з нею частинки гірських порід заб`ють відкриту частину стовбура, і приплив вуглеводнів припиниться. В такому випадку експлуатаційну колону спускають до забою і цементують. Після затвердіння цементу привибійну зону колектора перфорують, відновлюючи сполучення між стовбуром свердловини і нафтоносним пластом.

Діаметр колони

Для нафтових свердловин емпіричним шляхом встановлені наступні оптимальні співвідношення діаметрів колони і добового дебіту:

• менше 40 м³/сут – 114,3 мм;
• від 40 до 100м³/сут – 127,0-139,7 мм;
• від 100 до 150м³/сут – 139,7-146,1 мм;
• від 150 до 300м³/сут – 168,3-177,8 мм;
• >300м³/сут – 177,8-193,7 мм.

Діаметр експлуатаційної колони задається замовником при проектуванні будівництва свердловини і залежить від очікуваного добового дебіту нафти або газу. Саме ці параметри лежать в основі всіх розрахунків для буріння, так як розрахунок бурових доліт і обсадних колон ведеться від вибою до гирла.