В процессе бурения скважин на нефть и газ происходит вскрытие пластов. В свою очередь пласты, характеризуются различной прочностью и устойчивостью к обвалам, осыпям, имеют различные коэффициенты аномальности и разную степень насыщенности различными флюидами (вода, нефть, газ).
В естественном состоянии эти пласты изолированы друг от друга плотными, непроницаемыми породами, а вскрытие пласта влечет за собой нарушение изоляции, что в последствии может стать причиной межпластовых перетоков, неконтролируемого выхода флюидов на поверхность и т.п. Поэтому важно искусственно воссоздавать нарушенную во время пробуривания изоляцию пластов, чтобы избежать осложнений и аварий.
Крепь скважины – это искусственное сооружение в скважине, включающее в себя колонну обсадных труб, цементное кольцо и стенку скважины, представленную породами различного химико-минералогического состава, травмированную при обнажении долотом и трубами и характеризующуюся наличием каверн и выступов, наклоном к вертикали и формой [1].
При креплении скважин достигаются следующие цели:
1) создание долговечного прочного и герметичного канала для транспортировки жидкости или газа из пласта на поверхность или наоборот;
2) герметичное разобщение всех проницаемых пластов друг от друга;
3) укрепление стенок скважины, сложенных недостаточно устойчивыми породами;
4) защита эксплуатационного канала от коррозии при контакте с агрессивными средами (пластовыми жидкостями, газами и др.);
5) создание условий для прочного закрепления на устье скважины противовыбросового и эксплуатационного оборудования [2].
Отказ от крепления скважины может привести к серьезным последствиям, таким как:
1) обрушение стенок скважины: без крепления стенки скважины могут обрушиться, что приведет к потере бурового раствора, оборудования и времени на повторное бурение;
2) попадание грунтовых вод в скважину: без крепления скважина может заполниться грунтовыми водами, что затруднит дальнейшую работу и может привести к загрязнению воды;
3) ухудшение качества добычи: если скважина не закреплена должным образом, то это может привести к ухудшению качества добычи, поскольку вода может проникать в скважину и снижать ее производительность;
4) риск аварийных ситуаций: без крепления скважины возможны аварийные ситуации, например, обрушение стенок или пробоины, что может привести к серьезным травмам и потере жизней.
В целом, отказ от крепления скважины является небезопасным и неэффективным подходом, который может привести к серьезным последствиям, людским и материальным потерям. Поэтому крепь скважины – очень важный и нужный элемент в сооружении скважины.
Качество крепления скважины зависит от многих факторов, включая:
1) геологические условия: различные типы грунтов и пород требуют различных методов крепления;
2) глубина скважины: чем глубже скважина, тем более сложные условия крепления;
3) диаметр скважины: большие диаметры скважин требуют более прочной крепи;
4) тип бурового раствора: некоторые растворы могут оказывать коррозионное воздействие на крепежные элементы;
5) качество крепежных элементов: качество используемых крепежных элементов (болтов, гайок, анкеров и т.д.) должно быть высоким для обеспечения надежности крепления;
6) методы крепления: существует множество методов крепления, каждый из которых имеет свои преимущества и ограничения.
7) условия эксплуатации: условия эксплуатации скважины (например, давление, температура, вибрация) также влияют на качество крепления.
Все вышеперечисленные факторы можно разделить на три группы: геологические, технико-технологические и организационно-экономические. При креплении крепи скважины важно уделять особое внимание всем этим факторам, чтобы избежать неприятных последствий. В случае некачественного крепления скважины могут возникать различного рода аварии и осложнения, которые происходят по следующим причинам:
1) Состояние оборудования: Аварии могут произойти из-за неисправности оборудования, такого как крепежные элементы, болты, гайки и т.д. Причиной этого может быть некачественное оборудование или неправильная установка.
2) Недостаточная глубина крепления: Крепление должно быть достаточно глубоким, чтобы обеспечить надежность и безопасность скважины. Если крепление недостаточно глубокое, то это может привести к авариям.
3) Неправильный выбор материалов: Материалы, используемые для крепления, должны соответствовать условиям эксплуатации скважины. Неправильный выбор материалов может привести к коррозии и разрушению крепежных элементов.
4) Неправильная установка: Неправильная установка крепежных элементов может привести к их ослаблению и разрушению. Это может произойти из-за недостаточной затяжки, неправильной ориентации или неправильного расстояния между элементами.
5) Неправильное использование: Неправильное использование скважины может привести к авариям, связанным с креплением. Это может включать в себя перегрузки, неправильное направление нагрузки и т.д.
6) Нарушение правил эксплуатации: Нарушение правил эксплуатации скважины может привести к авариям, связанным с креплением. Например, если крепление не обслуживается в соответствии с рекомендациями производителя, то это может привести к его ослаблению и разрушению.
7) Негативное воздействие окружающей среды: Некоторые факторы окружающей среды, такие как влажность, коррозия и т.д., могут негативно влиять на крепление скважины. Если эти факторы не учитываются при проектировании и эксплуатации скважины, то это может привести к авариям.
Таким образом, можно сделать вывод, что крепь скважины – это важный элемент в сооружении скважины. Главным образом, крепь должна обеспечивать герметичность скважины. От качества крепи зависит срок службы эксплуатируемого объекта, а также объем и качество извлекаемой продукции.
Список литературы
- Булатов А.И. Концепция качества пробуренных нефтяных и газовых скважин / [Электронный ресурс]: https://burneft.ru/archive/issues/2015-12/15 (Дата обращения: 10.06.2023)
- Долгих Л.Н. Крепление, испытание и освоение нефтяных и газовых скважины: учеб. пособие / Л.Н. Долгих - Перм. гос. техн. ун-т. Пермь, 2007, - 41с.
- Предеин А.П. Осложнения и аварии при строительстве нефтяных и газовых скважин: учеб. пособие / А.П. Предеин. – Пермь: Издво Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2014. – 381 с.