БУРЕНИЕ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН
Бурение скважин при поисках и разведке месторождений нефти и газа отличается рядом особенностей, связанных с условиями залегания этих полезных ископаемых и их физическими свойствами. К этим особенностям относятся: значительная глубина и увеличенные диаметры скважин; возрастание роли температурного фактора, а также литостатического, гидростатического и пластового давлений; изменчивость свойств горных пород по глубине скважины; опасность нефтегазоводопро — явлений. Все это обуславливает ряд особенностей технологии и техники бурения нефтяных и газовых скважин.
История знает два промышленных способа бурения нефтяных скважин: ударный и вращательный. В нашей стране вращательный способ впервые примененный в 1902 году, к началу 30-х годов XX в. полностью вытеснил ударное бурение, которое оставило, однако, свой след в некоторых применяемых до сих пор терминах (например, долото). В настоящее время бурение нефтяных и газовых скважин осуществляется роторным способом и с помощью забойных буровых машин.
Роторным бурением принято называть способ вращательного бурения, отличающийся тем, что вращение долоту на забое скважины передается от двигателя, расположенного на поверхности, через колонну бурильных труб. Передача вращения на бурильную колонну осуществляется с помощью специального вращающегося стола (ротора) и граненой ведущей трубы. Роторное бурение, как правило, характеризуется так называемой свободной подачей инструмента, т. е. нагрузка на долото создается за счет части собственного веса бурильной колонны, а поступательное движение долота является следствием разрушения породы на забое скважины.
Забойные буровые машины, в зависимости от рода используемой энергии и конструктивного исполнения, способны сообщать породоразрушающему инструменту вращательное движение или ударные импульсы. В СССР около 80 % объема глубокого бурения на нефть и газ осуществляется с помощью гидравлических забойных машин-турбобуров.
По существующей классификации нефтяные и газовые скважины по своему назначению подразделяются на пять категорий.
1. Опорные скважины — для изучения глубинного строения крупных регионов, выявления общих закономерностей распределения отложений, благоприятных для нефтегазонакоплений.
2. Параметрические скважины — для изучения глубинного строения и оценки перспектив нефтегазоносности ВОЗМОЖНЫХ зон нефтегазонакоплений. В отличие от опорных эти скважины бурятся с сокращенным отбором керна без ущерба для решения основных геологических задач, выявления наиболее перспективных зон нефтегазонакопления, подготовки их к детальным гео- лого-геофизическим исследованиям и поисковому бурению, уточнения прогнозных запасов и выявления запасов нефти и газа категории С2.
3. Поисковые скважины — для установления наличия или отсутствия залежей нефти и газа на новых площадях или выявления новых залежей на разрабатываемых месторождениях. Характеризуются полным отбором керна в пределах возможно продуктивных горизонтов и на границах стратиграфических разделов, а также проведением комплекса промыслово-геофизических исследований и опробования продуктивных горизонтов (запасы категорий Сг и С1).
4. Разведочные скважины — для оценки промышленного значения выявленных залежей или месторождений (предварительная разведка) и подготовки запасов промышленных категорий А + В + С (детальная разведка). Предусматривается отбор керна в пределах продуктивных горизонтов, проведение комплекса промыслово-геофизических исследований, опробование продуктивных горизонтов и передача продуктивных скважин в эксплуатацию.
5. Эксплуатационные скважины — для извлечения нефти и газа из разрабатываемой залежи, а также для воздействия на залежь с помощью рабочих агентов, наблюдения и оценки технологических процессов разработки месторождений.
В последние годы получило распространение бурение опорно-технологических скважин для отработки оптимальной технологии проводки скважин в пределах разбуриваемой площади.
Технология и техника бурения нефтяных и газовых скважин используется также для разработки месторождений других полезных ископаемых с помощью геотехнологических методов (каменные и калийные соли), извлечения геотермальной энергии, строительства подземных газохранилищ и других целей.