Бурение скважины на песок

Что такое горизонтальная скважина: особенности

Схемы горизонтальных скважин с различными радиусами кривизны.

Горизонтальная скважина – это конструкция, угол отклонения которой в обычной ситуации составляет 90°. Но на практике все выглядит немного по-другому. Дело в том, что в природе не существует абсолютно идеальных прямых линий. Таким образом, необходимо пробурить стволы по траектории, которая наиболее приближена к оптимальной.

Получается, что горизонтальной скважиной принято называть ту, которая имеет наиболее протяженную зону. Она используется при освоении нефтяных и, конечно, газовых месторождений. Особенности таких устройств позволяют получать дебиты (объем нефти, поступающий в определенную единицу времени из искусственного источника), значительно превосходящие дебиты вертикальных сооружений. Дебит напрямую зависит от длины ствола. Бурение скважины обойдется гораздо дороже другого бурения, но оно же будет продуктивнее. Горизонтальная скважина, как правило, используется в качестве добывающей, но также может являться и нагнетательной. Имеет большую продуктивность и эффективность в месторождениях, которые содержат трещины с вертикальным уклоном.

Наибольшую производительность они приносят, когда применяются в коллекторах с трещинами, в коллекторах с газовой шапкой или водой (это снизит вероятность прорыва газа), в коллекторах с довольно низкой проницаемостью и, напротив, в коллекторах с высокой проницаемостью (там они успешно уменьшают скорость движения газа).

бурение на песок .

Разделение конструкции горизонтальной скважины на категории

Системы принято разделять на несколько категорий:

Схема конструкции горизонтальной скважины.

1. Разведочные (бурятся для уточнения количества нефти и газа).
2. Поисковые (бурятся, чтобы отыскать залежи нефти и газа)

Эксплуатационные скважины, в свою очередь, разделяются на подвиды:

1. Скважины, именующиеся «добывающимися», естественно, используются для добычи залежей в почве нефти и газа.
2. Скважины, воздействующие на пласты, нагнетая воду, газ и другие элементы. Иногда могут использоваться и эксплуатироваться в качестве добывающих.
3. «Контрольные» скважины:

• служат для измерения силы давления в газовой шапке и нефтяной зоне;
• нужны для осуществления контроля изменений положения залежей;
• резервные (вовлекают в работу застойные зоны);
• специальные скважины (используются, чтобы добыть техническую воду);
• оценочные скважины (нужно пробурить, для того чтобы уточнить параметры и продуктивные границы залежей);
• бывают скважины для осуществления подмены аварийных и изношенных физически скважин.

Бурение скважин традиционным методом и методом горизонтального бурения.

Когда бурят скважину горизонтального направления, необходимое количество так называемых колонн, а также глуби установки «башмаков» определяется существующим количеством зон, которые несовместимы с условиями проводки ствола из-за неустойчивости пород и низкой прочности.

До того как осуществится приоткрытие продуктивных и производительных горизонтов, необходимо предусмотреть спуск одной колонны, чтобы исключить вероятность разрыва пород. Различие между диаметрами скважин и колонн подбирается, исходя из наилучших и правильных значений, определенных практикой бурений, которые обеспечат легкий, без каких-либо препятствий спуск колонны и качественное, прочное цементирование.

Произведя расчеты приблизительно ожидаемых внутренних и внешних давлений, производят выбор труб. Прочность колонн должна предоставить:

• абсолютную герметизацию устья;
• устойчивость и целостность столба;
• противостояние всем нагрузкам.

Требования, предъявляемые к конструкции:

Бурение наклонно-направленной скважины.

1. Использовать всю энергию продуктивных горизонтов по максимуму.
2. Применять только самое лучшее, эффективное и качественное оборудование.
3. Создать условия, не допускающие аварийных ситуаций и осложнений.
4. Получить геологическую и другую информацию о данном разрезе.
5. Условия соблюдения необходимой охраны окружающей среды и экологии необходимо выполнять строжайше.

В строительстве методы бурения применяются для проведения коммуникаций с использованием специальных установок, которые с легкостью пробивают грунт абсолютно любой твердости. Горизонтальные скважины обладают огромным и несомненным преимуществом перед рядовыми, привычными методами проведения такого рода работ. Во-первых, такая конструкция не разрушает верхний слой почвы. Во-вторых, можно проложить скважину даже под водоемами.

Этапы работы:

1. Подготавливаются вся необходимая техника и устройства.
2. На анализ отдается проба грунта.
3. Выполняется пилотная скважина, ее размер постепенно увеличивается.
4. В образовавшуюся траншею закладываются трубы.
5. Идет полная проверка всех коммуникаций.

Этапы бурения

Весть процесс проходки, независимо от того как будет она осуществляться, механизировано или вручную, можно разбить на несколько взаимосвязанных этапов.

1. Подготовка участка. Производится для заезда и размещения спецтехники. Ширина подъездных путей не должна быть менее 3 м. Размер самой площадки 4х9 м. Обязательно наличие сети электропитания 220В мощностью от 1,5 кВт.
2. Развертывание бурового оборудования.
3. Бурение скважины. В зависимости от сложности грунтов процесс может осуществляться в два этапа. Вначале проходка выполняется буром меньшего диаметра (проходя водяной слой до подстилающих пород). Затем используют бур большего диаметра (не доходя до пласта водоносных песков).
4. Промывка ствола. При прохождении твердых грунтов бурение производится с подачей воды.
5. Установка и монтаж обсадной трубы для защиты от грунтовых вод и укрепления стенок ствола. На конце трубы устанавливается водозаборный фильтр.
6. Прокачка скважины для очистки водозаборного фильтра от земли.
7. Установка скважинного насоса и оголовка.

Установки для проведения замеров

После ГЗУ нефтегазовая смесь по промысловым нефтепроводам поступает либо на СП (сборный пункт), либо на ДНС (дожимную насосную станцию) для проведения её подготовки. Сбор, как правило, предусматривает отдельное поступление обводненной нефти и условно-безводного сырья, для чего от каждой ГЗУ тянут  два разных коллектора.

СП бывают следующих типов:

Газ, отделенный в сепараторах от нефти,  очищают  от оставшихся капель жидкости и либо утилизируют, либо перерабатывают, либо используют для собственных нужд и нужд прочих потребителей.  На первой и второй ступени газ движется, используя собственное давление, а на конечной ступени его нужно компримировать.

В  УПН есть специальные резервуары, где добытое сырье отстаивается,  трубчатые печи для подогрева  нефтяной эмульсии, а также устройства  обезвоживания и обессоливания сырья. После прохождения УПН  нефть перекачивается в  резервуар для товарной продукции, а затем поступает в магистральную трубопроводную систему.

Этапы работ

Перед началом выберите и возьмите в аренду или купите инструмент. Вы можете самостоятельно пробурить скважину садовым буром или шнеком. Нужная глубина достигается через 3-4 дня, учитывая скорость его вращения. Автоматические шнеки могут справиться с работой за несколько часов. Но они требуют наличия электричества на участке.

Существуют бензиновые буры, работающие быстро и автономно, они требуют только заправки топливом. Большая глубина залегания песка предполагает использование буровых установок и ямобуров на автомобильной основе.

Земляной бензиновый мотобур Энергомаш МБ-15300

После этого на дно засыпают мелкий щебень, как дополнительный фильтр, устанавливают обсадную трубу диаметром 12-13 см. Размер не имеет значения, это не сказывается на производительности. Самое главное: в трубу должен помещаться ваш насос. На ее конец надевают фильтрующий элемент. К трубе подключают насос, укладывают трубопровод, и система водоснабжения готова.

Типы скважин

При начале процесса диаметр ствола составляет до 90 см, а к концу редко доходит до 16,5 см. В ходе работы строительство скважины делается в несколько этапов:

1. Углубление дня скважины, для чего используется буровое оборудование: оно размельчает горную породу.
2. Удаление обломков из шахты.
3. Закрепление ствола при помощи труб и цемента.
4. Работы, в ходе которых исследуется полученный разлом, выявляются продуктивные расположения нефти.
5. Спуск глубины и ее цементирование.

Скважины могут отличаться по заглубленности и делятся на следующие разновидности:

• Небольшие (до 1500 метров).
• Средние (до 4500 метров).
• Углубленные (до 6000 метров).
• Сверхуглубленные (более 6000 метров).

Бурение скважины подразумевает измельчение цельного пласта породы долотом. Полученные части удаляют посредством вымывания специальным раствором; глубина шахты делается больше при разрушении всей забойной площади.

ЦПС

Стоки очищают до уровня, который должен соответствовать установленным требованиям, а затем вводят  в систему поддержания давление в пласте. Неочищенные стоки подают в специальные скважины-поглотители с целью их утилизации.

ЦПС должен обеспечить:

• приемку и предварительное разделение поступающего из куста скважин сырья;
• приемку и количественный учет поступающей продукции;
• нефтеподготовку;
• подготовку и, при необходимости, безопасную  утилизацию сточных и  пластовых вод (в том числе- ливневых);
• приемку и количественный  учет получаемой на ЦПС товарной нефти;
• приемку и предварительную подготовку к транспортированию попутного газа;
• подачу подготовленного товарного нефтяного сырья в сисему магистральных трубопроводов.

Для сбора атмосферных осадков и разлившихся жидкостей на ЦПС должен быть предусмотрен специальный резервуар.

Уровень вибрации и шума используемого  оборудования должен быть меньше предельно допустимых санитарных нормативов.

Если есть необходимость использовать агрегаты с высоким шумовым уровнем, то нужно предусмотреть:

• установку шумоподавителей;
• систему дистанционного управления таким агрегатом;
• звукоизоляцию в наблюдательных кабинах.

На любом сборном пункте должен быть резервный парк ёмкостей (включая аварийные резервуары).

Проблемы в ходе бурения нефтяных скважин

В ходе бурения скважин можно столкнуться с рядом технических проблем, которые замедлят или сделают работу практически невозможной. К ним относятся следующие явления:

• Разрушения ствола, обвалы.
• Уход в почву жидкости для промывки (удаления частей породы).
• Аварийные состояния оборудования или шахты.
• Ошибки в сверлении ствола.

Чаще всего обвалы стенок происходят из-за того, что горная порода обладает нестабильной структурой. Признаком обвала является увеличенное давление, большая вязкость жидкости, которая используется для промывки, а также повышенное число кусков породы, которые выходят на поверхность.

Поглощение жидкости чаще всего случается в случае, если залегающий ниже пласт целиком забирает раствор в себя. Его пористая система или высокая степень впитываемости способствует такому явлению.

В процессе бурения скважины снаряд, который движется по часовой стрелке, доходит до места забоя и поднимается обратно. Проведение скважины доходит до коренных пластов, в которые происходит врезка до 1,5 метра. Чтобы скважина не была размыта, в начало погружается труба, она же служит средством проведения промывочного раствора напрямую в желоб.

Буровой снаряд, а также шпиндель может вращаться с разной скоростью и частотой; этот показатель зависит от того, какие виды горных пород требуется пробить, какой диаметр коронки будет сформирован. Скорость контролируется посредством регулятора, который регулирует уровень нагрузки на коронку, служащую для бурения. В процессе работы создается необходимое давление, которое оказывается на стены забоя и резцы самого снаряда.

Устройство

Песчаный колодец состоит из обсадной трубы, которая защищает все оборудование от попадания грязи. Важные части:

• Погружной насос;
• Оголовок;
• Трубопровод.

Поверхностный насос Unipump JET 60 S

Выбор насоса зависит от глубины: погружной устанавливают на глубину больше 8 метров. Если источник находится выше, подойдет поверхностный насос.

На обсадную трубу устанавливают фильтры. Их выбирают по химическому составу воды. Во время бурения разведывательной скважины берут образец, исследуют его и делают вывод о необходимости фильтрующей системы.

После фильтра вода поступает в дом по трубопроводу. Он укладывается в грунте ниже того уровня, на который он замерзает зимой. Это позволяет обеспечивать участок круглый год, защищает систему от промерзания.

КС – компрессорные станции кустов скважин

Поступающий на КС  газ предварительно нужно очистить от остаточных капель жидкости и  механических примесей. Эти требования прописаны в ТУ на используемые компрессоры.

Верхняя часть буровой установки

В целях газоудаления из внутренней полости компрессора поршневого типа, размещаемого на приемном газопроводе,  каждая ступень сжатия этого устройства между цилиндром и выключающей его задвижкой, должна оборудоваться свечой сброса газа, с установленной на ней запорной арматурой.

Эти свечи должны располагаться в таких местах, где рассеивание газа будет максимально безопасным. Высота такой свечи определяется расчетным путем с учетом степени  рассеивания газа, однако не менее пяти метров от земной поверхности.

Устройство подготовки сырой нефти

Техпроцесс и оборудование УПН должны обеспечивать:

• максимально глубокое обезвоживание сырья;
• его кондиционное обессоливание;
• снижение до необходимых значений упругости нефтяных паров;
• приемку некондиционного сырья и его отправку на повторную обработку;
• возможность повторного использования реагента и теплоты дренажной воды с помощью их возврата  в начальную ступень процесса.

Технологический  процесс нефтеподготовки должен отвечать следующим требованиям:

1. сохранение полной герметичности  процесса нефтеподготовки;
2. доведение сырья до требуемых товарных кондиций;
3. обеспечивать  маневренность и гибкость работы УПН;
4. предусматривать возможность высвобождения из процесса используемого оборудования и трубопроводов при авариях и при проведении ремонтных работ;
5. возможность использования в процессе работы тепла скважинной продукции.

Подготовка площадки

Для организации процесса бурения нефтяной скважины потребуется провести также подготовительный этап. В случае, если разработка ведется в области лесного массива, требуется, помимо оформления основной документации, заручиться согласием на работы в лесхозе. Подготовка самого участка включает следующие действия:

1. Вырубка деревьев на участке.
2. Разбитие зоны на отдельные части земли.
3. Составление плана работ.
4. Создание поселка для размещения рабочей силы.
5. Подготовка основания для буровой станции.
6. Проведение разметки на месте работы.
7. Создание фундаментов для установки цистерн на складе с горючими материалами.
8. Обустройство складов, завоз и отладка оборудования.

После этого необходимо заняться подготовкой оборудования непосредственно для бурения нефтяных скважин. В этот этап входят следующие процессы:

• Установка и проверка техники.
• Проводка линий для энергоснабжения.
• Монтаж оснований и вспомогательных элементов для вышки.
• Установка вышки и подъем на нужную высоту.
• Отладка всего оборудования.

Когда оборудование для бурения нефтяных скважин будет готово к эксплуатации, необходимо получить заключение от специальной комиссии, что техника находится в исправном состоянии и готова к работе, а персонал обладает достаточными знаниями в области правил безопасности на производстве подобного рода. При проверке уточняется, правильную ли конструкцию имеют осветительные приборы (они должны иметь устойчивый к взрывам кожух), установлено ли по глубине шахты освещение с напряжением 12В

Замечания, касающиеся качества работы и безопасности, необходимо принять во внимание заранее.

До начала работ по бурению скважины необходимо установить шурф, завезти трубы для укрепления бурового ствола, долото, малую спецтехнику для вспомогательных работ, обсадные трубы, приборы для измерений в ходе бурения, обеспечить водоснабжение и решить другие вопросы.

Буровая площадка содержит объекты для проживания рабочих, технические помещения, лабораторное строение для анализа проб почвы и получаемых результатов, склады для инвентаря и малого рабочего инструмента, а также средства для медицинской помощи и средства безопасности.

ДНС (дожимные насосные станции)

ДНС должна обеспечить:

• проведение сепарации сырья первой ступени (предварительный газоотбор);
• в случае необходимости – предварительное обезвоживание сырого продукта;
• при возникновении необходимости – нагрев нефтяного сырья;
• необходимо давление для транспорта нефти на ЦПС;
• транспорт нефтяного газа первой ступени на ГПЗ, ЦПС или для собственных нужд без применения компрессоров;
• очистку пластовых вод в герметичных аппаратах при естественных температурах под давлением первой сепарационной ступени;
• транспортировку подготовленных пластовых вод (при наличии предварительного сброса) в систему, поддерживающую давление в пласте (ППД);
• поступление из водоотделительных устройств воды, качество которой позволяет закачивать её в пласт без какой-либо добавочной подготовки;
• количественный учет попутного газа, нефтяного сырья и подготовленной пластовой воды;
• возможность закачки химических реагентов (деэмульгаторов или ингибиторов).

Сооружения, входящие в  состав ДНС:

1. блок предварительного газоотбора;
2. сепаратор для нефтяного сырья;
3. насосный блок, оборудованный буферной емкостью;
4. устройство предварительного обезвоживания нефти;
5. устройство для очистки пластовых вод;
6. систему аварийных резервуаров;
7. нефтезамерный блок;
8. газозамерный блок;
9. водозамерный блок;
10. компрессорный воздушный блок, обеспечивающий питание контрольных и автоматических приборов;
11. в случае необходимости – блок подогрева сырья;
12. реагентный блок, который обеспечивает закачки реагентов перед началом первой ступени сепарации;
13. блок, обеспечивающий  закачку ингибиторов в нефте- и газопроводы;
14. подземная дренажная ёмкость.

Аварийные горизонтальные резервуары, входящие в состав ДНС, должны быть рассчитаны на сепарационное рабочее давление.  Суммарная вместимость таких резервуаров должна обеспечивать свободный прием наибольшего объема, поступающего на ДНС за два часа. Как правило, ДНС проектируют автоматизированными и  блочными, в основном – без постоянного персонала для их обслуживания.

Самостоятельное выполнение работ

Произведите бурильные мероприятия, соблюдая правильную последовательность действий:

1. Приготовьте необходимое оборудование для бурения, учитывая глубину расположение водных пластов.
2. Подготовьте площадку, где будут выполняться бурильные работы, очистите ее от мусора и растительности.
3. Углубились в почву, сформировав шурф глубиной до двух метров для дальнейшего размещения кессона.
4. Установите ручное буровое устройство на треноге, надежно зафиксируйте его от возможного смещения.
5. Подцепите к тросу специальную штангу с буровой коронкой и вращайте ее до полного погружения в грунт.
6. Закрепите новый сегмент одновременно с обсадной трубой и производите дальнейшее погружение в слои почвы.

Список источников

• neftok.ru
• moyaskvazhina.ru
• pobetony.expert
• komfort.guru
• promzn.ru
• funer.ru
• snkoil.com