По характеру разрушения горных пород

Скважины углубляют, разрушая породу по всей площади забоя (сплошным забоем – сплошное бурение, рис. 2 а) или по его периферийной части (кольцевым забоем – колонковое бурение рис. 2 б). В последнем случае в центре скважины остается колонка породы – керн, которую периодически поднимают на поверхность для непосредственного изучения.

Классификация способов бурения на нефть и газ приведена в таблице 21

Таблица 21. Способы бурения на нефть и газ

При механическом бурении буровой инструмент непосредственно воздействует на горную породу, разрушая ее, а при немеханическом разрушение происходит без непосредственного контакта с породой источника воздействия на нее. Немеханические способы бурения пока не нашли широкого промышленного применения и находятся в стадии разработки.

Механические способыбурения подразделяются на ударное и вращательное.

Приударном бурении разрушение горных пород производится доло­том 1, подвешенным на канате (рис. 2). Буровой инструмент включает также ударную штангу 2 и канатный замок 3. Он подвешивается на канате 4, который перекинут через блок 5, установленный на какой-либо мачте (условно не показана). Возвратно-поступательное движение бурового инструмента обеспечивает буровой станок 6. По мере углубления скважины канат удлиняют. Цилиндричность скважины обеспечивается поворотом долота во время работы.

Рис. 2. Схема ударного бурения:

1 — долото; 2 - ударная штанга; 3—канатный замок; 4—канат;

5 — блок; 6—буровой станок

Для очистки забоя от разрушенной породы буровой инструмент периодически извлекают из скважины, а в нее опускают желонку,похожую на длинное ведро с клапаном в дне. При погружении желонки в смесь из жидкости (пластовой или наливаемой сверху) и разбуренных частиц породы клапан открывается и желонка заполняется этой смесью. При подъ­еме желонки клапан закрывается и смесь извлекается наверх.

По завершении очистки забоя в скважину вновь опускается буровой инструмент и бурение продолжается. Во избежание обрушения стенок скважины в нее спускают обсадную трубу, длину которой наращивают по мере углубления забоя.

В настоящее время при бурении нефтяных и газовых скважин ударное бурение в нашей стране не применяют.

Нефтяные и газовые скважины сооружаются методом вращательного бурения.При данном способе породы дробятся не ударами, а разрушаются вращающимся долотом, на которое действует осевая нагрузка. Крутящий момент передается на долото или с поверхности от вращателя (ротора) через колонну бурильных труб (роторное бурение) или от забойного двигателя (турбобура, электробура, винтового двигателя), установленного непосредственно над долотом.

Турбобур— это гидравлическая турбина, приводимая во вращение спомощью нагнетаемой в скважину промывочной жидкости.

Винтовой двигатель— это разновидность забойной гидравлической ма­шины, в которой для преобразования энергии потока промывочной жидкости в механическую энергию вращательного движения использован винтовой механизм.

Электробур представляет собой электродвигатель, защищенный от проникновения жидкости, питание к которому подается по кабелю с поверхности.

По характеру разрушения горных пород на забоеразличают сплошное и колонковое бурение.

При сплошномбурении разрушение пород производится по всей площади забоя. Колонковоебурение предусматривает разрушение пород только по кольцу (по периферийной его части) с целью извлечения керна -цилиндрического образца горных пород на всей или на части длины скважины. С помощью отбора кернов изучают свойства, состав и строение горных пород, а также состав и свойства насыщающего породу флюида.

Несколько близко расположенных скважин образуют куст (скважины наклонные + 1 вертикальная). Разбуривание участка таким способом называется кустовым бурением.

При необходимости применяют наклонное бурение: наклонно-направленное, кустовое, много-забойное, двуствольное (рис. 3).

Рисунок - 3. Виды скважин

При спуске в скважину нескольких эксплуатационных колонн для одновременной добычи нефти и газа с разных горизонтов скважина называется многорядной.

Для увеличения области дренирования пласта от основного ствола скважины бурят несколько дополнительных наклонных стволов (многозабойная скважина). Продуктивность такой скважины зависит от длины дополнительных стволов (L_отв), радиуса дренирования (R_к) и количества дополнительных стволов (n_отв). Продуктивность характеризуется отношением L_отв/R_к. Скважины бывают диаметров:

· большого (900 и более мм),

· нормального (от 900 до 195 мм),

· уменьшенного (от 195 до 73 мм)

· малого (менее 73 мм).