Проектиране на кладенец, обшивка и обвивка на кладенец - Югоизточен пилотен проект
Кладенецът е минна изработка с кръгло напречно сечение, изградена без достъп на хора, чиято дължина е многократно по-голяма от диаметъра. Горната част на кладенеца се нарича устие, дъното се нарича дъно, страничната повърхност се нарича стена, а пространството, ограничено от стената, е сондаж. Дължината на кладенеца е разстоянието от устието на кладенеца до дъното по оста на кладенеца, а дълбочината е проекцията на дължината върху вертикалната ос. Дължината и дълбочината са числено равни само за вертикални кладенци. Те обаче не съвпадат за наклонени и наклонени кладенци. [3] Конструктивните елементи са показани на фиг. 3.1. Началният участък I на кладенците се нарича направление. Тъй като устието на кладенеца се намира в зоната на лесно ерозиращи скали, то трябва да бъде укрепено. В тази връзка посоката се изпълнява, както следва. Първо се пробива яма - кладенец до дълбочината на стабилни скали (4 ... 8 m). След това в него се монтира тръба с необходимата дължина и диаметър, а пространството между стените на ямата и тръбата се запълва с развалин и се излива с циментова замазка 2. Долните секции на кладенеца са цилиндрични. Непосредствено зад направлението се пробива участък на дълбочина от 50 до 400 m с диаметър до 900 mm. Този участък от кладенеца е фиксиран с обсадна тръба 1 (състояща се от завинтени стоманени тръби), която се нарича проводник II. Пръстеновидното пространство на проводника е циментирано. С помощта на проводник се изолират нестабилни, меки и напукани скали, които усложняват процеса на сондиране. След инсталирането на проводника не винаги е възможно да се пробие кладенец до проектната дълбочина поради проектното преминаване на нови усложняващи се хоризонти или поради необходимостта да се покрият продуктивни образувания, които не се планират да бъдат експлоатирани от този кладенец. В такива случаи монтирайте и циментирайтедруга колона III, наречена междинна. Ако продуктивната формация, за която е предназначен да бъде разработен кладенецът, е много дълбока, тогава броят на междинните колони може да бъде повече от една. Последната секция на IV кладенеца е фиксирана с производствена колона. Предназначен е да издига нефт и газ от дъното до устието на кладенеца или да инжектира вода (газ) в продуктивната формация, за да поддържа налягането в нея. За да се избегне изтичането на нефт и газ в горните хоризонти и водата в продуктивните образувания, пространството между стената на производствената колона и стената на кладенеца се запълва с циментова замазка. За извличане на нефт и газ от резервоари се използват различни методи за отваряне и оборудване за дъно. В повечето случаи в долната част на производствената колона, разположена в резервоара, се пробиват (перфорират) редица отвори 4 в стената на корпуса и циментовата обвивка. В стабилни скали зоната на дъното на кладенеца е оборудвана с различни филтри и не е циментирана, или колоната на корпуса се спуска само до горната част на продуктивната формация, а нейното пробиване и експлоатация се извършват без фиксиране на сондажа. Гърлото на кладенеца, в зависимост от предназначението му, е оборудвано с фитинги (глава на колона, клапани, кръст и др.).
Кладенецът е закрепен с обсадни тръби и фугирането му се извършва съгласно схемата, показана на фиг. 3.1. Целта на запушването на пръстена на обсадните колони е да се изолират продуктивни пластове. След завършване на проникването, за осигуряване на притока на нефт и газ, продуктивните пластове се отварят повторно чрез перфорация. След това кладенецът се разработва, т.е. предизвика приток на нефт и газ в него. Защо да намалите налягането на сондажната течност върху дъното по един от следните начини:
1)промиване - подмяна на сондажната течност, която запълва сондажа след сондиране с по-лека течност - вода или масло;
2) бутало (тампон) - понижаване на нивото на течността в кладенеца чрез спускане в тръбата и повдигане на специално бутало (тампон) върху стоманено въже. Буталото има клапан, който се отваря при движение надолу и позволява на течността да напълни тръбата през него. При повдигане клапанът се затваря и цялата колона течност под буталото се извежда на повърхността. По този начин развитието на кладенец, в зависимост от конкретните условия, може да отнеме от няколко часа до няколко месеца.
На устието на кладенеца (фиг. 3.2.) са монтирани колонна глава и коледно дърво, което от своя страна се състои от тръбна глава и коледно дърво. Главата на корпуса е предназначена да свързва горните краища на колоните на корпуса (проводници, технически и обсадни тръби), да уплътнява пръстеновидните пространства и да служи като опора за коледната елха. Тръбната глава се използва за свързване на един или два реда тръби за кладенци, запечатвайки пръстеновидното пространство между производствената колона и тръбите за кладенци. Обикновено тръбната глава е кръст с два странични изхода и закачалка за тръба. Дървото на фонтана е предназначено за контролиране на потока от сондажни продукти и регулиране на неговите параметри, както и за инсталиране на манометри, термометри и устройства, използвани за спускане и повдигане на сондажни инструменти. Коледната елха се състои от вертикален вал и странични изходи (струни). Колектор - система от тръби и разклонения с клапани или клапани - се използва за свързване на коледното дърво с тръбопровода, през който продукцията от кладенеца влиза в груповия измервателен уред (GZU).
Добре проектиране означаванабор от данни за броя и размерите (диаметър и дължина) на обсадните колони, диаметрите на сондажа за всяка колона, интервалите на циментиране, както и методите и интервалите за свързване на кладенец с продуктивна формация. [4]
Информация за диаметрите, дебелините на стените и марките стомана на обсадните тръби по интервали, за видовете обсадни тръби, оборудването на дъното на обсадната колона е включена в концепцията за проектиране на обсадната колона.
В кладенеца се спускат обсадни колони с определено предназначение: посока, проводник, междинни колони, производствена колона.
Посоката се спуска в кладенеца, за да се предотврати ерозия и срутване на скали около устието на кладенеца при пробиване под повърхностния проводник, както и за свързване на кладенеца към системата за почистване на сондажната кал. Пръстенообразното пространство зад направлението се запълва по цялата дължина с фугиращ разтвор или бетон. Посоката се спуска до дълбочина от няколко метра в стабилни скали, до десетки метри в блата и тинести почви.
Проводникът обикновено покрива горната част на геоложкия разрез, където има нестабилни скали, образувания, които абсорбират сондажна течност или развиват пластови течности, които доставят на повърхността, т.е. всички тези интервали, които ще усложнят процеса на по-нататъшно сондиране и ще причинят замърсяване на околната среда. Проводникът трябва задължително да блокира всички слоеве, наситени с прясна вода.
Проводникът също така служи за инсталиране на оборудване за предотвратяване на издухване на устието на кладенеца. и окачване на следващите обсадни колони. Проводникът се спуска на дълбочина от няколкостотин метра. За надеждна изолация на слоевете, придаваща достатъчна здравина и стабилност, проводникът е циментиран по цялата дължина.
Добивната колона се пуска в кладенеца за извличане на нефт, газ илиинжектиране на вода или газ в продуктивния хоризонт с цел поддържане на налягането в резервоара. Височината на издигането на циментовата суспензия над покрива на продуктивните хоризонти, както и поетапното циментиращо устройство или свързващия възел на горните секции на обсадните колони в нефтени и газови кладенци трябва да бъде съответно най-малко 150-300 m и 500 m.
Междинните (технически) колони трябва да бъдат спуснати, ако е невъзможно да се пробие до проектната дълбочина, без предварително да се разделят зоните на усложнения (прояви, срутвания). Решението за пускането им се взема след анализ на съотношението на наляганията, възникващи по време на сондирането в системата "кладенец".
Ако налягането в кладенеца Рс е по-малко от налягането в резервоара Рpl (налягането на флуидите, насищащи резервоара), тогава течностите от резервоара ще се влеят в кладенеца - ще се появи проява. В зависимост от интензивността, проявите са придружени от самоизпускане на течност (газ) в устието на кладенеца (преливници), издухвания, отворено (неконтролирано) протичане. Тези явления усложняват процеса на изграждане на кладенци, създават заплаха от отравяне, пожари, експлозии.
Когато налягането в кладенеца се повиши до определена стойност, наречена начално налягане на загубата Ppl, течността от кладенеца навлиза във формацията. Този процес се нарича загуба на циркулация. Ppl може да бъде близо или равно на пластовото налягане, а понякога се доближава до стойността на вертикалното скално налягане, определено от теглото на скалите, разположени отгоре.
Понякога загубите са придружени от потоци течност от един резервоар в друг, което води до замърсяване на източниците на водоснабдяване и продуктивните хоризонти. Намаляването на нивото на течността в кладенеца поради абсорбция в един от резервоарите води до намаляване на налягането в другия резервоар и възможността за прояви от него.
Налягането, при което се отварят естествени затворени пукнатини или се образуват нови, се нарича налягане на хидравличното разбиване Рgrp. Това явление е придружено от катастрофална загуба на сондажна течност.