Чем отличается скважина от шахты

Чем отличается скважина от шахты

Скважина — горная выработка круглого сечения, пробуренная с поверхности земли или с подземной выработки без доступа человека к забою под любым углом к горизонту, диаметр которой намного меньше её глубины. Бурение скважин проводят с помощью специального бурового оборудования.

Различают вертикальные, горизонтальные, наклонные скважины [1] . Начало скважины называется её устьем, дно — забоем, внутренняя боковая поверхность — стенками. Диаметры скважин колеблются от 25 мм до 3 метров. Скважины могут иметь боковые стволы (БС), в том числе горизонтальные (БГС).

Некоторые виды скважин:

  1. Газовые
  2. Нефтяные
  3. Добывающие
  4. Нагнетательные
  5. Специальные
  6. Вспомогательные
  7. Геологоразведочные

Содержание

Сверхглубокие скважины [ править | править код ]

  • Кольская сверхглубокая скважина (СГ-3) — глубочайшая в мире буровая скважина, расположена в Мурманской области, в 10 км к западу от города Заполярный. Находится в пределах Балтийскогощита. Годы бурения 1970—1990. Глубина 12262 м. План 15000 м.
  • КТБ-Оберпфальц, Бавария, Германия. Годы бурения 1990—1994. Глубина 9900 м [2] .
  • Берта Роджерс, США. Годы бурения 1973—1974. Глубина 9583 м.
  • КТБ-Хауптборунг, Германия. Глубина 9100 м.
  • Юниверсити, США. Глубина 8686 м.
  • Цистердорф, Австрия. Глубина 8553 м.
  • Ен-Яхинская сверхглубокая скважина (СГ-7) расположена в Западной Сибири — в 70 км восточнее города Новый Уренгой, между Песцовым и Ен-Яхинским газоконденсатными месторождениями. Годы бурения 2000—2006. Глубина 8250 м. План 6900 м. Была последней в России действующей сверхглубокой скважиной.

Средняя глубина скважин [ править | править код ]

Средняя глубина добывающих скважин на данный момент в различных нефтегазовых провинциях Российской Федерации составляет 1500—3000 м, в перспективе из-за выработанности существующей ресурсной базы углеводородов России она растет [3] и может достигнуть значения 4000—6000 м [ источник не указан 2766 дней ] . На конец 2017 года средняя глубина новых скважин приближалась к 3 км [4] . С ростом глубины увеличиваются расходы на их бурение и себестоимость добычи нефти и газа.

В РФ пробурены скважины с длиной ствола больше 12 км, но меньшей глубиной по вертикали — это скважины с горизонтальным окончанием. На сегодняшний день самая протяженная скважина с горизонтальным окончанием имеет протяженность более 13 км (месторождение Чайво, проект «Сахалин-1»).

Глубина бурения скважин океанских недр может достигать 10 000 м и находится на глубине до 2000 м под водой.

Скважины, используемые для водозабора, представляют собой подземное заборное сооружение, состоит из обсаженой горной выработки и оборудования для забора подземной воды.

Гидрогеологическая скважина [ править | править код ]

Гидрогеологическая скважина используется для определения фильтрационных свойств горных пород, наблюдений за режимом подземных вод, проведения геофизических исследований. Виды:

  • пройденные через всю толщу водоносного пласта (приток воды из всей водной толщи)
  • незавершенные, забой которых не доведён до подошвы водоносного горизонта.

Глубина скважин от 1 метра до 1000 метров и более. Конструкция обеспечивает размещение водоподъёмного оборудования и включает первую обсадную колонну, изолирующую верхнюю часть скважины от рыхлых пород, ряд обсадных колонн (кондуктор, промежуточные колонны), фильтр (иногда с сальниками), отстойник. В качестве обсадных колонн используют стальные обсадные трубы диамером 73—146 мм и 114—508 мм. Фильтр предназначен для закрепления стенок водоприёмной части скважин в рыхлых водоносных породах, задержания частиц водоносной породы и пропуска в скважину воды. Он состоит из каркаса (трубы с круглой или щелевой перфорацией, пластмассовой трубы или стержневого каркаса) и фильтрующей оболочки (проволочная обмотка, сетки, иногда гравий). До проведения гидрогеологических исследований прискважинная зона водоносного горизонта приводится к условиям, близким к естественным, путём интенсивной предварительной прокачки. После проведения гидрогеологических исследований скважины ликвидируют путём тампонирования либо передают службе предприятий для продолжения гидрорежимных наблюдений [5] .

На сегодняшний день это главные природные ресурсы, которые нужны для полноценной жизни человечества. Нефть играет особую роль в топливно-энергетическом балансе, из нее изготавливают моторные топлива, растворители, пластмассу, моющие средства и многое другое. Газ в основном служит источником отопления, горючего для приготовления пищи, топливом для машин и сырьем для изготовления различных органических веществ. Именно поэтому их добыча стала главной отраслью в мире. Для того чтобы добыть эти ископаемые, располагающихся глубоко под землей, нужна нефтяная газовая скважина.

1 — обсадные трубы;

2 — цементный камень;

Читайте также:  Тесто бездрожжевое на сметане для пирогов

4 — перфорация в обсадной трубе ицементном камне;

III — промежуточная колонна;

IV — эксплуатационная колонна.

Что это такое?

Скважиной называют цилиндрическое отверстие в земле с укрепленными стенками почвы специальным раствором, куда человек не имеет доступа. Длина колеблется от нескольких метров, до нескольких километров, в зависимости от глубины залежей полезных ископаемых.

Строительство газовой скважины – это процесс создания горной выработки в земле. Для качественного процесса необходимы мощные буровые установки. Сегодня половина буровых установок работает на дизельном приводе. Они очень удобны в применении при отсутствии электроэнергии. Мощность их постоянно совершенствуется производителями. Надо помнить, что процесс разрушения горных пород высокотехнологичен, который требует высококачественного оборудования и квалифицированных специалистов.

Скважина и ее составляющие

Что такое и чем отличается от шахт и колодцев? В шахты или колодцы люди при необходимости могут спускаться, а вот в скважину они доступа иметь не будут. Помимо этого, длина имеет больший размер чем диаметр. Из вышеперечисленного можно сделать вывод, что скважина – это горная выработка цилиндрической формы без доступа в нее людей.

Нефтяная газовая скважина состоит из устья – это верхняя часть ее, ствол – это стенки и нижней частью является забой. Сама конструкция состоит из нескольких частей. Этими частями являются направляющие, кондуктора и эксплуатационные колонны. Бурение нефтегазовой скважины должно выполняться качественно, чтобы слои почвы не размывались при дальнейшей эксплуатации. Поэтому после устройства направляющей колонны, пространство между почвой и стенкой трубы тщательно цементируют. Это особенно важно, ведь через верхние слои почвы проходят активные, пресные воды. Следующий процесс заключается в устройстве кондуктора. Это спуск колонн до еще большей глубины и опять же цементирование пространства между ними и почвой. Затем все эти операции заканчивают спуском эксплуатационной колонны до самого забоя и вновь все пространство от низа до устья цементируется. Это обеспечит хорошую защиту от расслаивания слоев почвы и грунтовых вод.

Типы горных выработок

Строительство нефтегазовых скважин подразделяется на:

  • Горизонтальную
  • Вертикальную
  • Наклонную
  • Многоствольную
  • Многозабойную

Классификация по назначению

У каждой есть свое назначение, ниже рассмотрим на какие категории они делятся:

  • поисковые
  • разведочные
  • эксплуатационные

Самые распространенные – вертикальные. При их устройстве угол наклона от вертикали не превышает 5 градусов. В случае если превышает — то называется уже наклонной. Горизонтальная имеет угол уклона от 80 до 90 градусов от вертикали, но так, как бурить под таким наклоном нет смысла, пробивают обычную скважину или наклонную, а затем уже по необходимой траектории пускают сам ствол. Проектирование подразумевает использование многоствольных и многозабойных конструкций. Разница их состоит в том, что многоствольная имеет несколько стволов, которые разветвляются из точки выше продуктивного слоя почвы. А многозабойная имеет несколько забоев, при этом точка разветвления ниже.

Бурение газовой скважины

Не обойдется без разведочной, ведь она позволяет уточнить запасы полезных ископаемых и собрать данные для составления проекта по разработке месторождения.

Самой важной частью газодобывающих работ является именно эксплуатационная "яма", ведь именно с помощью нее и происходит этот магический процесс добычи нефти и газа. Эксплуатационную, в свою очередь, можно разделить на несколько подтипов, таких как:

  • Добывающие основные
  • Нагнетательные
  • Резервные
  • Оценочные
  • Контрольные
  • Специального назначения
  • Дублеры

Все они играют огромную роль в этом комплексе работ по добыче газа. Первые предназначены непосредственно для добычи газа. Нагнетательные – для поддержания необходимого давления в продуктивных пластах. Резервные — используются для поддержки основного фонда, когда пласт неоднороден. Оценочные и контрольные служат для наблюдения за изменениями давления в пластах, его насыщенности и уточнения его границ. Специального назначения необходимы для сбора технической воды и устранения промысловых вод. А дублеры необходимы на случай износа основных добывающих и нагнетательных.

Способы бурения

Специалисты выделяют несколько методов, с помощью которых проводится бурение на нефть.

  • роторное – является одним из наиболее часто используемых методов бурения. Вглубь породы проходит долото, которое вращается одновременно с буровыми трубами. Скорость роторного бурения непосредственно зависит от прочности пород и показателя их сопротивляемости. Популярность данного метода обусловлена, тем, что есть возможность настраивать величину курящего момента в зависимости от прочности и плотности пород и почв. Кроме этого роторное бурение способно выдерживать довольно большие нагрузки при длительном выполнении рабочего процесса;
  • турбинное – основное отличие данного метода от роторного заключается в использовании долота, которое работает в паре с турбиной турбинного бура. Процесс вращения долота и бура обеспечивается за счет давления силы воды, которая двигается в определенном направлении между статором и ротором;
  • винтовое – рабочий агрегат, с помощью которого осуществляется винтовое бурение на нефть, состоит из множества механических винтов, которые приводят в движение буровое долото. На данный момент винтовой метод используется редко.
Читайте также:  Когда запускать козу перед окотом

Его этапы

Современная промышленность использует несколько видов бурения, но все они состоят из таких основных этапов:

  • Проходка бурового ствола. Подразделяется на процесс углубления скважины и очистка от отработанных пород. Эти операции проходят параллельно друг другу и тесно связаны между собой.
  • Разделение пластов
  • Освоение буровой скважины
  • Ее дальнейшая эксплуатация

Без нефтепродуктов сложно себе представить современную жизнь. Делаются они из нефти, которую добывают с помощью особых горных выработок. Многие из нас слышали термин «нефтяная скважина», но вряд ли все знают, что это на самом деле такое. Давайте попробуем разобраться, что собой представляет это сооружение, и какими они бывают.

Что такое скважина в нефтяной промышленности?

Скважиной называется горная выработка цилиндрической формы, чей диаметр во много раз меньше общей длины её ствола (глубины).

Помимо скважины, есть еще такие горные выработки, как колодец и шахта. В чем их отличие от рассматриваемого нами определения? На само деле, все довольно просто. В шахту или колодец человек может попасть, а в скважину – нет. Таким образом, дополнительное определение этого сооружения таково – горная выработка, схема и форма которой исключает доступ в неё человека.

Верхнюю часть такой выработки называют устьем, а нижнюю часть – забоем. Уходящие вниз стенки образуют так называемый ствол.

Всем известно, что скважины делают при помощи бурения. Однако сказать, что их просто бурят было бы неверно. Эти капитальные сооружения, сложные в своем строении, под землей скорее строят, в связи с чем они относятся к основным средствам организации, а затраты на их бурение и обустройство являются капитальными вложениями.

Строительство нефтяных и газовых скважин

Конструкция скважины выбирается на этапе проектирования и должна отвечать следующим требованиям:

  • конструкция должна предоставлять возможность свободного доступа к забою геофизических приборов и глубинного оборудования;
  • конструкция должна не допускать обрушения стенок ствола;
  • также она должна обеспечивать надежное разделение друг от друга всех проходимых пластов и не допускать перетекания флюидов из пласта в пласт;
  • в случае необходимости, конструкция этой выработки должна давать возможность герметизировать её устье в случае возникновения такой необходимости.

Строительство и монтаж нефтяных и газовых скважин проводится следующим образом:

  1. Первым делом бурится начальный ствол большого диаметра. Его глубина составляет около 30-ти метров. Затем в пробуренное отверстие опускается металлическая труба, которую называют направлением, а окружающее её пространство уставляется специальными обсадными трубами и цементируется. Задача направления – предотвратить размывание верхнего почвенного слоя в процессе дальнейшего бурения.
  2. Далее до глубины от 500 до 800 метров бурится ствол меньшего диаметра, в который опускается колонна из труб, называемая кондуктором. Пространство между стенками трубы и горной породой также заливается цементным раствором на всю глубину.
  3. Только после обустройства направления и кондуктора скважину пробуривают на заданную проектом глубину, и опускают в неё колонну труб еще меньшего диаметра. Эта колонная называется эксплуатационной. Если глубина залегания пласта – большая, то возможно использование так называемых промежуточных трубных колонн. Все пространство между стволом скважины и окружающей её горной породой заливается цементом.

В чем основное назначение кондуктора? Дело в том, что на глубинах до 500 метров располагается активная зона пресных вод, а ниже этой глубины (в зависимости от региона разработки) начинается зона с затрудненным водообменном, в которой много соленых вод и прочих подвижных флюидов (в том числе – газов и нефти). Так вот, основная задача кондуктора – это дополнительная защита, которая предотвращает засолонение поверхностных пресных вод и не позволяет проникать в них вредным веществам, которые сконцентрированы в нижних пластах.

Читайте также:  Как повысить протеин в жмыхе подсолнечника

Какие бывают скважины?

В зависимости от того, в каких геологических условиях расположены нефтяные месторождения, бурятся разные типы таких выработок.