Бурение нефтегазовых скважин

Среди всех бюджетообразующих отраслей России нефтегазовая характеризуется наибольшими объемами поступлений (до 7 млрд.руб. в год), третьим в мире показателем экспорта (свыше 10 млн. баррелей в сутки) и шестыми в мире объемами разведанных запасов (более 100 млрд. баррелей). Несмотря на общемировое падение цен на энергоносители, в обозримом будущем перспективы у отрасли более чем серьезные – и бур нефти и газа (при условии своевременного внедрения современных технологий) гарантирует получение высокой прибыли как добывающим компаниям, так и государству. Иначе говоря, понятия бурение и нефть однозначно продолжают оставаться синонимами финансового благополучия.

Способы бурения скважин на нефть

Технологически бурение скважин на нефть и газ (промышленный бур нефти и газа) представляет собой обустройство надежно укрепленных шахт и устанавливаемых в них колонн путем использования механических и немеханических способов бурения. При этом основная доля (свыше 60%) приходится на скважины средней глубины (3,0 – 4,5 км), хотя встречаются как мелкие (менее 1,5 км), так и сверхглубокие (более 6,0 км) варианты.

Бурение нефтегазовых скважин различается по множеству параметров, в т.ч.:

• По геометрической направленности скважинных шахт
  • вертикальное
  • наклонно-направленное
  • горизонтальное
• По целенаправленности бурения
  • разведочное
  • наблюдательное
  • нагнетательное
  • оценочное
  • добывающее и т.д.
• По методу разрушения породы
  • винтовое
  • роторно-турбинное
  • реактивно-турбинное
  • ударно-канатное
  • термическое
  • гидравлическое
  • электроимпульсное и т.д.

Бурение вертикальных скважин

Различные способы бурения скважин на нефть появлялись параллельно совершенствованию уровня технологий – и бурение вертикальных скважин было среди них «пионером». Возникнув в середине 19 века, данная технология успешно применяется и поныне – разумеется, с учетом обогащения ее передовыми методами бурения, уникальным буровым инструментом и использованием обсадных колонн, телеметрии и прочих достижений прогресса.

Бурение наклонно-направленных скважин

Технологически бурение наклонно-направленных скважин стало более «гибким» современным продолжением вертикальной технологии, получив при этом ряд важных преимуществ. Главными из них следует назвать возникновение возможности расположения скважин кустовым методом и бурение на нефть и газ на месторождениях, пласты которых располагаются в недоступных для вертикального бурения местах (под водоемами, скалистыми образованиями, населенными пунктами и т.д.).

Бурение горизонтальных скважин

Последний способ – бурение горизонтальных эксплуатационных скважин – стал логичным следствием развития предыдущих технологий и позволил получить еще больший ряд преимуществ. Основным из них стало существенное повышения коэффициента извлечения энергоносителя (поскольку залегание пластов в абсолютном большинстве случаев является горизонтальным). Кроме того, это упростило разведку – причем бурение разведочных скважин стало еще и значительно более щадящим с экологической точки зрения, ввиду пропажи необходимости в столь частом расположении входящих вертикальных стволов. Наконец, глобально увеличить эффективность позволила зарезка боковых горизонтальных стволов скважин, поскольку это открыло путь к ранее невозможной добыче трудноизвлекаемых запасов и недорогому вовлечению в разработку участков пластов, по разным причинам до этого не задействованных.

Современные технологии бурения

Учитывая неизбежное истощение уже существующих месторождений и постоянно повышающиеся технические сложности, которые вызывает бурение разведочных скважин в труднодоступных местах извлечения (в частности, на морском шельфе и в сланцевых пластах), новые технологии бурения нефтегазовых скважин являются единственным способом сохранять и даже увеличивать объемы и эффективность добычи.

Передовые технологии бурения достаточно многообразны, и, по мере появления на рынке, среди них необходимо выделить внедрение обсадных колонн, морское (в т.ч. арктическое) бурение нефтегазовых скважин на шельфе, бурение с управляемым давлением и такую инновацию, как система непрерывной циркуляции бурового раствора.

• Обсадные колонны

  Впервые были применены крупнейшим международным концерном Weatherford International Ltd (в 2009 году проданным американскими владельцами швейцарцам). Технологическим новшеством в них стала идеология заливки затрубных пространств в шахтах цементными составами, одновременно обеспечившими герметичность, высокую надежность и прочность забойных каналов. Кроме того, результат внедрения вылился примерно в 30%-ное сокращение сроков монтажа, улучшение очистки стволов и обеспечение высокой скорости циркуляции промывочных жидкостных смесей.

• Бурение с управляемым давлением

  Данная система БУД обязана своим появлением телеметрической технологии MWD (measurement while drilling), идущей «рука об руку» со схожей системой каротажа бурения LWD (logging while drilling). Получение данных (метрических и геологических) в режиме реального времени позволили полностью контролировать направление и силу давления в бурах – в связи с чем специалисты относят эти инновации к наиболее перспективным и в ближайшем будущем.

• Непрерывная циркуляция бурового раствора

  Если предыдущая технология (БУД) решает проблему управляемости, то СНЦ является гарантией безопасности и непрерывной работы нефтегазового оборудования. До ее появления различные причины внешнего характера часто приводили к прекращению стабильной циркуляции буровых растворов – что уже спустя 10-15 минут неизбежно вызывало обвалы, порчу инструмента и, в самых критических ситуациях, к безвозвратной потере скважины в целом.