CC BY
35УДК 67.05
Дедов В.В.
студент кафедры разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений Тюменский индустриальный университет (Россия, г. Тюмень)
КОНСТРУКЦИЯ ГАЗОВЫХ СКВАЖИН
Аннотация: в данной статье мы рассмотрим конструкцию и физические свойства газов.
Ключевые слова: скважина, кондуктор, пласт эксплуатационная колона, герметичность режим эксплуатации, месторождение.
Рис. 1 Типовая конструкция и обозначение газовой скважины
Конструкцию скважины создают сверху вниз в процессе бурения (рис. 1). Первую обсадную_колонну, опускаемую в скважину, называют направлением. Направление предохраняет от размыва промывочным раствором рыхлых пород вблизи устья скважины на глубине 8—12 м.
Конструкция скважины должна обеспечивать: доведение скважины до проектной глубины; осуществление заданных способов вскрытия продуктивных горизонтов и методов их эксплуатации; предотвращение осложнений в процессе бурения и эксплуатации; ремонт скважины; выполнение исследовательских работ; минимум затрат на строительство скважины, как законченного объекта в целом.
Конструкция добывающих газовых скважин зависит от многих факторов, в частности от пластового давления и отношения его к гидростатическому, геологических условий бурения, геолого-физических параметров пласта, физических свойств пластового флюида, разности давлений между пластами, технологических условий эксплуатации скважин, режима эксплуатации пласта, экономических
соображений.
Физические свойства газа - плотность и вязкость, их изменение в зависимости от явления и температуры существенно отличаются от плотности и вязкости нефти и ты.
Во многих случаях плотность газа значительно меньше плотности нефти и воды, а коэффициент динамической вязкости газа в 50-100 раз меньше, чем у воды и нефти.
Различие плотностей газа и жидкостей вызывает необходимость спуска кондуктора в газовых скважинах на большую глубину чем в нефтяных, для предотвращения взрыва газом горных пород, загрязнения водоносных горизонтов питьевой воды, выхода газа на дневную поверхность.
Кондуктор — второй ряд обсадных труб — перекрывает и изолирует до глубин 50—400 м. трещиноватые и кавернозные пласты, которые всегда встречаются в верхней части разреза скважины и осложняют бурение, если их не перекрыть.
Техническая или промежуточная колонна опускается и цементируется только в
тех случаях, когда пласты, пройденные долотом, поглощают промывочную жидкость,
обваливаются или из них поступает много жидкости или газа в скважину. Спуск и
цементирование такой колонны необходим для успешного бурения, но не для
144
эксплуатации скважины.
Эксплуатационная (обсадная) колонна предназначена для эксплуатации скважин. Газ, как правило, двигается из пласта по фонтанной колонне, опускаемой внутри эксплуатационной. Диаметр эксплуатационной колонны должен обеспечить также спуск оборудования ствола скважины, проведение исследовательских, ремонтных и работ других видов. Применяют эксплуатационные колонны диаметром от 127 до 273 мм.
К конструкции газовых скважин предъявляются особые требования. Скважины должны быть герметичными, долговечными, надежными в эксплуатации, недорогими.
Герметичность — главное требование к конструкции скважины. Пропуски газа через цементное кольцо или обсадные колонны приводят к перетокам в вышележащие пласты и к выходу на поверхность (грифоны). При этом возникает опасность взрывов, пожаров, открытого фонтанирования. Для герметизации резьбовых соединений обсадных труб применяют специальные смазки, тефлоновые и фторопластовые уплотнения, сварные соединения и т. д. Цементирование проводят цементами таких марок, которые образуют газонепроницаемый, трещинностойкий и коррозионно-стойкий цементный камень. Герметичность эксплуатационной колонны до вскрытия пласта проверяют закачкой в нее воды или воздуха при повышенных давлениях. Во время эксплуатации систематически контролируют герметичность глубинными дебитомерами и термометрией. В местах утечек газа снижается температура и уменьшается расход.
Рис. 1. Конструкции газовых и газоконденсатных скважин. а — типовая конструкция и обозначения; б, в. г — конструкции скважин на Майкопском, Вуктыльском и Уренгойском месторождениях соответственно; Ь — глубина спуска обсадных колонн; ё — диаметр колонны; Д — диаметр долот при бурении; И — высота подъема цементного раствора за колоннами; «н», «к», «т», «э» — индексы, обозначающие направление, кондуктор, техническую и эксплуатационную колонны соответственно.
Долговечность и надежность обеспечиваются конструкцией, учитывающей
145
условия эксплуатации. Скважины эксплуатируются до 30 лет и более при давлениях до 40 МПа и температурах до 473 К, нередко при наличии в газе СО2 и H2S и других агрессивных компонентов. Все эти обстоятельства учитывают при проектировании конструкции скважины. Применяют трубы из специальных сталей, с повышенной толщиной стенок, а также изменяют диаметры труб, толщину цементного кольца и т. д.
Сокращение затрат на проводку и конструкцию скважин— важный резерв снижения себестоимости добычи газа. Затраты на скважины достигают 60—80% затрат на все промысловые сооружения. Поэтому стремятся использовать все достижения научно-технического прогресса для удешевления сооружения скважин.
Список литературы:
Амиян В.В., Васильева Н.П., Добыча газа; М.: Недра - Москва, 1974. - 312c. Покрепин Б. В. Разработка нефтяных и газовых месторождений; Учебно-методический кабинет по горному, нефтяному и энергетическому образованию, ФГОУ - Москва, 2010. - 232 с.
Храмов, Р.А.; Персиянцев, М.Н. Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений "Оренбургнефть"; М.: Недра - Москва, 2010. - 527 с.
Справочник по нефтепромысловой геологии. Под редакцией Быкова Н.Е., Максимова М.И., Фурсова А.Я. -М.: Недра, 1981. - 524 с.
