Способы бурения в нефтяной промышленности

Современное буровое оборудование позволяет оперативно и качественно разрабатывать скважины на нефтяных месторождениях. Использование эффективных инструментов дает возможность сократить сроки ввода объекта в эксплуатацию, снизить финансовые и трудозатраты. Существует несколько технологий бурения, каждая из которых применяется в зависимости от типа породы, заглубления, условий работы.

Механические способы бурения

Разработка скважин часто осуществляется при помощи механических нагрузок, достигаемых вращением инструмента с оснасткой. Основными подобными способами, применимыми на месторождениях, являются:

• вращательное движение бурильной оснастки позволяет быстро и эффективно заглубляться в породу с применением осевой нагрузки;
• разновидностью вращательного является роторное бурение. Данная технология является наиболее популярной и востребованной, с ее помощью в 90 процентах случаев выполняются буровые работы. Преимуществами данного способа является возможность регулировки параметров подачи инструмента с оснасткой, компенсации перепадов давления и нагрузки на оборудование;
• использование турбобура в качестве оборудования для вращения оснастки также является востребованной технологией. Данный способ называется турбинным;
• если инструмент, воздействующий на породу, приводится в движение винтовым двигателем, используется технология объемного бурения;
• использование электробура также относится к механическому воздействию на породу соответствующей оснасткой;
• технология алмазного бурения предполагает разрушение породы и углубление инструмента, армированного особо прочными кристаллами;
• применение оснастки с армированием особо прочными и твердыми сплавами относится к твердосплавной технологии бурения;
• одной из разновидностей вращательного воздействия на грунт является дробовое бурения с разрушением породы дробью;
• вибрационный способ предполагает механическое воздействие на грунт и скалу с помощью специального вибробура.

Механические способы формирования отверстий в грунте с использованием вращательного инструмента являются наиболее распространенными. Такие технологии применяются в различных регионах вне зависимости от текущих условий.

Ударные способы бурения

Кроме технологий, связанных с вращением оснастки, для формирования отверстий в породе используются ударные виды бурения. За счет нагрузки, прикладываемой в вертикальном направлении, порода разрушается. Наиболее востребованными способами данного типа являются:

• ударная технология, сочетающая механическое бурение с ударной нагрузкой, разрушающая породу различной твердости;
• технология, предполагающая передачу возвратно поступательного движения оснастке от станка посредством специального каната, называется ударно-канатным способом;
• ударно-штанговый способ предполагает воздействие на породу инструментом, возвратно-поступательное движение которому передается с использованием бурильных труб;
• если на породу одновременно оказываются два вида воздействия, вращательно и ударное, технология называется ударно-вращательной;
• при использовании гидроударного механизма технология бурения имеет соответствующее наименование.

Применение ударных способов бурения позволяет эффективно разрушать твердую и прочную породу. Технологии предполагают использование сложных механизмов, способных работать в тяжелых условиях.

Альтернативные технологии бурения

Для разработки скважин различной глубины и диаметра могут использоваться не только технологии вращения оснастки с осевой нагрузкой и ударные способы. Востребованными являются следующие методики:

• термический способ предполагает разрушение пород различной твердости путем изменения температуры воздействия;
• использование электрических разрядов большой мощности позволяет эффективно разрушать породу любого состава. Такой способ называется электрофизическим;
• взрывоударная технология широко используется для разрушения горной породы и бурения скважин;
• применение специальных реагентов инициирует химические реакции, вызывающие разрушение грунта или скалы;
• традиционные технологии бурения могут использоваться в комплексе с промывкой, при которой остатки грунта вымываются из скважины;
• аналогичный промывке способ называется продувкой. Разрушенная порода выдувается направленным потоком газа.

Все указанные технологии бурения постоянно совершенствуются. Появляется новая оснастка, инструмент, оборудование, использование которых повышает эффективность и скорость работы, снижает трудозатраты.

Бурение с помощью лазерных установок

Несмотря на большое количество доступных способов бурения, периодически появляются и развиваются новые технологии. Использование мощных лазеров дает возможность формировать отверстия в грунте в любом направлении, разрушать и испарять породы любой твердости. К преимуществам применения данной технологии можно отнести:

• увеличенная скорость проходки бура. Данный показатель по сравнению со стандартными способами, возрастает в несколько раз;
• режим сканирования лазерного луча задается в дистанционном режиме. Данный функционал дает возможность программировать параметры и сечение скважины;
• использование мощных лазеров позволяет эффективно разрушать различные породы. Скала, грунт, другие материалы плавятся и испаряются;
• образующаяся в результате плавления стеклообразная масса укрепляет стенки скважины, препятствует осыпанию породы и необходимости армирования.

Лазерная технология бурения является энергозатратной, что не позволяет данному способу конкурировать с традиционными методиками. Но, при повышении КПД таких установок до уровня в 60 процентов, стоимость разработки скважин будет конкурентоспособна. В целом для бурения скважин в нефтедобывающей и других отраслях могут использоваться практически все рассмотренные способы. Конечный выбор зависит от параметров скважины, условий региона, состава породы.