Лекция 8

1. Лекция 8

ЛЕКЦИЯ 8
Категории
скважин

2.

Природным источником сырья (нефти, газа)
является залежь. Доступ в нее обеспечивается
посредством множества скважин. При
проектировании и разработке нефтяных
месторождений выделяются следующие группы
эксплуатационных скважин:
добывающие ;
нагнетательные;
специальные.

3. Добывающие скважины

ДОБЫВАЮЩИЕ СКВАЖИНЫ
Добывающие скважины , имеющие фонтанное , насосное
или газлифтное оборудование и предназначены для добывания
нефти, нефтяного газа и попутной воды. В зависимости от
способа подъема жидкости добывающие скважины
подразделяются на фонтанные, газлифтные и насосные.
При фонтанном способе жидкость и газ поднимаются по стволу
скважины от забоя на поверхность только под действием
пластовой энергии, которой обладает нефтяной пласт. Этот
способ является наиболее экономичным , так как характерен
для вновь открытых , энергетически не истощенны
месторождений. При поддержании пластового давления путем
закачки воды или газа в залежь в отдельных случаях удается
существенно продлить период фонтанирования скважин.
Если скважины не могут фонтанировать, то их переводят
на механизированные способы добычи нефти .
При газлифтном способе добычи в скважину для подъема
нефти на поверхность подают ( или закачивают с помощью
компрессоров ) сжатый ( углеводородный ) газ или крайне
редко воздух, т.е. подают энергию расширения сжатого газа.
В насосных скважинах подъем жидкости на поверхность
осуществляется с помощью спускаемых в скважину насосов штанговых ( ШСН ) или погружных ( ЭЦН). На промыслах
используют и другие способы эксплуатации скважин.

4.

Добывающие нефтяные скважины —
это горные выработки круглого сечения,
пробуренные в пластах земляных и горных
пород, предназначенные для добычи
нефти из залежи. Их задачи:
открытие доступа к нефтяному слою;
удаление остатков горных пород;
подача нефти в хранилища.
Диаметр скважин может составлять от
75 до 400 мм в зависимости от условий
бурения, типа залегающих пород и
размеров нефтеносного слоя.

5. Конструкция

КОНСТРУКЦИЯ
Скважина состоит из трёх основных
частей:
Устье — верхняя часть, предназначена
для предотвращения обвалов и
разрушений неплотных пород
поверхностных слоёв, а также для
защиты от размытия буровым раствором.
Ствол — определяет направление
бурения и служит для удаления
разрушенных пород из скважины.
Забой — служит для укрепления колонн
на глубине и для добычи нефти из
продуктивного пласта.

6. Нагнетательная нефтяная скважина

НАГНЕТАТЕЛЬНАЯ НЕФТЯНАЯ
СКВАЖИНА
Используется нагнетательная скважина в комплексе
мер по поддержанию пластового давления. Через нее
в контур пласта или его законтурное пространство
закачивается воздух, вода, газ, техническая
жидкость. Таким образом, этими реагентами нефть
вытесняется в направлении добывающих скважин.
Снижается нагрузка на насосное скважинное
оборудование, увеличивается дебит добычи.
В отдельных случаях скважина может одновременно
быть и добывающей, и нагнетательной на разных
горизонтах, участках пласта, изолированных друг от
друга пакерами. Основным показателем скважины
нагнетательного типа является приемистость.
Устьевая арматура для них описана в ГОСТ 13846,
комплектация выбирается в зависимости от
технологии в добывающих скважинах и
характеристик пласта.

7. Конструкция

КОНСТРУКЦИЯ
В своей категории нагнетательная скважина имеет, как характерные
для нее признаки, так и специфические особенности. Конструкция
скважины стандартная:
забой на уровне разрабатываемого пласта с фильтрационным
оборудованием;
устье на поверхности с герметичным уплотнением, обвязкой из
специальной нагнетательной арматуры;
ствол скважины из обсадных колонн с расположенными внутри
него НКТ колоннами.
Отличительными чертами нагнетательной скважины являются:
направление потока – сверху вниз, от устья к забою;
рабочее давление – 14 – 35 МПа;
номинальный диаметр ствола и боковых парубков – 50 – 80 мм;
наличие обратных клапанов;
цементация обсадной колонны по всей высоте от устья до забоя.
Назначение скважины может изменяться с эксплуатационной на
нагнетательную, обратная трансформация невозможна. Однако в
стволе может находиться оборудование для одновременной закачки в
один пласт воды/газа, откачки из другого горизонта нефти,
газоконденсата. Либо для поддержания пластового давления сразу в
нескольких пластах (технология раздельного нагнетания).

8. Принцип действия

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
При любом способе добычи неизбежно расходуется
пластовое давление, так как с уменьшением
количества флюида падает уровень его энергии. Для
снижения себестоимости нефти откачать ее из
пласта следует, как можно быстрее, с
минимальными затратами. Оптимальным
вариантом является метод фонтанирования и
газлифт.
При проектировании разработки месторождения
нефтяной залежи составляется схема расположения
добывающих скважин. С учетом суточного дебита и
характеристик пласта для площадного заводнения
применяется 4 – 7 точечная рядная схема
нагнетательных скважин.
Нефть должна равномерно вытесняться водой по
всему фронту от нагнетательных к
эксплуатационным скважинам. Для этого
вычисляется общий объем закачки, количество
нагнетательных скважин, давление приемистость
каждой из них.

9. Используемое оборудование

ИСПОЛЬЗУЕМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Эксплуатируемое в нагнетательных скважинах оборудование условно
классифицируется по технологическому признаку:
устьевое – наземное и подземное;
нагнетательное – водозабор, водоподготовка, насосные установки,
коммуникации.
К подземному оборудованию относятся элементы, расположенные внутри
скважины:
фильтры, обеспечивающие долговременную закачку жидкостей в
пласт;
пакеры, необходимые для физической отсечки отдельных зон внутри
ствола, труб НКТ, обсадной колонны или затрубном пространстве;
колонны НКТ, являющиеся основным трубопроводом внутри скважины;
якорь – разгружает колонну НКТ, предотвращает боковое смещение
пакера.
Наземное устьевое оборудование включает в себя следующие сборочные
единицы:
головка колонная – крепит все имеющиеся обсадные колонны к
поверхности;
обвязка трубная – удерживает НКТ колонну, создает герметичные
контуры затрубного пространства;
елка нагнетательная – герметизирует устье, обеспечивает
переключение режимов подачи технических газов, жидкостей в
скважину, применяется для промывки, исследований забоя.

10. Специальные нефтяные скважины

СПЕЦИАЛЬНЫЕ НЕФТЯНЫЕ СКВАЖИНЫ
Специальные нефтяные скважины — это
скважины, которые бурят для решения
определённых задач, не связанных с
извлечением нефти и газа из залежи. Такие
скважины могут быть предназначены для
разных целей, и их конструкция и правила
эксплуатации имеют особенности, связанные с
целевыми задачами.
Некоторые виды специальных нефтяных
скважин:

11. 1. Водозаборные нефтяные скважины

1. ВОДОЗАБОРНЫЕ НЕФТЯНЫЕ СКВАЖИНЫ
Некоторые виды специальных нефтяных скважин:
Водозаборные нефтяные скважины — это
специальные скважины в нефтяной
промышленности, предназначенные для
добычи технической воды. Они относятся к
категории специальных скважин, которая включает
скважины для водоснабжения при бурении и
системы поддержания пластового давления (ППД) в
процессе разработки месторождения.
Назначение
Водозаборные скважины используются для:
Водоснабжения при бурении скважин.
Пополнения дефицита планового объёма
закачки рабочего агента в пласт в системе ППД.
Источником водоснабжения служат очищенные
пластовые воды, попутно поступающие из нефтяных
пластов, и подземные минерализованные воды,
добываемые на кустовых площадках водозаборных
скважин.

12. Конструкция

КОНСТРУКЦИЯ
Скважина имеет ступенчатую конструкцию, её диаметр
уменьшается от устья к забою. После бурения каждой
ступени в скважину спускают трубу определённого
диаметра для закрепления стен. Пространство между
стенками трубы и горной породой цементируют.
Некоторые элементы конструкции:
Направление — первая труба или колонна труб, служит
для предотвращения размыва пород, залегающих близ
дневной поверхности, и для соединения устья с очистной
системой буровой установки.
Кондуктор — колонна труб, спускаемая в скважину после
направления, служит для укрепления стенок в
недостаточно устойчивых породах и для перекрытия зон
осложнений, приуроченных к сравнительно неглубоко
залегающим горизонтам.
Эксплуатационная колонна — самая внутренняя
колонна, служит для укрепления стенок скважины и
изоляции соответствующих горизонтов, насыщенных водой,
а также каналом для транспортировки добываемой из
продуктивной толщи воды.

13. 2.Поглощающие (сбросовые) нефтяные скважины 

2.ПОГЛОЩАЮЩИЕ (СБРОСОВЫЕ) НЕФТЯНЫЕ
СКВАЖИНЫ
Поглощающие (сбросовые) нефтяные скважины — специализированные выработки,
предназначенные для утилизации промысловых вод и отходов, возникающих в ходе бурения и
эксплуатации нефтяных скважин.
Назначение
Захоронение промысловых вод в глубокие водоносные слои. Это позволяет:
избежать транспортировки вод на отдалённые полигоны;
утилизировать отходы непосредственно на месте их образования, что снижает затраты на
транспортировку и захоронение;
уменьшить объём вод, вывозимых за пределы месторождения, — это снижает негативное влияние на
окружающую среду.
Закачка отходов техпроцесса обустройства горных выработок: бурового раствора, сточных вод, шлама. Это
соответствует принципу «нулевого сброса» — промысловые воды и другие промышленные отходы
закачиваются обратно в пласт.
Устройство
Большой диаметр.
Установка фильтра из нержавеющего материала.
Устройство гравийной обсыпки.
Выбор геологических объектов для размещения отходов на основании геомеханической модели
закачки. Для выбранных пластов-объектов оценивают вместимость и герметичность зон,
достаточных для локализации закачиваемых потоков отходов.
Бурение поглощающих скважин может вестись с выходом промывочной жидкости на поверхность
или без выхода — с полным поглощением её в скважине.
Технология эксплуатации
Режим налива промысловых вод — их закачивают в эксплуатируемый пласт, расположенный
над продуктивным горизонтом.
Режим закачки вод под давлением.
При эксплуатации поглощающей скважины важно следить за уровнем воды в верхнем водоносном
слое — он должен находиться выше поглощающего участка для сбора промысловых вод

14. 3. Скважины-дублеры 

3. СКВАЖИНЫ-ДУБЛЕРЫ
Скважины-дублеры — термин в нефтегазовой отрасли, который
означает новые скважины, буренные рядом со скважиной, не
выполнившей свою задачу. Это часть эксплуатационных скважин при
проектировании и разработке нефтяных месторождений.
Назначение
Скважины-дублеры используются, если требуется замена добывающих и
нагнетательных скважин, которые вышли из строя по одной из причин:
Физический износ — скважина достигла предельного срока эксплуатации.
Технические неисправности и поломки из-за аварий при эксплуатации.
Например, авария, последствия которой невозможно устранить (поломка
колонны, неизвлекаемые из скважины аварийные трубы).
Не все аварийно выбывшие скважины заменяются скважинамидублерами — замене не подлежат скважины, до выбытия достигшие
предельно высокой или достаточно высокой обводнённости. Конструкция
Скважины-дублеры могут иметь ступенчатую конструкцию — диаметр
уменьшается от устья к забою. После бурения каждой ступени в скважину
спускают трубу определённого диаметра для закрепления стен. Пространство
между стенками трубы и горной породой цементируют.
Некоторые элементы конструкции:
Направление — труба большого диаметра, нужна для защиты устья и
верхнего слоя почвы от размывания.
Кондуктор — труба меньшего диаметра, перекрывает водоносные слои и
предохраняет их от попадания солёных вод и углеводородов.
Эксплуатационная колонна — колонна ещё меньшего диаметра, заходит в
нефтеносный пласт. Если скважина глубокая, между кондуктором и колонной
спускается ещё промежуточная (техническая) колонна.

15. Технология строительства

ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА
Количество, размещение и порядок ввода
скважин-дублеров обосновываются техникоэкономическими расчётами в проектах и
уточнённых проектах разработки, а также как
исключение — в технологических схемах.
Учитывают возможную добычу нефти из
скважин-дублеров, на многопластовых
месторождениях — с учётом возможного
использования вместо них скважин
возвратного фонда с нижележащих объектов.
Последовательность бурения скважиндублеров определяют с учётом
прогнозируемого среднего срока эксплуатации
скважин месторождения и остаточных запасов
нефти.