Буріння та дослідження свердловин

Буріння свердловин застосовують для оконтурювання покладів, а також визначення глибини залягання і потужності нафтогазоносних пластів. Ще в процесі буріння відбирають керн – циліндричні зразки порід, що залягають на різній глибині, рис. 4.8.

Рис. 4.8. Загальний вигляд кернового матеріалу

Аналіз керну дозволяє визначити його нафтогазоносність. Однак по всій довжині свердловини керн відбирається лише у виняткових випадках. Тому після завершення буріння обов'язковою процедурою є дослідження свердловини геофізичними методами, серед яких розрізняють:

1. Механічний каротаж.

2. Газовий каротаж.

3. Акустичний каротаж.

4. Електричний каротаж.

5. Радіоактивний каротаж.

6. Метод потенціалів довільної поляризації.

7. Ядерно-магнітний каротаж.

8. Сейсмічний каротаж.

Після завершення процесу бурінния вищезгаданими геофизическими методами вивчають характеристики гірських порід і флюїдів, які їх насичують. Результати вимірювань подаються у вигляді електрокаротажних діаграм, рис. 4.9.

Рис. 4.9. Загальний вигляд каротажної діаграми

Розшифровуючи ці діаграми, спеціалісти визначають глибини залягання проникних пластів з високим електроопору, що свідчить про наявність в них нафти чи газу.

За результатами опрацювання і узагальнення інформації, отриманої з різних джерел, використовуючи сучасні методи комп’ютерного моделювання отримують результат, у вигляді або структурної карти по розрізу кількох свердловин (рис. 4.10, а) чи 3D моделі пласта, (рис. 4.10, б).

а)

б)

Рис. 4.10. Результати побудови структурної карти і геологичної моделі продуктивного пласта

В результаті даних робіт робиться попередня оцінка запасів знову відкритих родовищ і даються рекомендації щодо їх подальшої розвідки.

Розвідувальний етап здійснюється в одну стадію. Основна мета цього етапу - підготовка родовищ до розробки. У процесі розвідки повинні бути оконтурени поклади, визначені склад, потужність, неф- тегазонасищенность, колекторські властивості продуктивних горизонтів. По завершенні розвідувальних робіт підраховуються промислові запаси і даються рекомендації щодо введення родовищ в розробку.

5. БУРІННЯ НАФТОВИХ І ГАЗОВИХ СВЕРДЛОВИН

5.1 Поняття про свердловину

Буріння – це процес спорудження свердловини шляхом руйнування гірських порід.

Свердловиною називають гірничу виробку круглого перетину, споруджують без доступу до неї людей, у якої довжина у багато разів більше діаметру.

Верхня частина свердловини називається устям, дно – вибоєм, бокова поверхня – стінкою, а простір, обмежений стінкою – стовбуром свердловини.

Довжина свердловини – це відстань від гирла до вибою по осі стовбура, а глибина – проекція довжини на вертикальну вісь. Довжина і глибина чисельно рівні тільки для вертикальних свердловин. Однак вони не збігаються у похилих і викривлених свердловин. Елементи конструкції свердловин наведено на рис. 5.1, а її схему на рис. 5.2.

Рис. 5.1 Елементи конструкції свердловини

Початкова ділянка I свердловин називають направлення. Оскільки устя свердловини розташоване в зоні нестійких порід, їх необхідно закріплювати. У зв'язку з цим направлення виконують наступним чином. Спочатку бурять шурф – колодязь до глибини залягання (4...8 м), а потім у нього встановлюють трубу необхідної довжини та діаметру (рис. 5.2). Кільцевий простір між стінками шурфу і направленням заповнюють бутовим каменем і заливають цементним розчином 2.

Після (I) направлення буриться ділянку на глибину від 50 до 400 м діаметром до 900 мм. Ця ділянка свердловини (II) також закріплюється обсадною колоною 1, що складається з згвинчених сталевих труб та називається кондуктором. Затрубний простір кондуктора також цементують, ізолюючи нестійкі, м'які і тріщинуваті породи. Після установки кондуктора не завжди вдається пробурити свердловину до проектної глибини через проходження нових ускладнюють горизонтів або через необхідність перекриття продуктивних пластів, які не планується експлуатувати даної свердловиною. У таких випадках встановлюють і цементують ще одну проміжну колону (III). Якщо продуктивний пласт, для розробки якого призначена свердловина, залягає дуже глибоко, то кількість проміжних колон може бути більше однієї.

Останню ділянку свердловини (IV) закріплюють експлуатаційної колоною. Вона призначена для підйому нафти і газу від вибою до гирла свердловини або для нагнітання води (газу) в продуктивний пласт з метою підтримки тиску в ньому. Щоб уникнути перетоків нафти і газу в вищерозміщені горизонти, а води в продуктивні пласти простір між стінкою експлуатаційної колони і стінкою свердловини заповнюють цементним розчином.

Рис. 5.2. Схема конструкції свердловини

1 - обсадні труби; 2 - цементний камінь; 3 - пласт; 4 - перфорація в обсадної трубі і цементному камені;

I - направлення; II - кондуктор; III - проміжна колона; IV - експлуатаційна колона

Для вилучення з пластів нафти і газу застосовують різні методи розтину і устаткування вибою свердловини. У більшості випадків в нижній частині експлуатаційної колони, що знаходиться в продуктивному пласті, прострілюють (перфорують) ряд отворів 4 в стінці обсадних труб і цементній оболонці. У стійких породах привибійну зону свердловини обладнують різними фільтрами і не цементують або обсадними колонами, спущеними тільки до покрівлі продуктивного пласта.

Устя свердловини в залежності від її призначення обладнають запірною арматурою (колонна головка, засувки, хрестовина та ін.).