Бурение скважин на нефть и газ

Бурение (Drilling) — это совокупность технологических процессов, выполняемых для строительства скважин — получения цилиндрической горной выработки с большим отношением длины (глубины) к поперечнику (диаметру Ø), без возможности доступа человека на забой

Разрушение горных пород (проходка бурения) производится с помощью специальной техники — бурового оборудования. (реже термическим, гидроэрозионным, взрывным и другими способами) с удалением продуктов разрушения.
Начало скважины на поверхности земли называют устьем, дно — забоем, а стенки скважины образуют ее ствол.

Бурение — это важный технологический процесс в нефтегазе.

Различают 3 вида бурения:

• вертикальное бурение,
• наклонно-направленное бурение,
• горизонтальное бурение.

При бурении разрушение ведется:

• по всей площади забоя (бескерновое бурение), 
• реже только по кольцевому пространству для извлечения керна (колонковое бурение). 

Диаметры пробуриваемых выработок составляют:

• десятки миллиметров (шпуры), 
• сотни миллиметров (скважины), 
• тысячи миллиметров (стволы шахтные).

Глубина бурения симферополь определяется областью его применения и составляет:

• несколько метров (в основном шпуры), 
• десятки метров (скважины для размещения взрывчатых веществ, закрепления горных пород цементированием, замораживанием и др.), 
• сотни и тысячи метров (скважины — разведочные на воду, нефть и газ, эксплуатационные и др.).

Процесс сооружения глубоких скважин включает также крепление стенок ствола обсадными трубами с закачкой цементного раствора в кольцевой зазор между трубами и стенками.

Бурение глубоких скважин осуществляют буровыми установками, взрывных — буровыми станками, шахтных стволов — стволопроходческими агрегатами, шпуров — бурильными молотками, свёрлами и др.
Технические средства бурения включают также:

• буровой насос или компрессор для подачи бурового раствора и газа, 
• бурильные трубы, 
• буровую вышку с талевой системой, 
• породоразрушающий инструмент (ПРИ), 
• оборудование для приготовления промывочной жидкости, ее очистки от шлама и дегазации, 
• противовыбросовое оборудование,
• контрольно-измерительную аппаратуру.

Бурение производится в основном механическим способом: буровой инструмент непосредственно воздействует на горные породы, разрушая их буровым долотом или буровой коронкой; при бурении взрывных скважин в кварцсодержащих горных пород применяют термическое бурение (струёй пламени).
Механические способы бурения по методу воздействия инструмента на забой:

• вращательное бурение, 
• ударное бурение, 
• ударно-поворотное,
• вращательно-ударное бурение.

По типу применяемого ПРИ различают:

• шнековое бурение, 
• шарошечное бурение, 
• алмазное бурение, 
• дробовое и такое прочее, 

По типу буровой машины:

• перфораторное бурение, 
• пневмоударное бурение, 
• гидроударное бурение, 
• роторное бурение, 
• турбинное бурение и 
• прочее, 

По направлению и методу проводки скважин:

• кустовое бурение, 
• вертикальное, наклонно-направленное, 
• многозабойное и др.

Бурение развивается и специализируется применительно к 3^м основном областям горного дела:

• добыча жидких и газообразных полезных ископаемых, 
• поиск и разведка полезных ископаемых, 
• добыча твердых полезных ископаемых взрывным способом.

Такое исторически сложившееся деление весьма условно, но методологически удобно для краткого изложения столь многопланового понятия, как бурение.

Основными составляющими бурения скважин являются:

• разрушение горных пород в пространстве, ограниченном периметром сечения ствола скважины и поверхностью ее забоя. Разрушение происходит в результате воздействия (чаще всего — механического или сочетаемого с гидромониторным) на горную породу с интенсивностью, которая превышает ее предел прочности. Гораздо реже применяется, взрывное, кавитационное, термическое разрушение и другие его виды;
• очистка забоя скважины от частиц выбуренной горной породы (шлама), транспортировка их по стволу скважины до дневной поверхности потоком флюида (жидкости, газа, пены, газа) или механическим способом. Образование так называемого «чистого забоя» крайне важно для достижения высоких технико-экономических показателей буровых работ, снижения стоимости добываемой из скважин продукции и затрат на их строительство, профилактики аварийности и осложнений. Сочетание двух названных процессов обеспечивает углубление скважин, их проводку до проектной глубины;
• крепление скважины, состоящее в спуске в её ствол обсадной колонны и последующего заполнения всего затрубного кольцевого пространства (или части его объёма) цементным раствором. При некоторых сочетаниях горно-геологических и технических условий строительства скважины не удаётся зацементированную колонну в один прием, тогда применяется ступенчатый цементаж. Потребность в креплении создается недостаточной длительной прочностью горных пород в открытом стволе, их проницаемостью, необходимостью изоляции несовместимых пластов, исключения межпластовых перетоков. Разрушение горных пород в объёме ствола скважины нарушает существовавшее равновесие, вызывает набухание, обвалы, сужение ствола;
• смена ПРИ в связи с исчерпанием его ресурса или переходом на инструмент другого типоразмера. Глубина самой мелкой скважины на нефть или газ значительно превышает проходку на долото, поэтому на проводку скважины расходуются десятки — сотни долот. Поскольку применение вставных долот, заменяемых через канал бурильной колонны, оказалось неэффективным, смена ПРИ требует подъёма из скважины и спуска в нее всей бурильной колонны, на что может расходоваться больше четверти календарного времени сооружения скважины;
• профилактика аварий и осложнений. Причины аварийности и возникновения осложнений в бурящейся скважине весьма разнообразны и многочисленны. Соответственно существуют и применяются различные способы, методы и средства их предупреждения и ликвидации. В отдельных случаях аварии бывают настолько сложными, что их ликвидация становится невозможной либо нецелесообразной, тогда скважину ликвидируют по техническим причинам.