Эксплуатационно-разведочное бурение – деятельность, направленная на поиск сырья в недрах земли. В начале 19-го столетия во Франции таким способом вели поиск воды. В 50-е годы этого же века с помощью разведочного бурения искали нефть.
Суть процесса
Сегодня бурение разведочных скважин осуществляется мощным и сложным оборудованием.
Для разрушения породы используется специальное долото. Оно присоединяется к бурильным трубам. В процессе разведочного бурения долото изнашивается, соответственно, его нужно менять. Для этого колонна труб поднимается наверх, снимается изношенный элемент, накручивается новый. После этого вся колонна опускается в недра земли снова.
Долото имеет больший диаметр, чем трубы. После его прохождения сквозь пласт породы между ней и трубой остается зазор. При помощи мощных насосов подается бурильный раствор в трубы. Он опускается сначала вниз, а затем по затрубному пространству поднимается вверх. Наверху его очищают от породы и вновь закачивают в скважину. Эти работы выполняют квалифицированные специалисты – бурильщики эксплуатационно-разведочного бурения. Разумеется, на одном объекте работает целая бригада.
Совершенствование технологии
В 1922 г. советским инженером Капелюшниковым был предложен новый метод разведочного бурения – турбинный. На дно скважины опускался двигатель, за счет которого вращалось долото. Благодаря этому нововведению отпала необходимость приводить в движение всей колонны труб, что существенно экономило энергию.
Впоследствии метод турбинного разведочного бурения многократно совершенствовался. Сегодня турбобур представляет собой сложнейший агрегат, длина которого порядка 10 м. Каждая ступень машины оснащается 2 дисками с профилированными лопатками. Один из них – статор. Он неподвижно закрепляется в корпусе агрегата. Второй – вращающийся ротор. В движение турбобур приводится за счет бурового раствора, нагнетаемого в скважину под давлением. Он вымывает остатки породы и очищает роторные лопатки.
На каждой секции агрегата развивается сравнительно небольшая мощность. Однако совокупной силы достаточно для разрушения даже самых твердых пород.
Буровой раствор
Его качеству уделяется повышенное внимание. Буровой раствор выполняет несколько функций. В первую очередь он поднимает обломки разрушенной породы на поверхность. Кроме того, за счет него турбобур приводится во вращение, охлаждается долото.
Раньше в качестве бурового раствора выступала вода. В настоящее время она не используется. Обусловлено это следующим. Вода действительно способна выносить разрушенную породу на поверхность. Однако в случае остановки процесса все обломки начнут оседать вниз. Спустя некоторое время они заполнят межтрубное пространство. В результате все оборудование останется под обломками породы. Вытащить агрегат практически невозможно. Все это повлечет серьезные финансовые потери, поскольку стоимость машины и ее элементов составляет несколько миллионов рублей.
Во избежание таких ситуаций используется специальный глинистый раствор на основе глиняного порошка. Он не позволяет породе оседать в случае приостановления бурения. После возобновления процесса шлам (разрушенная порода) вновь пойдет вверх.
Сложности
При бурении в недрах могут присутствовать разные пласты (нефтяные, водные, газовые). Одним из ключевых условий процесса является обеспечение их неприкосновенности.
Допустим, пробурено 4-километровое отверстие диаметром 30 см. Обычная герметизация сверху приведет к очень опасным последствиям. Из разных пластов смеси начнут заполнять пространство. Затем из пласта, в котором самое высокое давление, вещества будут проникать в другие уровни. Они, в свою очередь, могут содержать водяные пласты, близкие к поверхности. В результате нефть или газ будут проникать в озера и реки, городские водохранилища.
Решение проблемы
Чтобы предотвратить такие последствия, в процессе бурения ствол скважины заполняется буровым раствором. Он препятствует проникновению фракций из встречающихся пластов в образованное пространство. Но чтобы этого добиться, необходим раствор определенной плотности, а он сам не должен проникать в пласты.
Помощник бурильщика эксплуатационного и разведочного бурения
Как выше говорилось, в бурении участвует несколько рабочих. В состав бригады входят не только высококвалифицированные бурильщики, но и вспомогательный персонал.
Помощник бурильщика:
- принимает участие в процессе;
- запускает установку под контролем бурильщика;
- выполняет верховые работы при спуско-подъемных операциях;
- участвует в укладке обсадных и бурильных труб;
- готовит и обрабатывает раствор;
- запускает, останавливает насосы, контролирует их работу, уровень промывочной жидкости;
- определяет и устраняет неисправности, производит замену изношенных элементов насосов.
В обязанности работника также входит участие в ликвидации аварий и осложнений.
Требования к квалификации
Помощник бурильщика должен знать:
- техрегламенты по технологии бурения, организацию работ;
- основные геологические характеристики месторождений;
- особенности технологического процесса нефте-, газодобычи, добычи иных полезных ископаемых;
- технические характеристики и устройство инструментов, оборудования, механизмов, правила их использования.
Поскольку в задачи работника входит и обслуживание агрегатов, то он должен знать правила приготовления, очистки, обработки растворов, основные их физико-химические параметры, правила подготовки труб к спуску, схемы установки для бурения, инструкцию по эксплуатации противовыбросового оборудования.
