КРЕПЛЕНИЕ СКВАЖИН

Крепление скважин

22.02.2017 14:13

В настоящее время нефть – практически незаменимый компонент, на основе которого производится множество продуктов, необходимых для жизни человека. Не зря нефть наряду с углем называют еще и «черным золотом».

Добыча нефти представляет собой очень сложный и трудоемкий процесс, требующий огромных усилий, знаний, опыта, а также техники. Глубина залежей нефти колеблется от нескольких метров до  5-6 километров.

Как правило, перед началом добычи нефти, осуществляются ее поиски, разведка, и только потом сама разработка месторождений. Бурение скважин является неотъемлемой частью каждого этапа работы по выявлению и добычи нефти.

Вид работ определяет тип скважины, которые классифицируются на:

1. Опорные;
2. Параметрические;
3. Структурные;
4. Поисковые;
5. Разведочные;
6. Эксплуатационные;
7. Нагнетательные;
8. Наблюдательные

Поговори об эксплуатационных скважинах, с помощью которых, собственно, и происходит добыча нефти.

Для того, чтобы обеспечить правильную работу скважины, следует соблюдать множество правил во время ее формирования, начиная от проектировки и заканчивая креплением ствола скважины.

Крепление скважин при бурении

Крепление скважин является одним из наиболее важных процессов во время нефтедобычи, поскольку оно влияет на:

1. Работоспособность скважины;
2. Сроки работы скважины;
3. Прочность и герметичность канала, по которому будет поступать добываемый продукт от горизонта к дневной поверхности;
4. Защиту эксплуатационного канала от коррозии;
5. Прочность стенок скважины в местах, где породы недостаточно устойчивые;
6. Герметичность разделения всех проницаемых горизонтов друг от друга.

Крепление нефтяных скважин предполагает использование специальных колонн или же пакеров. Использование колонн является наиболее популярным способом, который позволяет сделать скважину прочной, долговечной, а также разобщить проницаемые горизонты. Такие колонны составляются из специальных труб, называемых обсадными.

Крепление скважин трубами

Обсадные трубы – это специальные трубы, изготавливаемые в промышленности с четкой целью ее применения, которая заключается в предотвращении обвалов недостаточно устойчивых пород в стенках разных скважин.

Итак, для того, чтобы закрепить скважину с помощью колонн, в скважину погружаются обсадные трубы, после чего цементируется затрубное пространство.

Благодаря наличию в скважине обсадных труб, скважина полностью защищена от сложных напряжений, а именно:

1. Внешнего давления, которое образуют горные породы;
2. Внутреннего давления, возникающего в результате течения по трубам рабочих агентов;
3. Продольного растяжения;
4. Изгиба, который может возникнуть под собственным весом;
5. Температурного удлинения, вероятность появления которого в некоторых случаях очень высока.

Все это испытывают именно трубы, тем самым, защищая скважину и обеспечивая ее целостность.

В настоящее время существует множество видов обсадных труб, которые отличаются между собой материалом изготовления, диаметром, длиной, способом соединения и т.д.

Такое количество труб обусловлено их применением разных скважинах, с определенными целями эксплуатации. Однако, для нефтяных скважин необходимы очень прочные и долговечные трубы. Такие трубы производятся цельнотянутыми или цельнокатными.

Перед тем, как обсадные трубы будут погружены внутрь скважины, с применением каверномера устанавливается внутренний диаметр скважины, а также производится расчет объема цементного раствора, необходимого для цементации затрубного пространства.

Этот процесс является обязательным, так как именно благодаря качеству цементного раствора и его заливки будет определен успех в добыче полезного ископаемого.

Ведь цементный раствор не только обеспечивает полную герметичность скважины, но и является отличной защитой труб от воздействия на них агрессивных сред, таких как соляные растворы и подземные воды. Когда процесс крепления скважины трубами полностью завершен, скважину оставляют «отдохнуть» на время от 16 до 24 часов.

Это делается для того, чтобы цемент полностью застыл. Однако, скоростью застывания раствора можно управлять, применяя различные химические вещества. Так, время застывания можно либо увеличить, либо уменьшить.

Также очень важным моментом является тот факт, что во время приготовления цементного раствора для крепления скважин трубами не используется пресная вода.

Это связано с тем, что цемент на пресной воде не обеспечивает надлежащей герметизации скважины в силу образования рыхлого пограничного слоя. Причиной образования такого слоя является взаимодействие избытка пресной воды в растворе с породами.

Гораздо более высокое качество взаимодействия цемента с глиной, например, обеспечивается насыщенным водным раствором соли.

Во время крепления ствола скважины с помощью труб, используется достаточно концентрированный раствор поваренной соли с целью промывки скважин перед цементацией, а также во время продавки цемента. В последнем случае, для правильного распределения цемента в затрубном пространстве, скорость подаваемого насыщенного раствора соли должна составлять минимум 1,2 м/сек.

Скважина перед началом эксплуатации. Испытание

Крепление ствола скважины считается завершенным только после испытания скважины, которое предполагает проведение двух этапов.

Проведение первого этапа осуществляется сразу после застывания цементного раствора. Если скважина не глубокая, то испытание колонны происходит под давлением в 2-3 раза большем, чем давление, которое имеет рабочий агент непосредственно во время разработки. Проверка на прочность глубоких скважин осуществляется при давлении 600-1000 МПа.

Второй этап испытания нефтяных скважин в трубе и под колонной обсадных труб после того, как цементный башмак разбурен. В данном случае для испытания оптимальным давлением является такое, которое равно двойному давлению рабочего агента.  

Таким образом, скважина, образованная с учетом всех тонкостей, является долговечным и прочным инструментом для добычи нефти.

Источник: http://news-mining.ru/analitika/21182_kreplenie-skvazhin/

Горная энциклопедия – значение слова Крепление скважин

(a. well lining; н. Bohrlochverrohrung; ф. cuvelage, tubage; и. entibacion de pozos, entubado, entubado de pozos) – процесс укрепления стенок буровых скважин обсадными трубами и тампонажным раствором. Наиболее распространено K. c. последовательным спуском и цементированием направляющей колонны, кондуктора, промежуточной и эксплуатац. колонн. Промежуточная и эксплуатац.

колонны могут быть спущены целиком, секциями и в виде потайных обсадных колонн, к-рые, как правило, входят в башмак предыдущей колонны и в процессе проводки скважины могут быть наращены до устья.Перед спуском обсадной колонны производят комплекс геофиз. работ, среди к-рых важное место занимают кавернометрия и профилеметрия, что позволяет определить кол-во тампонажного цемента и др.

Для выбора числа обсадных колонн (зон крепления) используется совмещённый график изменения пластового давления, давления гидроразрыва пород и гидростатич. давления столба бурового раствора, построенный на основании исходных данных в прямоугольных координатах “глубина – эквивалент градиента давления”.

Под эквивалентом градиента давления понимают плотность жидкости, столб которой в скважине в точке замера создаёт давление, равное пластовому (поровому) или давлению гидроразрыва.Подготовку обсадных труб к спуску в скважину осуществляют централизованно на трубных базах или непосредственно на буровых.

Обсадные трубы должны иметь заводские сертификаты и маркировку, подтверждающие их соответствие требованиям стандартов. Bce обсадные трубы, предназначенные для крепления скважины, на буровой подвергаются гидравлич. испытанию труб на внутр. давление для определения их пригодности и внеш. осмотру.

Расчёт обсадных колонн (эксплуатационных и промежуточных) производится по нескольким методикам. Для эксплуатац. колонн определяется наружное и внутр. давление и проводится расчёт обсадных колонн на растяжение, для промежуточных колонн учитывается их износ. Существуют особенности расчёта колонн применительно к многолетнемёрзлым породам, соляным залежам и т.д.

Обсадные колонны, собираемые c помощью муфтовых соединений или на сварке, спускают обычно в один приём. При спуске труба, находящаяся y буровой, c помощью элеватора поднимается на талевой системе лебёдкой, нижним концом свинчивается c муфтой уже спущенной и висящей на роторном столе обсадной трубой, затем опускается вся колонна обсадных труб. Процесс повторяется до спуска всех труб.

После спуска обсадной колонны скважина промывается и цементируется.Процесс цементирования начинается c приготовления цементного раствора c помощью цементно-смесительных машин и цементировочных агрегатов, потом закачивается в обсадную колонну и вытесняется в заколонное пространство.

Цементирование (тампонирование) скважин повышает герметичность обсадной колонны и предотвращает сообщение между пластами, дневной поверхностью или зоной перфорации. Герметичность скважины обеспечивается контактированием колонны обсадных труб и стенки скважины c тампонажным раствором низкой водоотдачи, затвердевающим в безусадочный камень.

Для осуществления процесса крепления и цементирования применяются Заколонная оснастка и Колонная оснастка.При обоснованном времени загустевания тампонажного раствора определяющим фактором обеспечения герметичности заколонного пространства скважин является высокая степень вытеснения бурового раствора из интервала цементирования.

Полнота вытеснения бурового раствора из заколонного пространства тампонажным раствором (величина статистич. характера) определяется реологич. свойствами жидкостей, эксцентриситетом обсадной колонны, временем контакта тампонажного раствора и буферной жидкости co стенками скважины, коэфф. турбулентного переноса, степенью отклонения формы ствола скважины от идеальной, коэфф.

Рейнольдса и др. Лучший случай обеспечения герметичности крепи наблюдается, когда тампонажный раствор, вытеснив буровой, занял все каверны и контактирует c породой и обсадной колонной. Степень вытеснения бурового раствора тампонажным характеризуется коэфф.

Подобраны составы буферных жидкостей, разделяющие буровой и тампонажный растворы, устраняющие их смешивание и способствующие более полному вытеснению бурового раствора тампонажным. B среднем расход цементного раствора 0,07 м на 1 м проходки, для глубоких скважин – 0,03-0,2 м3 в зависимости от их конструкции.Литература: Измайлов Л. Б., Булатов A. И., Крепление нефтяных и газовых скважин, M., 1976; Булатов A. И., Измайлов Л. Б., Лебедев O. A., Проектирование конструкций скважин, M., 1979; Справочник по креплению нефтяных и газовых скважин, 2 изд., M., 1981; Булатов A. И., Тампонажные материалы и технология цементирования скважин, 3 изд., M., 1982.

A. И. Булатов.

Смотреть значение Крепление скважин в других словарях

Крепление Ср. — 1. Процесс действия по знач. глаг.: крепить (1). 2. Устройство для скрепления, закрепления и т.п. чего-л. // Приспособление, прикрепляющее лыжу к ботинку. 3. То же, что: крепь.
Толковый словарь Ефремовой

Крепление — крепления, ср. 1. только ед. Действие по глаг. крепить в 1 и 2 знач. (спец., мор.). орудий на корабле. парусов. 2. То или иное приспособление для скрепления, укрепления чего-н………
Толковый словарь Ушакова

Крепление — -я; ср.1. к Крепить (1-3 зн.). К. свай. К. забоя. К. горной выработки. К. снасти. К. парусов.2. Горн. = Крепь. Рудничные крепления.3. Приспособление, служащее для скрепления,……..

Толковый словарь Кузнецова

Бекеровское Крепление — (истор.) ортодонтический аппарат для исправления сагиттальных соотношений зубных рядов; состоит из двух проволочных дуг с крючками, укрепленными на опорных зубах верхней……..
Большой медицинский словарь

Интерференция Скважин — взаимодействие работающих нефтяных, газовых иливодяных скважин, пробуренных с поверхности на один продуктивный пласт илина разные, но гидродинамически связанные друг с другом пласты.
Большой энциклопедический словарь

Бе́керовское Крепле́ние — (истор.)ортодонтический аппарат для исправления сагиттальных соотношений зубных рядов; состоит из двух проволочных дуг с крючками, укрепленными на опорных зубах……..

Медицинская энциклопедия

КРЕПЛЕНИЕ — КРЕПЛЕНИЕ, -я, ср. 1. см. крепить. 2. Совокупность устройств для предохранения горных выработок от обрушения, вспучи-вания. Рудничное к. 3. Приспособление для закрепления,……..
Толковый словарь Ожегова

Посмотреть в Wikipedia статью для Крепление скважин

Источник: http://slovariki.org/gornaa-enciklopedia/2289