Способы бурения нефтяных и газовых скважин

Основное требование к выбору способа бурения нефтяных и газовых скважин - необходимость обеспечения успешной проводки ствола скважины при возможных осложнениях с высокими технико-экономическими показателями. Поэтому способ бурения выбирается на основе анализа статистического материала по уже пробуренным скважинами и соответствующих экономических расчетов. При отсутствии таких показателей этот выбор рекомендуется делать с учетом геолого-технических условий бурения проектируемых скважин, глубины, профиля и конструкции скважины, а также рекомендаций, приведенных ниже.

Роторный способ рационально выбирать при бурении:

• глубоких интервалов скважин шарошечными долотами, где необходимо максимально увеличить проходку за рейс, а оптимальная частота вращения долота находится в пределах 35-150 мин-1;
• в мощных толщах пластичных глин, плотных глинистых сланцах и других породах, для которых целесообразно применять энергоемкие долота - лопасnные и трехшарошечные с крупными зубцами и большим шагом и где необходимо создавать высокие скорости истечения жидкости (90-120м/с);
• в условиях, требующих применения утяжеленных буровых растворов (р≥1700 - 1800 кг/м3), когда в конкретных условиях электробур не имеет преимуществ или нет практической возможности его использования;
• в условиях высоких забойных температур (Т_заб≥150°С);
• с продувкой забоя воздухом и газожидкостными смесями.

Бурение скважин гидравлическими забойными двигателями рационально при бурении следующего вида скважин:

• вертикальных скважин глубиной до 3500 м шарошечными долотами диаметром 190,5 мм и более при ρ_б.р≤1700-1800 кг/м3;
• алмазными долотами и долотами типа ИСМ, за исключением случаев, когда ρ_б.р≤1700-1800 кг/м3, а Т_заб =140-150°С (для двигателей, имеющих обрезиненные детали);
• наклонно направленных скважин;
• в продуктивных пластах горизонтальными и разветвлено-горизонтальными скважинами;
• верхних интервалов глубоких скважин большого диаметра с помощью агрегатов РТБ (где основной задачей является борьба с искривлением);
• с промывкой аэрированной жидкостью низкой степени аэрации.

Электробуры рационально применять при следующих случаях бурения:

• диаметром 190-394 мм с промывкой утяжеленным буровым раствором ( ρ_б.р до 2300 кг/м3), при Т_заб≤130-140°С;
• наклонно и вертикально направленных скважин в сочетании с телеметрическими системами, особенно в сложных геологических условиях;
• с целью вскрытия продуктивных горизонтов горизонтальными и горизонтально-разветвленными стволами для повышения дебита скважин и коэффициента извлечения нефти из пластов;
• с продувкой забоя воздухом и промывкой аэрированной жидкостью высокой степени аэрации;
• алмазными долотами и долотами типа ИСМ, за исключением случаев, когда температура бурового раствора на забое превышает 130°С.

Выбранный способ бурения должен допускать использование таких видов циркуляционных агентов и такую технологию проводки ствола, которые наиболее полно обеспечивали бы следующее: качественное вскрытие продуктивного пласта, достижение высокого качества ствола скважины, ее конфигурации и наиболее высоких механических скоростей и проходок на долото; возможность применения долот различных типов в соответствии с механическими и абразивными свойствами пород.

Целесообразность принятых решений по применению того или иного способа бурения пересматривается по мере совершенствования технологии и техники бурения.

Таким образом, роторный способ может быть использован в подавляющем большинстве случаев, а для бурения скважин глубиной 2500-3000м с промывкой водой и неутяжеленными буровыми растворами рекомендуется выбирать турбинный способ, как обеспечивающий более высокие показатели бурения по сравнению с роторным.

Турбобуры с высокой частотой вращения (500 мин-1 и более) целесообразно применять на сравнительно малых глубинах при использовании ое к шорных долот. Турбобуры с умеренной частотой вращения (200-400 мин-1) целесообразно использовать на средних и больших глубинах.

Редукторные турбобуры предназначены для бурения глубоких вертикальных, наклонно направленных и горизонтальных скважин на нефть и газ, сверхглубоких и геотермальных скважин различного назначения, а так же для бурения скважин с отбором керна при пониженной частоте вращения и увеличенном моменте на выходном валу забойного двигателя, с использованием циркуляционных агентов различной плотности - от облененных (аэрированных) до утяжеленных при высоких значениях температуры (до 300°С) и давления.

Винтовой забойный двигатель (ВЗД) целесообразно применять для бурения на средних и больших глубинах, когда на эксплуатационные затраты на 1 м проходки определяющее влияние оказывает проходка за рейс, а так же для бурения с герметизированными маслонаполненными опорами.

Двухтурбинные агрегаты РТБ могут быть использованы при бурении верхних интервалов глубоких скважин большого диаметра от 0,5 до 3 м (для вентиляции и вспомогательных целей) на шахтах и рудниках, а также под кондукторы сверхглубоких скважин.