Понятие о конструкции скважины, принципы ее проектирования, типы обсадных колонн

В конструкции используются следующие типы обсадных колонн:

1. Направление. Для крепления верхнего интервала, сложенного неустойчивыми породами и для предотвращения размыва устья скважины.

2. Кондуктор. Для крепления верхних неустойчивых интервалов разреза, для изоляции водоносных горизонтов от загрязнения, установки на устье ПВО, а также для подвески последующих обсадных колонн.

3. Промежуточная колонна. Для крепления и изоляции вышележащих зон геологического разреза, не совместимых по условиям с нижележащими. Служит для предотвращения осложнений и аварий в скважине при бурении последующего интервала. Бывают:

· сплошные, перекрывающие весь ствол скважины от забоя до устья;

· потайные для крепления только необсаженного интервала скважины с перекрытием предыдущей обсадной колонны не менее, чем на 100 м;

· летучки – специальные промежуточные колонны для ликвидации осложнений и не имеющие связи с предыдущей колонной.

4. Эксплуатационная колонна. Для крепления и разобщения продуктивных горизонтов и изоляции их от других горизонтов, по этой колонне извлекают нефть и газ.

Если в скважину, кроме направления и кондуктора, спускают только эксплуатационную колонну, конструкцию называют одноколонной. Если в скважину, кроме направления и кондуктора, спускают промежуточные и эксплуатационные колонны, то конструкцию называют двухколонной (при одной промежуточной колонне) или трехколонной (при двух промежуточных колоннах).

Конструкцию скважины выбирают с учетом геологических особенностей месторождения (глубины залегания зон обвалов, поглощений, водопроявлений, глубины расположения продуктивных горизонтов), вида добываемого продукта (нефть или газ), способов эксплуатации и бурения, техники и технологии бурения.

В результате развития техники и технологии бурения конструкции нефтяных и газовых скважин за последние десятилетия претерпели значительные изменения в сторону упрощения и облегчения.

Под упрощением конструкции скважины следует понимать уменьшение зазоров между стенкой скважины и обсадными колоннами, что приводит к уменьшению объема выбуриваемой породы и сокращению расхода цемента для цементирования скважины.

Под облегчением конструкции скважины следует понимать уменьшение диаметра эксплуатационной колонны, а следовательно, и диаметров других колонн; отказ от приме­нения вспомогательных колонн (кондуктора, промежуточной колонны); уменьшение глубин спуска колонн. В итоге при облегчении конструкции скважины сокращается расход металла на скважину.

В деле упрощения и облегчения конструкции скважины положительную роль сыграло внедрение вращательного способа бурения. Если при ударном способе бурения в скважину спускали большое число концентрически располагающихся обсадных колонн (иногда до 10-12), то вращательный способ бурения позволил ограничиться спуском только двух-четырех обсадных колонн. Объясняется это тем, что при ударном способе бу­рения, характеризующемся отсутствием выноса выбуренной породы промывочной жидкостью, обсадные колонны спускали в целях сохранения ствола скважины через каждые 50-150 м проходки. Вынос выбуренной породы на поверхность циркулирующим потоком промывочной жидкости и создание давлении столба жидкости на стенку скважины при вращательном бурении создали условия для увеличения интервала бурения без закрепления ствола скважины обсадной колонной.

Проектирование конструкции скважины проводится по совместимости отдельных интервалов геологического разреза горно-геологическим условиям бурения.

Число обсадных колонн, необходимых для обеспечения указанных требований, проектируется исходя из несовместимости условий бурения отдельных интервалов скважины.

Под несовместимостью условий бурения понимается такое их сочетание, когда заданные параметры технологических процессов бурения нижележащего интервала скважины вызовут осложнения в пробуренном вышележащем интервале, если последний не закреплен обсадной колонной, а проведение дополнительных специальных технологических мероприятий по предотвращению этих осложнений невозможно или экономически нецелесообразно.