КОНСТРУКЦИЯ СКВАЖИНЫ
Спущенные в скважину обсадные трубы (колонны) различных диаметров и длин образуют конструкцию скважины.
В понятие конструкции скважины входят такие данные, как размер долота (диаметр скважины), число и длина обсадных колонн, их прочностные показатели, высота цементного раствора за каждой колонной.
В практике работ используют обсадные колонны пяти типов:
1) направление;
2) кондуктор;
3) промежуточные (технические) колонны;
4) хвостовик (потайная колонна, летучка);
5) эксплуатационная колонна.
Кроме того, существует съемная, или фальшивая колонна (проворачивающаяся), а при морском бурении на акваториях морей и океанов — водоизолирующая колонна.
Если скважину крепят кондуктором и эксплуатационной колонной, то такую конструкцию называют одноколонной. Выбор той или иной конструкции скважины зависит от нескольких факторов.
1. От диаметра эксплуатационной колонны — для очень глубоких скважин ее диаметры 114 и 129 мм; для обычных скважин средней глубины — 141, 146, 168 мм; для высокоде — битных (например, газовых) скважин — 219 мм.
2. От характеристики геологического разреза: распределения по глубине скважины различных отложений, величин пластовых (поровых) давлений, наличия в разрезе поглощающих, проявляющих пластов и неустойчивых пород, распределения температуры пород по глубинам и др. По характеристикам геологического разреза определяют глубину спуска промежуточных колонн и кондуктора.
3. От уровня развития технологии бурения в данном районе, определяющей максимальный выход открытого ствола скважины из-под башмака предыдущей обсадной колонны.
Для определения необходимого числа обсадных колонн (исключая направление и кондуктор) по каждой площади или скважине строят совмещенный график изменения пластовых (поровых) давлений, гидроразрыва пород и гидростатического давления бурового раствора в координатах глубина скважины — эквивалент градиента давлений. Под эквивалентом градиента давлений понимают плотность жидкости, столб которой на конкретной глубине создает давление, равное пластовому (поровому) или давлению гидроразрыва.
На основании изучения изменения коэффициента аномальности пластового давления и индекса давления поглощения строят график и выделяют интервалы, в которых можно проходить ствол с использованием бурового раствора постоянной плотности.
После установления числа обсадных колонн приступают к нахождению их диаметров и диаметров долот, обеспечиваю-
щих доведение колонн до намеченной глубины. Определение размеров обсадных колонн для каждой скважины начинается с установления диаметра эксплуатационной колонны, необходимого для обеспечения предполагаемого дебита нефти и газа.
Диаметр долота, которым необходимо бурить под обсадную колонну, определяют по зависимости:
Яд1 = £>м1 + 28, (22.47)
где £>„ — наружный диаметр соединительной муфты обсадных труб, мм; 8 — кольцевой зазор, мм.
Величину кольцевого зазора устанавливают на основании накопленного опыта с учетом уменьшения кольцевого зазора вследствие наличия на трубах муфт:
Наружный диаметр труб, мм…. 114, 127 140, 146 168, 194 219, 245273, 299 324, 351 377, 426 Кольцевой зазор
6, мм………………. 10 15 20 25 30 35 45
Диаметр долота DA, уточняют в соответствии с нормализованными размерами по ГОСТ 206.92-75 и находят Г>д1н. Далее находят внутренний диаметр последующей обсадной колонны:
Да = £>Д1н + 2Д, (22.48)
где А — радиальный зазор между обсадной колонной и долотом, А = 5 + 10 мм.
По расчетному значению внутреннего диаметра в соответствии с размерами, указанными в ГОСТ 632-80, подбирают нормализованный диаметр обсадной колонной. Подобным образом повторяют расчет для каждой последующей колонны до самой верхней.