Скважина

Сква́жина

Буровая, горная выработка круглого сечения глубиной свыше 5 м и диаметром обычно 75—300 мм, проводимая с помощью буровой установки (См. Буровая установка). С. проходят с поверхности земли и из подземных горных выработок под любым углом к горизонту. Различают начало скважины (устье), дно (забой) и ствол. Глубины скважин составляют от нескольких м до 9 и более км. При бурении разведочных скважин на твёрдые полезные ископаемые их диаметр обычно 59 и 76 мм, на нефть и газ — 100—400 мм.

По назначению С. подразделяются на: разведочные для геологических целей, инженерно-геологических и гидрологических изысканий, изучения структур, геофизических работ, поисков и разведки полезных ископаемых; эксплуатационные — для добычи нефти и газа, подземных вод, минеральных солей и др.; вспомогательные — нагнетательные, наблюдательные, пьезометрические, вентиляционные, водоотливные, дегазационные; специальные — замораживающие, тампонажные, дренажные и т. п.; взрывные — для размещения в них зарядов взрывчатых веществ.

С. создаётся последовательным разрушением (см. Бурение) горных пород, удалением выбуренной породы и, при необходимости, закреплением стенок скважины от обрушения. Удаление выбуренной породы производится промывочной жидкостью, газом и механическими устройствами. В разведочных скважинах при неустойчивых верхних породах применяют тонкостенные обсадные трубы (в устойчивых породах — без крепления). В сильнотрещиноватых породах и зонах поглощения тампонируют быстросхватывающимися смесями. Эксплуатационные и глубокие разведочные скважины крепят металлическими обсадными трубами и цементируют. Обсадные трубы свинчиваются или свариваются; в неглубоких скважинах на воду применяют трубы из пластмассы, асбоцемента и др.

Технология крепления скважины на нефть и газ включает установку в устье первой обсадной колонны длиной обычно до 20 м, называемой направлением (рис.). Для обеспечения вертикальности или наклонной направленности последующему стволу скважины и для перекрытия неустойчивых верхних пород и изоляции газоводяных притоков спускают вторую колонну обсадных труб — т. н. кондуктор длиной от десятков до сотен м. В кольцевое (затрубное) пространство между стенками скважины и кондуктором с помощью промывочной или специальной жидкости через кондуктор закачивается цементный раствор. После окончания бурения до проектной глубины и проведения геофизических работ, выявляющих наличие продуктивных горизонтов (нефть, газ и др.), в скважину спускают эксплуатационную колонну обсадных труб. Во избежание перетоков нефти или газа в вышележащие горизонты, а воды в продуктивные пласты пространство скважины за эксплуатационной колонной также заполняется цементным раствором. В сложных геологических условиях (водоносные, поглощающие горизонты и др.), когда проходка С. без дополнительного крепления невозможна, между кондуктором и эксплуатационной колонной спускается промежуточная (техническая) колонна. Если после кондуктора спускается только эксплуатационная колонна, конструкция скважины называется одноколонной (при одной или двух промежуточных колоннах конструкция скважины называется двух- или трехколонной).

Для извлечения из пластов жидких и газообразных полезных ископаемых существуют различные методы вскрытия и оборудования забоя С. В большинстве случаев в нижней зацементированной части эксплуатационной колонны, находящейся в продуктивном пласте, простреливают (перфорируют) ряд отверстий в стенке обсадных труб и цементной оболочке. В устойчивых породах призабойную зону скважины оборудуют различного типа фильтрами и не цементируют или обсадную колонну спускают до кровли продуктивного пласта, а его разбуривание и эксплуатацию производят без крепления ствола скважины. Устье С. в зависимости от её назначения оборудуют арматурой (колонная головка, задвижки, крестовина и др.).

Лит.: Бурение нефтяных и газовых скважин, М., 1961; Куличихин Н. И., Воздвиженский Б. И., Разведочное бурение, 2 изд., М., 1973.

С. Н. Удянский.

Конструкция эксплуатационной скважины на нефть и газ: 1 — направление; 2 — кондуктор; 3 — промывочная жидкость; 4 — цементный камень; 5 — эксплуатационная колонна; 6 — продуктивный пласт; 7 — перфорированные отверстия; 8 — колонная головка; 9 — задвижки; 10 — крестовина.