Новые буровые технологии БУД и СНЦ от БК ПНГ

Новые буровые технологии БУД и СНЦ от БК ПНГ

Вопреки расхожему мнению, первую в мире скважину для добычи нефти пробурили наши соотечественники под руководством майора Алексеева на Бакинских промыслах в 1846 году – на 11 лет раньше американского инженера Уильямса. За прошедшие 170 лет нефтяная отрасль сыграла огромную роль в развитии промышленности, и ныне ежедневный объем добываемой нефти в мире достигает 75 млн. баррелей. Однако прилегающие к поверхности месторождения быстро исчерпываются, что требует постоянного поиска и внедрения новых технологий бурения.

Технология бурения нефтяных скважин

Первоначально единственной технологией бурения нефтяных скважин оставалась ударно-канатная – медленная, крайне неэффективная и трудоемкая. В 1886-м был изобретен вращательный роторный способ – повсеместно использовавшийся вплоть до 1929 года. Затем массовое внедрение электричества внесло свои коррективы – и в отрасли появились первые электробуры, а также винтовые и забойные двигатели. Это позволило приступить и к наклонному, а позже горизонтальному бурению, в несколько раз повысив отдачу месторождений.

При этом главным тормозящим фактором оставалось отсутствие подробных сведений о расположении пластов (залегающих, как правило, тоже наклонно либо горизонтально). Скважины бурились, чуть ли не «вслепую», и до 1980 года представление об их перспективности можно было получить, лишь завершив этап бурения до конца. Наконец, последние два десятилетия прошлого века ознаменовались внедрением первой по-настоящему современной технологией, использовавшей так называемую телеметрическую систему измерений в процессе бурения (английская аббревиатура MWD). И, наконец, в 21 веке активно стали осваиваться добыча нефти на шельфе, гидравлический разрыв пластов, разработка сланцев и прочие инновационные методы.

Технология горизонтального бурения нефтяных скважин

На заре своего появления, в 1930-х, бурение горизонтальных скважин на нефть хоть и стало использоваться в роли перспективного способа добычи, но отличалось малой эффективностью и дороговизной. Тем не менее, коэффициент извлечения был существенно повышен, и потери в себестоимости работ не шли ни в какое сравнение с затратами на геологоразведку.

Способность же скважин при таком бурении искривляться, переходя от вертикального участка к полностью горизонтальному, сделала возможной доступ к пластам на значительной глубине, залегающим в местах с недопустимостью вертикального бурения – расположенных под населенными пунктами, сельскохозяйственными угодьями, водоемами и т.д.

Технологии бурения на обсадных колоннах

Еще одним передовым технологическим новшеством при бурении горизонтальных скважин на нефть стало применение обсадных колонн – крайне важное с точки зрения не только эффективности, но и безопасности (особенно на истощенных пластах, в условиях переменного давления в стволах скважин и их нестабильности). Впервые подобная система бурения на обсадных колоннах DwС (Drilling-with-casing) была применена компанией Weatherford, нашедшей способ создавать разобщение пластов при укреплении стенок путем заполнения затрубного пространства специальными цементными растворами.

Спуск обсадных колонн при бурении позволил кардинально повысить герметичность и долговечность канала, при этом:

• сократив сроки строительства на 25-30%;
• улучшив уровень очистки ствола и его гладкость;
• добившись беспрерывной, высокоскоростной циркуляции промывочных жидкостей в затрубных пространствах.

Технологии бурения с управляемым давлением – БУД

Система измерений в процессе бурения, позволяющая оперативно руководить изменением направления траектории проходки, привела к возникновению и еще одной инновации. Ею стала технологии БУД (бурения с возможностью управлять величиной давления в режиме реального времени), основываясь на потоковом поступлении телеметрических данных от MWD – включая параметры температуры, давления, плотности породы, величину магнитного резонанса и даже гамма-излучения. Рабочим «инструментом» при этом выступает не кабель, а пульсация бурового раствора (двоичные сигналы которого преобразуются в удобочитаемые данные соответствующим программным обеспечением).

Система непрерывной циркуляции бурового раствора – СНЦ

Наконец, следует отметить и технологию бурения, известную как СНЦ (или система непрерывной циркуляции раствора для бурения). Необходимость ее крайне важна – поскольку прекращение циркуляционного процесса даже на несколько минут грозит прихватами инструментария, обвалами, осыпями, а в худших случаях – и полной утерей контроля и самой скважины.

Технология бурения этого вида хороша тем, что для обеспечения беспрерывной циркуляции не требует перерывов на СПО либо наращивание бурильных колонн.

Технология бурения скважин для забора воды

Задание размеров ствола скважины.
Если геологические данные в грунте, в котором предстоит бурение, еще неизвестны, должно быть выполнено пробное бурение. Геофизические измерения позволяют оценить, в каком месте бурение скважины обеспечит наилучший приток воды.

Размер скважины зависит от количества воды, которое можно получить (дебита) и гидрогеологических условий, то есть гранулометрического состава, положения и толщины соответствующего водоносного пласта грунтовой воды. Толщину водоносного пласта грунтовой воды следует использовать в максимально возможной степени, так как первоначальный объемный расход соответствует длине сечения фильтра. Несколько дополнительных метров бурения и строительства скважины часто могут привести к существенному увеличению дебита скважины.
Дополнительные 20% затрат могут привести к увеличению производительности на 100%!

Диаметр скважины

Диаметр водопроводной трубы определяется диаметром напорного патрубка насоса. Внутренний диметр скважины должен быть достаточным для того, чтобы обеспечить надежное размещение заполнителя из гравия в пределах кольцевого пространства. Это достигается при размерах кольцевого пространства 80-100 мм. Слишком большие размеры кольцевого пространства затрудняют работу по удалению песка, так как стенка ствола буровой скважины находится слишком далеко от фильтрующих труб. Полные данные относительно калибровки буровой скважины приведены в рабочем стандарте DVGW W 118.

Типы пород

Процедура и ход процесса бурения, а также разрез по скважине в целом зависят от типа породы, ее твердости, структуры, расслоения, направления течений воды и ее поведения относительно системы трубопроводов. Типы породы можно классифицировать по различным уровням сложности / рабочим характеристикам бурения (BW). Они варьируют от мягкого грунта до скальной породы и высокотвердой скальной породы. Существует в общей сложности шесть групп пород.

Скважинное оборудование

Перед бурением скважины должны быть сделаны определенные регулировки, такие как настройка платформы для бурения и выбор соответствующего подсоединения к приводу. В каждом случае следует принять меры для того, чтобы выполнение работ при бурении не загрязняло грунтовые воды. Все запасные части, которые непосредственно не требуются при бурении скважины, должны быть убраны подальше от бурильной головки, чтобы они не оказывали неблагоприятного воздействия на процесс.

Ось и поперечное сечение ствола скважины

Чтобы избежать проблем во время вставки и удаления буровой трубы, обсадной трубы и т.д., важно, чтобы ось ствола скважины была действительно вертикальной, а сечение ствола скважины – действительно круглым. Чем глубже буровая скважина и чем меньше диаметр, тем сильнее сказываются последствия отклонения от вертикальности.

Процедуры бурения

Процедура сухого бурения

Чтобы разрушить породу до рыхлого состояния, применяются ударные процессы и процессы бурения. Процедура сухого бурения – это ударный процесс. Чтобы разбить скальную породу, могут использоваться плоские долота или втулки толчкового действия. Для удаления породы из отверстия в области землеройных работ используются гильзы клапанов, шнековые буры или скребковый разгрузчик.

В отличие от процедуры бурения с промывкой, при которой буровая скважина стабилизируется за счет избыточного давления, данная процедура для стабилизации не требует системы трубопроводов. Процесс бурения не основан на применении жидкости для промывки скважины, но воду следует всегда заливать в отверстие так, чтобы буровая скважина не оставалась сухой, а высвобожденный материал транспортировался вверх как буровая мука через гильзы клапанов.

Для облегчения вытягивания буровых труб необходим частый отвод инструмента, формирующего диаметр скважины. Это должно быть учтено при разработке программы бурения. Чем больше диаметр скважины и больше содержание глины в слоях, тем чаще должен происходить такой отвод. Кроме того, следует учитывать, что и крепление труб друг к другу заклепками или сваркой, и сами стенки труб за счет своей толщины, должны выдерживать высокие напряжения, возникающие в процессе бурения. Недостатком бурения глубоких скважин является длительное время, требуемое для этого процесса.

Ударное бурение

Этот процесс бурения использует бурильные инструменты ударного действия, которые разбивают породу в основании буровой скважины. Удар осуществляется за счет падения под действием силы тяжести или за счет использования приводов.

Процесс ударновращательного пневматического бурения

Для очень твердых скальных пород используется процесс ударно-вращательного пневматического бурения. При этом ударное буровое долото, оснащенное наконечником из твердого сплава, приводится в действие сжатым воздухом, что позволяет разрушать крупные части породы на такие, которые можно транспортировать вверх, где происходит оценка образцов породы. Вода в буровой скважине возмущается потоком воздуха, идущим вверх, так, чтобы мелкозернистый песок не перемещался с породой наверх.

Процесс бурения с промыванием

Процесс бурения с промыванием ослабляет прочность слоев породы внизу скважины с помощью долота с лопастной крыльчаткой или роликового долота, прикрепленного к бурильной оправке. Вращательное действие создается на поверхности за счет ротора или вращательной головки с приводом и передается к бурильной оправке. Обломочный материал при бурении удаляется непрерывным введением промывочной жидкости, использование которой исключает потребность системы в трубопроводах, так как стенка ствола буровой скважины стабилизирована внутренним избыточным давлением.

Процесс вращательного бурения

Процесс вращательного бурения включает в себя процессы вращения и левостороннее вымывание обломочного материала жидкостью при бурении. Чтобы предотвратить превышение давления и последующий отток промывочной жидкости в направлении рабочей поверхности, в жидкость добавляются промывочные присадки. Они делают промывочную жидкость более плотной и более вязкой, затем она перекачивается вниз по системе трубопроводов для транспортировки бурового шлама в пределах кольцевого пространства между системой трубопроводов и стенкой ствола буровой скважины.

Процесс левостороннего вымывания

Процессы, являющиеся частью левостороннего вымывания (нисходящая промывка в пределах кольцевого пространства между стенками трубопроводов/буровой скважины и восходящая промывка внутри трубопровода с использованием насосов или сжатого воздуха по принципу эрлифтного насоса для выноса выбуренного шлама по внутренней трубе): бурение с использованием роликовых долот, буров для мягких пород, погружных пневматических молотков (со сжатым воздухом в качестве привода и среды для промывания), бурильных головок, т. е. с использованием роторного стола, бурильной головки с приводом (привод от гидро- или пневмосистем).

Процесс бурения с всасыванием

В этом процессе используется всасывающий насос для подачи промывочной жидкости и грунта, изъятого при бурении к поверхности через систему трубопроводов. Так как высота всасывания насоса невелика, то в зависимости от диаметра системы трубопроводов могут быть достигнуты только ограниченные глубины бурения.

Эрлифтный процесс

В эрлифтном процессе промывочная жидкость извлекается эрлифтным насосом, который имеет выход у основания системы бурильных труб. Следует обязательно принять меры, чтобы не загрязнить промывочную жидкость. Для этого процесса, чем глубже выполнена установка, тем выше рабочие характеристики, поэтому время от времени точку выхода следует перемещать вниз.

Промывочная жидкость и грунт, изъятый при бурении, подаются к поверхности через систему трубопроводов и остаются для осаждения в промывочных баках или отстойниках. Промывочная жидкость стекает назад внутри кольцевого пространства между стенкой ствола буровой скважины и системой трубопроводов.

Процесс колонкового бурения

Процесс колонкового бурения дает информацию о развитии пустот и отложениях каменных пород. В этом процессе режущие инструменты, установленные на полой цилиндрической или основной трубе, вращаются с помощью ротора, а буровой шлам вымывается промывочной жидкостью. В конце процесса основная труба с образцами каменных пород вытягивается наружу.

Геологическая разведка и что это такое?

Она выполняется на предмет соответствия кадастровым данным, если таковые есть и служит основополагающим материалом для проектирования будущей скважины.При выполнении геологразведки,выполняется комплекс геофизических исследований,при которых описываются интервалы водопроявления,статические и динамические уровни водонасыщенных горизонтов.Отбираются пробы воды для химического и бактериологического анализа, все эти данные помогут проектировщику правильно подобрать конструкцию скважины на необходимый нам водонасыщенный горизонт.И давайте не будем забывать,что бурение без геологической разведки — является грубейшим нарушением технологии бурения скважин на воду.

Шнековое бурение

Технология бурения шнеком — одна из самых популярных для создания скважины на песок. Шнек — это так называемый архимедов винт, то есть сплошная винтовая поверхность, размещенная вдоль оси. Шнековая буровая установка может быть установлена на автомобильном шасси, в этом случае максимальная глубина скважин — до нескольких десятков метров.

компактный мотобур и шнек

Менее глубокие скважины бурятся малогабаритными шнековыми установками, которые можно перевезти в легковом пикапе. Простейший комплект для ручного шнекового бурения позволяет сделать скважину глубиной до 10 м. Компактность ручного оборудования дает возможность разместить его на участке без организации свободного заезда. Шнековое бурение используется в мягких и неплотных сухих грунтах. Скальная порода и даже отдельные валуны представляют для шнека непреодолимую преграду. Плывуны также сделают проходку невозможной.

шнек для буровой установки на автошасси

Благодаря своей доступности, шнековое бурение очень популярно у частных буровиков, чьими услугами с удовольствием (из-за низких цен) пользуются владельцы загородных участков. Но недостаточно пробурить скважину — необходимо правильно ее обсадить. А вот здесь уже требуется профессиональный уровень и опыт настоящих буровиков. Осторожно выбирайте подрядчика, даже если скважина планируется не очень глубокой и простой по конструкции. В противном случае дешевая скважина станет источником некачественной воды и дополнительных расходов.

Механический способ

Ударный метод впервые был применен для обустройства колодцев в Древнем Китае. Ударная технология применяется и сейчас, несмотря на низкую производительность. Она хорошо подходит для влажной глинистой почвы, где вязнет другое оборудование.С помощью ударного метода можно разбивать твердые породы.

Скважина образуется благодаря механическим ударам. На участке устанавливается тренога в форме пирамиды. Тяжелый груз, закрепленный на тросе, падает с высоты. Он разбивает грунт в результате сильного удара о поверхность. Частицы земли попадают внутрь груза. Через каждый метр его нужно извлекать и очищать от грязи.

Вертикальный ствол образуется не быстро. Однако технология позволяет проходить через сложные грунты. Поэтому она до сих пор не вышла из употребления.Создано более 10 модификаций ударной методики. Например, перфоративный способ, когда груз падает не под своим весом, а из-за удара бабкой или штангой.

Дистанционное сопровождение бурения

Для повышения эффективности процесса строительства высокотехнологичных скважин в «Газпром нефти» создан Центр управления бурением «Геонавигатор» (ЦУБ). ЦУБ сопровождает строительство практически всех сложных объектов, среди которых скважины с высокими нагрузками, протяженными горизонтальными участками, сверхглубокие и многоствольные скважины. Кроме того, Центр контролирует бурение всех скважин, ориентированных на добычу трудноизвлекаемых запасов углеводородов, а также сопровождает испытания всех новых технологий в бурении.

Основа работы ЦУБ — технология геонавигации, которая заключается в оперативном получении информации о геологической модели месторождения и корректировке траектории скважины в соответствии с ней. Данные с бурового инструмента без задержки передаются в Центр во время бурения, и свежая информация отображается на геологической модели месторождения. Фактические данные сравниваются с проектными, анализируются и, если необходимо, траектория скважины корректируется таким образом, чтобы попасть в намеченную зону. Затем, с поступлением новой информации, цикл повторяется, обеспечивая непрерывный контроль бурения.

Серьезной проблемой, снижающей точность проводки скважины по нефтяному пласту, до последнего времени оставалась задержка поступления данных об окружающей породе с бурового инструмента, конструкция которого не позволяет расположить датчики ближе 15 м к долоту. Для ее решения в Научно-техническом центре «Газпром нефти» была разработана первая в отрасли самообучающаяся программа оптимизации затрат при бурении сложных скважин, позволяющая в режиме реального времени по косвенным параметрам уточнять геологию пласта и, при необходимости, принимать решение о корректировке траектории бурения.

Программа анализирует такие показатели как уровень вибрации, скорость бурения и вращения ротора, нагрузка на долото, которые изменяются в зависимости от характеристик пласта, что дает возможность оперативно определять состав породы, не дожидаясь поступления данных с датчиков на самом буровом инструменте.

Программа обучается во время работы, поэтому прогноз состава окружающей породы становится точнее с каждым пробуренным метром. В ходе промышленных испытаний на активах «Газпромнефть-Ямала» точность предсказания смены горной породы при бурении скважин составила 70%.

Современная технология бурения скважины на воду.

Получение воды для бытовых нужд и питья с помощью бурения скважин является самым быстрым и распространенным способом. На протяжении веков он совершенствовался и сегодня технология отработана в совершенстве, если конечно выполнением таких работ занимаются профессионалы.
Виды скважин
Различают 2 вида скважин на воду:
Неглубокие фильтровые. До 50 м бурения. По принципу действия аналогичны колодцам и предназначены для сбора грунтовых вод. При бурении земля вымывается, а в скважину обязательно устанавливают фильтр грубой очистки от примесей. Самые простые и быстро выполнимые в течение нескольких дней скважины.
Глубокие (до 1 км) артезианские. Для получения чистой воды из водоносных слоев (горизонтов). Сложный для выполнения – время бурения зачастую измеряется в неделях, но надежный на протяжении многих лет источник водоснабжения.
Технология
Можно разделить на две группы: самодеятельные, кустарные методы по принципу «своими руками – дешево и быстро» и бурение скважин профессионалами с помощью современной техники – дороже, но качественно и надежно.
К первой можно отнести:
Упрощенный вариант без обсадной трубы, полевой армейский способ, имеющий множество названий: «игла», «абиссинская», «свисток». Это забивная скважина глубиной в 5, максимум 10 м, получаемая с помощью твердого наконечника. С ее помощью можно накачать 5–10 л в минуту. Вряд ли стоит рассматривать ее в качестве приемлемого источника водоснабжения для любых нужд, тем более что качество обычно очень низкое, не отличается от воды в ближайших колодцах.
Бурение скважины глубиной до 20 м вручную, имеющимися в продаже относительно недорогими установками.
Так как такой метод хоть и непрост, но дешев и имеет массу поклонников (по крайней мере, на словах), то стоит остановиться на нем подробнее:
Сначала для исключения осыпания рыхлого верхнего слоя почвы роется шурф размерами примерно 1,5х1,5х2 м, который обшивается досками.
Над ним устанавливается вышка буровой установки, собирается штанга для бурения.
С помощью подъемника ее опускают в шурф и минимум 2 человека начинают ее вращать.
По мере погружения штанги примерно на 0,5 м ее поднимают каждый раз для очистки от грунта.
Плавающий в скважине грунт, песок вычерпывают.
Бурение прекращают после прохождения водоносного слоя.
Окончательно очищают скважину, опускают фильтр из мелкой металлической сетки, для защиты насоса он попадания песка.
В скважину опускают погружной насос со шлангами или водоподъемные трубы при наружном размещении насоса.
К недостаткам такого подхода следует отнести небольшой срок эксплуатации скважины в результате неизбежного заиливания, большие трудозатраты, не лучшее качество воды с первого водоносного горизонта.
Ко второй технологической группе относят бурение скважин на воду с использованием специальной техники, промышленных методов и расходных бурильных инструментов в зависимости от твердости или плывучести пород, обсадных труб, опыта и навыков профессиональных искателей воды. Только им под силу пробурить артезианские скважины глубиной в сотни метров, в соответствии с картированием водяных горизонтов, проведением необходимой разведки пробурить и обустроить обычную фильтровую скважину, которая будет выдавать воду приемлемого качества для любых целей на протяжении многих лет.

Страницы

• Бурение под сваи ямобуром
• Бурение скважин — Цена за скважину
• Бурение скважин в Свердловской области
  • Бурение Скважин в Верхней Пышме и рядом
  • Бурение скважин в Дегтярске
  • Бурение скважин в Невьянске Свердловской области
  • Бурение скважин г. Березовский
  • Бурение скважин Кировград
  • Бурение скважин на воду в Арамили
  • Бурение скважин на воду в Большом Истоке
  • Бурение скважин на воду в Косулино
  • Бурение скважин на воду в Полевском
  • Бурение скважин на воду в Ревде
  • Бурение Скважин на воду в Среднеуральске
  • Бурение скважин Новоуральск
  • Бурение скважин Первоуральск
  • Бурение скважины на воду в Сысерти и Верхней Сысерти
  • Скважина на воду Билимбай
  • Скважина на воду в Бобровском
  • Скважина на воду в Верхнем Дуброво
  • скважина на воду в Заречном
• Бурение скважин на воду Екатеринбург
• Бурение скважин под ключ
  • Скважина с кессоном под ключ
  • Скважина с насосной станцией
  • Скважина с насосом
  • Скважина с обсадной трубой
• Важно про стоимость «с трубой»!
• Вопрос-ответ
• Гарантии
• Заказать скважину
• Какую трубу использовать ПНД или НПВХ?
• Контакты
• Монтаж винтовых свай под фундамент
• Оборудование для скважины
  • Где купить насос для скважины?
  • Кессон для скважины
  • Насос для скважины
  • Оголовок для скважины
  • Шланг для скважинного насоса. Выбор, классификация
• Полезно знать
  • Вода и жизнь человека в России
  • Где пробурить скважину?
  • Скважина в саду
  • Скважина на даче — Цена под ключ
• Скважина на воду
• Технология бурения