Виды бурения скважин

ВИДЫ БУРЕНИЯ СКВАЖИН

Комбинированное бурение

Сочетание или поинтервальное чередование различных способов и видов бурения (ударного с вращательным, бескернового с колонковым и т.д.) при проходке одной скважины. Основное преимущество Комбинированного бурения перед любым видом бурения заключается в том, что оно позволяет рационально применять при проходке одной скважины несколько видов бурения, каждый из которых оптимален в определённых горно-геологических условиях. Например, вблизи от поверхности земли горные породы (грунты) особенно разнообразны по физико-механическим свойствам, поэтому бурение неглубоких скважин при инженерно-геологических изысканиях, поисково-съёмочных работах, разведке нерудных строительных материалов часто производится комбинированным способом. Для проходки этих скважин (глубиной обычно 40-50 м) выпускаются передвижные и самоходные установки, которые позволяют сочетать несколько способов бурения. При детальной разведке глубокими скважинами многих полезных ископаемых бескерновое бурение часто сочетается с колонковым. При этом мощная толща пород, не содержащих полезного ископаемого, пробуривается бескерновым способом на форсированном режиме, а толща пород, вмещающая полезное ископаемое, проходится колонковым способом при тщательном отборе керна. Комбинированное бурение применяется при глубоком бурении на нефть и газ: мощные толщи вязкопластичных пород бурятся роторным способом, а скальные породы - с помощью турбобуров и электробуров.

Опорное бурение

Способ изучения земной коры и в большинстве случаев перспективной оценки нефтегазоносности посредством проведения глубоких скважин при региональных геологоразведочных работах. Опорные скважины бурятся с целью изучения геологического строения и геологической истории крупных малоизученных геоструктурных элементов и научного обоснования наиболее перспективных направлений геологоразведочных работ на нефть, газ и др. полезные ископаемые. Как правило, опорные скважины закладываются по данным региональных геофизических исследований (аэромагнитным, гравиметрическим, сейсмическим и др.) в наиболее благоприятных структурных условиях. Бурение их производится с отбором керна обычно до кристаллического фундамента, а в областях глубокого его залегания - до технически возможных глубин. При Обычном бурении осуществляется полное комплексное геологическое и геофизическое исследование вскрываемых отложений (определение возраста, литологии, коллекторских свойств горных пород и наличия в разрезе нефти, газа и др. полезных ископаемых).

Колонковое бурение

Вращательное бурение, при котором разрушение породы осуществляется не по всей площади забоя, а по кольцу с сохранением внутренней части породы в виде керна. При Колонковом бурении частицы разрушенной породы удаляются из забоя и выносятся на поверхность промывочной жидкостью, нагнетаемой буровым насосом в колонну бурильных труб. Выбуренный керн входит в колонковую трубу и по мере углубления скважины заполняет её. Периодически керн заклинивают, отрывают от забоя и поднимают на поверхность. Колонковое бурение осуществляется буровыми установками, с помощью которых производятся спуск и подъём инструмента, вращение и подача бурового снаряда и другие операции. В зависимости от твёрдости и абразивных свойств горных пород для бурения используются буровые коронки (или долота) различных типов. Колонковое бурение проходят вертикальные, наклонные, восстающие, многозабойные скважины в породах с самыми разнообразными физико-механическими свойствами. Колонковое бурение применяется, как правило, при разведке твердых полезных ископаемых, а также в инженерно-геологических изысканиях.

Дробовое бурение

Вид вращательного бурения с применением дроби в качестве истирающего материала. Придумано в США в 1899 г. для проходки скважин в твёрдых породах. В России внедрено в восточном Забайкалье (в 1927 г.). Современная технология колонкового Дробового бурения разработана в 1945-51 г. При Дробовом бурении в скважину засыпают буровую дробь (чугунную и стальную размером 2,5-3 мм), которая под воздействием струи промывочной жидкости поступает под торец коронки через прорез в ней. Вследствие вращения бурового инструмента и осевого давления дробь разрушает горную породу на забое скважины, выбуривая керн. Вынос разрушенной породы, отработанной дроби и частиц металла дробовой коронки осуществляется промывочной жидкостью или сжатым воздухом. Давление на забой скважины при литой чугунной дроби составляет 2-3 Мн/м2 (20-30 кгс/см2) рабочей площади торца коронки, при стальной дроби - до 4 Мн/см2. При Дробовом бурении используют кольцевые дробовые коронки диаметром 75-150 мм с толщиной стенки 10-12 мм. Дробовое бурение заменяется: алмазным и гидроударным и применяется только в весьма твёрдых абразивных породах.

Роторное бурение

Разновидность вращательного бурения, при котором вращение долота в скважине осуществляется через бурильную колонну от ротора, расположенного на поверхности. Применяется для бурения взрывных, разведочных и эксплуатационных скважин. Ротор через приводной горизонтальный вал получает вращение от двигателя (электрического, газотурбинного, двигателя внутреннего сгорания и др.). Между бурильными трубами и долотом устанавливают утяжелённые бурильные трубы (для нагрузки на долото при бурении). Верхняя рабочая труба квадратного сечения проходит через ротор и присоединяется к вертлюгу, через который от бурового насоса по нагнетательному шлангу в колонну подаётся промывочная жидкость. Иногда ведут Роторное бурение с продувкой забоя воздухом или газом.
Пробурив с поверхности начальный участок скважины, опускают первую обсадную колонну (так называемый кондуктор), которая перекрывает слабые неустойчивые породы и изолирует верхние водоносные горизонты. Для этого в кольцевое пространство между трубами и стенкой скважины закачивают цементный раствор. Бурение продолжается долотом меньшего диаметра (проходит внутри обсадных труб) до намеченной глубины, после чего в скважину опускают следующую обсадную колонну - промежуточную, а если она последняя, то эксплуатационную колонну. Впервые в России Роторное бурение применено - в г. Грозном в 1902. Самая глубокая скважина пробурена роторным способом в Оклахоме (США) на 9583 м (1974 г.).