Бурение скважин

- сложный технологический процесс строительства ствола буровых скважин, состоящий из следующих основных операций:

— углубление скважины посредством разрушения горных пород буровым инструментом;
— удаление выбуренной породы из скважины;
— крепление ствола скважины в процессе ее углубления обсадными колоннами;
— проведение комплекса геолого-геофизических работ по исследованию горных пород и выявлению продуктивных горизонтов;
— спуск на проектную глубину и цементирование последней (эксплуатационной) колонны.

В настоящее время отсутствует строгая система, подразделяющая бурение скважин по категориям в зависимости от их глубин. Статистические данные отечественной и зарубежной практики бурения скважин позволяют выделить следующие четыре категории:
— мелкое бурение — до 1500 м;
— бурение на средние глубины — до 4500 м;
— глубокое бурение — до 6000 м (в США от 4570 до 6100 м);
— сверхглубокое бурение — глубже 6000 м (в США глубже 6100 м).

В СССР осуществлялось бурение сверхглубоких скважин с проектной глубиной 9000-15000 м.

По характеру разрушения горных пород различают механические и немеханические способы бурения. К механическим относятся вращательные способы: (роторное, турбинное, реактивно-турбинное бурение и бурение с использованием электробура и винтовых забойных двигателей) - при которых горная порода разрушается в результате вращения прижатого к забою породоразрушающего инструмента (бурового долота), и ударные способы, которые в свою очередь подразделяются: на бурение ударно-поворотное, при котором удары по забою производятся периодически поворачивающимся буровым инструментом; ударно-вращательное - при котором удары наносятся по непрерывно вращающемуся буровому инструменту; вращательно-ударное - при котором буровой инструмент находится под большой осевой нагрузкой, в постоянном контакте с забоем скважины и разрушает горную породу в результате вращения и периодически наносимых по инструменту ударов.

К немеханическим способам бурения относятся термические (огнеструйное, плазменное, лазерное), электрические, взрывные, гидравлические и пр., при которых разрушение горной породы происходит без непосредственного контакта ее с инструментом. Эти способы при бурении скважин на нефть и газ пока не нашли широкого промышленного применения.

В качестве породоразрушающего инструмента при бурении скважин на нефть и газ используются буровые долота.

В процессе бурения мелких скважин выбуренную породу поднимают с забоя при помощи желонок (периодический процесс) или используя шнеки, витые штанги, циркуляцию газа, жидкости, раствора (непрерывный процесс). При глубоком бурении на нефть и газ забой скважин обычно очищается от выбуренной породы потоком непрерывно циркулирующей промывочной жидкости (бурового раствора); реже производится продувка забоя газообразным рабочим агентом.

В процессе бурения ствол скважины отклоняется от вертикали, что является следствием геологических условий (угол залегания пластов, твердые включения, тектонические нарушения и др.), а также технических и технологических причин (плохая центровка вышки, перекос в бурильной колонне, большая осевая нагрузка и др.). Искривление ствола скважины происходит при любом способе бурения. Современный уровень техники позволяет бурить вертикальные скважины с углом отклонения ствола от вертикали не более 2—3°.

При разведке и эксплуатации залежей нефти и газа, которые находятся под участками, недоступными для установки бурового оборудования, а также для лучшего вскрытия залежи и в ряде других случаев используется искусственное искривление ствола скважины в заданном направлении (наклонное бурение: наклонно-направленное, кустовое, многозабойное, двуствольное).