Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Бурение скважин. Геолого-технологические исследования. Забойные телеметрические системы

Покупка
Основная коллекция
Артикул: 788532.02.99
Изложены теоретические основы нефтегазовой геологии. Представлена технология бурения наклонно-направленных и горизонтальных скважин с применением забойных телеметрических систем ориентирования и каротажа в процессе бурения. Рассмотрены методы предупреждения возможных аварийных ситуаций и промысловые примеры успешного ведения буровых работ на больших глубинах и в условиях одновременного существования сложных горно-геологических ситуаций в необсаженных скважинах. Для студентов и преподавателей геологоразведочных факультетов высших учебных заведений. Издание может быть полезно инженерам-технологам нефтепромысловых предприятий.
Бурение скважин. Геолого-технологические исследования. Забойные телеметрические системы : учебное пособие / Н. Ф. Рязанцев, В. И. Денисов, И. А. Разумов, О. Н. Сергеев [и др.]. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2022. - 316 с. - ISBN 978-5-9729-0745-8. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1904165 (дата обращения: 19.04.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.

БУРЕНИЕ СКВАЖИН.
Геолого-технологические исследования. Забойные телеметрические системы


Учебное пособие
















Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2022

УДК 622.24
ББК 33.131
    Б90

Авторы:
Н. Ф. Рязанцев, В. И. Денисов, И. А. Разумов, О. Н. Сергеев

Рецензенты:
доктор технических наук, профессор, руководитель Центра поддержки прикладных технологий нефтегазового комплекса России Соколовский Эдуард Владимирович;
доктор геолого-минералогических наук, профессор (Кубанский аграрный университет, г. Краснодар) Александров Борис Леонтьевич




Б90       Бурение скважин. Геолого-технологические исследования.
      Забойные телеметрические системы : учебное пособие / [Н. Ф. Рязанцев и др.]. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2022. - 316 с. : ил., табл.
           ISBN 978-5-9729-0745-8

     Изложены теоретические основы нефтегазовой геологии. Представлена технология бурения наклонно-направленных и горизонтальных скважин с применением забойных телеметрических систем ориентирования и каротажа в процессе бурения. Рассмотрены методы предупреждения возможных аварийных ситуаций и промысловые примеры успешного ведения буровых работ на больших глубинах и в условиях одновременного существования сложных горно-геологических ситуаций в необсаженных скважинах.
     Для студентов и преподавателей геологоразведочных факультетов высших учебных заведений. Издание может быть полезно инженерам-технологам нефтепромысловых предприятий.


УДК 622.24
ББК 33.131






ISBN 978-5-9729-0745-8

     © Издательство «Инфра-Инженерия», 2022
     © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2022

                СОДЕРЖАНИЕ





Предисловие................................................................7
Обращение к читателям......................................................8

1. ВВЕДЕНИЕ...............................................................10

2. ОСНОВЫ НЕФТЕГАЗОВОЙ ГЕОЛОГИИ...........................................14
     2.1. Земная кора, минералы, горные породы............................14
     2.2. Фильтрационно-ёмкостные свойства пород-коллекторов..............19
     2.3. Электрические и магнитные характеристики горных пород...........25
     2.4. Накопление нефти и газа в недрах Земли, формирование залежей и месторождений, графическое изображение геологических структур......29
     2.5. Запасы месторождений нефти и газа...............................33
       2.5.1. Классификация от 8 апреля 1983 года.........................33
       2.5.2. Классификация от 1 января 2016 года.........................36
     2.6. Общие характеристики нефтей и нефтепродуктов (ГОСТы, классификации, справочные перечни)............................38

3. ОБЩАЯ СХЕМА БУРЕНИЯ И ПРИМЕНЯЕМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ.........................43
     3.1. Классификация скважин...........................................43
     3.2. Буровые установки...............................................46
     3.3. Буровые долота..................................................53
     3.4. Бурильная колонна...............................................68

4. ОСНОВНЫЕ АГРЕГАТНЫЕ БЛОКИ БУРОВЫХ УСТАНОВОК............................73
     4.1. Буровая лебёдка.................................................73
     4.2. Ротор буровой установки.........................................74
     4.3. Буровые насосы..................................................76
     4.4. Компенсатор.....................................................79
     4.5. Силовой привод буровой установки................................80


3

БУРЕНИЕ СКВАЖИН. ГЕОЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.
ЗАБОЙНЫЕ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

5. ВАРИАНТЫ КОНСТРУКЦИЙ СКВАЖИН.............................................82
    5.1. Обсадные трубы и способы их соединения........................82
    5.2. Обоснование оптимальных схем крепления скважины...............88
    5.3. Варианты обустройства призабойных зон скважин.................94
    5.4. Противовыбросовое оборудование................................96

6. ГИДРОДИНАМИКА БУРЕНИЯ....................................................100
    6.1. Режимы бурения и скоростные показатели.......................100
    6.2. Буровые растворы.............................................108
    6.3. Забойные двигатели для буровых долот.........................120
       6.3.1. Устройство и принципиальная схема работы турбобуров.....121
       6.3.2. Общие принципы работы гидровинтовых забойных двигателей (ВЗД).126

7. ФОРМИРОВАНИЕ ПРОФИЛЯ СТВОЛА СКВАЖИНЫ
  И НАКЛОННО-НАПРАВЛЕННОЕ БУРЕНИЕ...........................................135
    7.1. Геолого-технологические основания и принципы наклонно-направленного бурения..........................135
    7.2. Варианты бурения скважин с несколькими стволами..............140
    7.3. Технологии бурения наклонных и горизонтальных скважин с применением забойных систем ориентирования.......................143

8. КРЕПЛЕНИЕ СКВАЖИН........................................................147
    8.1. Технология спуска обсадных колонн в скважину.................148
    8.2. Цементирование обсадных колонн...............................150
    8.3. Схема установки цементных мостов.............................154

9. МЕТОДИКА КОМПЛЕКСНОГО ИЗУЧЕНИЯ СТРАТИГРАФИЧЕСКИХ РАЗРЕЗОВ
  В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ СКВАЖИН..........................................156
    9.1. Геолого-технологическая программа исследований...............156
    9.2. Обеспечение геологической информативности бурения............161
    9.3. Термометрия скважин..........................................167
    9.4. Выявление зон аномально высокого пластового или порового давления и оценка давлений.................................................169

10. ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН.........................174
    10.1. Методы электрического каротажа..............................174
    10.2. Распространенные методы электромагнитного каротажа..........183
       10.2.1. Диэлектрический каротаж................................183
       10.2.2. Индукционный каротаж...................................187
       10.2.3. Высокочастотные измерительные многозондовые системы....190


4

        СОДЕРЖАНИЕ


     10.3. Радиационные геофизические методы..................................193
       10.3.1. Радиоактивный каротаж................................196
       10.3.2. Гамма-каротаж........................................197
       10.3.3. Нейтронный каротаж...................................198
       10.3.4. Ядерно-магнитный каротаж.............................200
     10.4. Акустический каротаж...............................................201

11. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ГЕОЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
   И ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ПЕРСПЕКТИВНЫХ НЕФТЕГАЗОВЫХ ОБЪЕКТОВ............................................204
     11.1. Выбор объектов для испытания скважин в процессе бурения..205
     11.2. Технология испытания скважины в процессе бурения.........209
     11.3. Технологическая схема испытания с применением оборудования, спускаемого на трубах...........................................212

12. ЗАКАНЧИВАНИЕ И ОСВОЕНИЕ СКВАЖИН.................................219
     12.1. Вскрытие продуктивного пласта бурением (первичное вскрытие)........219
     12.2. Вторичное вскрытие пласта в колонне. Насосно-компрессорные трубы. Перфораторы.....................................................223
     12.3. Вызов притока из пласта..................................225
     12.4. Методы воздействия на призабойную зону пласта............234

13. СБОИ И ОСЛОЖНЕНИЯ ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН. МЕТОДЫ
   ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ВОЗМОЖНЫХ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ И СПОСОБЫ ЛИКВИДАЦИИ АВАРИЙ......................................241
     13.1. Применение испытателя пластов для ликвидации прихвата бурильного инструмента в необсаженном стволе................................243
     13.2. Теоретические принципы работы ударных яссов..............247
     13.3. Управление забойными клапанными механизмами посредством перемещений труб. Расчёт сил трения..............................254
     13.4. Оценка прочности и устойчивости горных пород, вскрываемых бурением.259

14. КОМПЛЕКСНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН КАК ОБОСНОВАНИЕ
   И ВОЗМОЖНОСТИ НЕТРАДИЦИОННОГО ВЕДЕНИЯ БУРОВЫХ РАБОТ
   И ОЦЕНКИ РЕСУРСНОЙ ПЕРСПЕКТИВНОСТИ ИЗУЧАЕМЫХ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ СТРУКТУР...........................................262
     14.1. Теоретические основы разработки продуктивных залежей при разных вариантах эксплуатации скважин........................262
     14.2. Разработка нефтегазовой залежи на завершающей стадии эксплуатации..270


5

БУРЕНИЕ СКВАЖИН. ГЕОЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.
ЗАБОЙНЫЕ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

     14.3. Корректировка плотности бурового раствора в бурящейся скважине и открытие газового месторождения................................276
     14.4. Совместное вскрытие и раздельное испытание интервалов с разными пластовыми давлениями..................................282
     14.5. Подсчеты дебита газа, сгорающего на факелах................286
15. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ВЫБОРА
   И КОМПЛЕКТОВАНИЯ ЗАБОЙНЫХ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ..................288
     15.1. Силовые и энергетические характеристики электрического и магнитного полей..............................................288
     15.2. Электромагнитные колебания................................294
     15.3. Электромагнитные волны....................................297
     15.4. Магнитное поле Земли и ориентация скважин.................301
     15.5. Схемы объединённых телеметрических комплексов
         для управляемого ориентирования стволов и каротажа скважин в процессе бурения (системы M/LWD)..........................306

16. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.......................................................313

ЛИТЕРАТУРА...........................................................314


6

Предисловие


      Уважаемый читатель, авторы этой книги более 15 лет работают в области бурения и геофизических исследований скважин. Особый интерес у них вызывает развитие отечественных технологий и услуг в области каротажа и ориентирования наклонно-направленных и горизонтальных нефтяных и газовых скважин (ННС и ГС) в процессе бурения.
      Современное освоение месторождений углеводородов основано на ННБ, которое позволяет оптимизировать процесс добычи углеводородов, осваивать трудноизвлекаемые запасы (ТРИЗ) углеводородов, увеличивать дебит углеводородов и сократить расходы при освоении месторождений. Для наклонно-направленного бурения (ННБ) нефтяных и газовых скважин коллективом авторов и российской Группой компаний GERS Group (компании «ГЕРС Инжиниринг» и «ГЕРС Технолоджи») разработан, изготовлен и введён в эксплуатацию отечественный забойный телеметрический комплекс оборудования LWD+RSS; M/LWD, MWD.
      Процесс строительства и ремонта скважин сегодня неразрывно связан с необходимостью получения геологических и геофизических данных при бурении в реальном времени и их сравнением с имеющимися данными технического задания освоения месторождения.
      Следует отметить, что процесс бурения скважин и сопровождающие его гидродинамические и физико-химические воздействия на геологические пласты всегда нарушают первоначально установившееся глубинное энергетическое состояние. А это нередко приводит к возникновению аварийно-технических ситуаций, сбоев и режимных отклонений от рабочих программ бурения. И решать такие проблемы инженерам по бурению скважин всегда помогают знания в области геологии и геофизики, умение применять в работе справочнометодическую информацию из области точных и прикладных наук, а также знание достижений общетехнического прогресса и собственный промысловый опыт.
      Мы надеемся, что наше издание внесет свою лепту в знания и, отчасти, в промысловый опыт наших читателей. Фактически любая технологическая операция в скважине, какой бы успешной она ни оказывалась в части решения главной поставленной задачи, содержит в себе новые нюансы и представляет богатое поле для углублённого научного изучения и, нередко, неожиданных открытий.

7

Обращение к читателям


      Структура учебного пособия предполагает сначала вкратце ознакомить будущих специалистов геологов-нефтяников с перечнем работ и исследований, которые придется выполнять при строительстве скважин, а также с тем, с какой техникой предстоит иметь дело и с какими очень серьезными затруднениями (и даже опасностью) им неизбежно придется столкнуться на избранном направлении обучения и в последующей практической деятельности. Далее - доступно представить информационно-теоретические разделы, показывающие методику обработки данных, полученных при бурении скважин, и приемы гарантированного преодоления возникающих аварийных осложнений. А в заключительных разделах - привести несколько промысловых эпизодов и результаты нестандартно проведенных исследовательских работ в осложнённых скважинах, т. е. убедить читателя в том, что при неожиданном возникновении помех не все так безнадежно, как иногда кажется с первого взгляда, и что можно многое преодолеть, опираясь на глубокие знания и трудовой опыт.
      Не так давно к нам для интерпретации и выдачи экспертного заключения поступили материалы об открытии газового месторождения на одной из площадей Севера Восточной Сибири со следующим репортажным описанием работ (приводим почти дословно).
      «Прилетели на буровую, и сразу закипела горячая работа. Собрали на мостках испытательное оборудование, опрессовали, начали спускать. Спуск проходил нормально, без проблем. В трубы залили буферную жидкость - воду, сколько планировали. Нащупали забой, смонтировали устьевую обвязку, начали испытание.
      Приток был такой мощный, что все супервайзеры от страха разбежались по балкам. Уже через 4 минуты из труб начал выливаться "буфер", а еще через 4 минуты скважина заработала чистым газом. Зажгли факел, но пламя высотой 8-10 м все время отрывалось от трубы. Пришлось срочно закрыть вращением запорный забойный клапан и почти 6 часов с длинной зажигалкой в руках стравливать газ из труб.
      Когда пласт утихомирился, приступили к подъему.
      Тут же обнаружилось, что инструмент намертво прихвачен. Расхаживали, тянули, били яссами - ничего не помогло. Тогда решили снова тянуть трубы на свой страх и риск. Ваш Рязанцев в своих таблицах предупреждает, что на такие компоновки нельзя давать растягивающие нагрузки больше 40 тонн сверх собственного веса, но мы дали натяжку почти в 70 тонн, не порвали трубы, а выдернули их из зоны прихвата. Правда, в скважине осталась вся пакерная резина. Ничего страшного! В любом случае будем проводить дополнительный спуск бурильной компоновки для проработки ствола и размалывания резины».
      Мы привели только один пример реального исследования. В соответствующих разделах данного пособия приводятся и другие промысловые эпизоды, но уже облаченные в строгие научно-технические формы.
      Даже в такой трудной и ответственной работе, как бурение и исследование скважин, есть своя романтика, и неформальной иллюстрацией существования такой романтики может выступить следующее небольшое стихотворение:


8

      (Скв. Л« 1 Бурунная, 7501 м, Астраханские степи)


      Жизнь, километры покрывая, Плывёт, несётся и летит.
      И лишь «немая» буровая В степи, забытая, стоит.

               И пассажирам в самолётах, И пассажирам в поездах Нет интереса и заботы Смотреть на голые места,

      Смотреть на эту степь пустую, Что ровной скатертью лежит. Смотреть на эту буровую, Которая как будто спит.

               Но люди там не спят, не дремлют. Там днём и ночью, в дождь и снег, Дрожа, дробят долота землю, А наверху - веселье, смех:

      «Квадрат» над ротором «играет»,
      Бурильщик бдительно следит,
      Как метр за метром исчезает И как внизу раствор бурлит.
               Помбуры собирают «свечи». Ключи машинные гремят, Неистово сжимая плечи Неунывающих ребят.

      И счастлив я, что в жизни этой
      Мне доводилось там бывать
      И с вдохновением поэта Задор и силу воспевать!

               (Н. Ф. Рязанцев)

      Надеемся, что некоторые из читателей данной книги также «зажгутся» романтикой трудной профессии и, в конце концов, предложат для ознакомления и возможного декламирования свои «опытно-промысловые» лирические впечатления.
      Желаем Вам блестящих успехов и в трудовой деятельности: старайтесь избегать ошибок, набирайтесь опыта и не унывайте!


9

                1. ВВЕДЕНИЕ





      Добыча всех полезных ископаемых связана с техническим нарушением первоначальной земной коры и строительством капитальных, длительно действующих сооружений - как на поверхности земли, так и на разном углублении от земной поверхности (карьеры, шахты, колодцы, туннели, штольни, уклоны и др.). Все эти сооружения называют горными выработками. К их числу относят и буровые скважины, являющиеся важнейшим средством поиска, разведки и практического использования разнообразных природных богатств и энергетических ресурсов в хозяйственной жизнедеятельности.
      Скважина - это цилиндрическая горная выработка с условно круглым поперечным сечением, диаметр которого во много раз меньше её осевой протяжённости (глубины), которая осуществляется специальными буровыми комплексами без доступа человека внутрь выработки (в отличие от колодца или шахты). Буровые комплексы включают в себя: тяжёлое наземное оборудование для спусков-подъёмов колонн труб, глубинных механизмов и породоразрушающих инструментов; систему приготовления буровых растворов и промывки скважины для удаления выбуренной породы, очистки ствола, его охлаждения и поддержания необходимого противодавления на вскрываемые горизонты; развёрнутую наземную систему противовыбросового оборудования.
      К основным элементам скважины относятся:
     -  устье скважины (её начало) - место пересечения горной выработки с земной поверхностью;
     -  забой скважины (дно горной выработки) - переменная величина при непосредственном углублении;
     -  стенки скважины - боковые поверхности горной выработки в разных интервалах глубин;
     -  ствол скважины - геометрический объём в недрах земли, сформированный бурением и удалением разрушаемых при этом горных пород;
     -  траектория скважины - пространственные геометрические координаты оси горной выработки;
     -  глубина (для вертикальных скважин) или протяжённость (для всех прочих форм осей) - линейная размерность скважин;
     -  зенитный угол - угол отклонения выбранного очень короткого, условно прямолинейного участка оси от вертикали;
     -  азимут - отклонение условной плоскости пересечения наклонённого элементарного участка оси скважины с вертикальной осью относительно выбранного отсчётного («начального») земного меридиана. В учебных пособиях эта плоскость именуется апсидальной (греч. Hapsis - свод).


10

1. ВВЕДЕНИЕ

      Конструкция скважины - это комплекс обсадных колонн, спущенных для крепления ствола скважины с целью обеспечения его устойчивости, разобщения горизонтов с несовместимыми условиями бурения, обеспечения безаварийного доведения скважины до проектной глубины и последующей длительной эксплуатации с максимальным использованием пластовой энергии при добыче нефти и газа. Конструкция скважины характеризуется числом спущенных колонн, их геометрическими размерам (длина и диаметры), интервалами цементирования заколонного пространства, вариантами устьевых обвязок и призабойных зон.
      Диаметр скважины может достигать 1,5 м, а глубина - нескольких тысяч метров. Самой глубокой скважиной в мире, расположенной на территории России, является Кольская сверхглубокая скважина СГ-3, глубина которой составляет 12 262 м. Скважина находилась в бурении с 1970 по 1991 гг. Целью строительства скважины было всестороннее геологче-ское изучение недр Земли и оценка отечественного уровня техники и технологии бурения. В 1997 г. СГ-3 была занесена в Книгу рекордов Гиннеса, как самая глубокая скважина в мире. Самая глубокая эксплуатационная нефтяная скважина (6300 м) пробурена в США (штат Калифорния). Самая глубокая эксплуатационная газовая скважина (8900 м) также находится на территории США (штат Техас). Вообще в практику буровых работ вовлечено 50 стран.
      Бурение скважин производится с земной поверхности, из подземных горных выработок (шахт, колодцев, туннелей) и с поверхности водотоков и водоёмов (рек, озёр, морей и океанов). С помощью бурения (строительства) скважин решается широкий круг задач, связанных с: изучением геологического строения земной коры, структурных формирований залежей и месторождений полезных ископаемых; обеспечением наиболее полного и экологически безопасного извлечения необходимой продукции из недр Земли; решением других разнообразных проблем общетехнического содержания.
      По данным British Petroleum, в течение 2015-2019 гг. мировой уровень добычи нефти составлял 4,3-4,4 млрд тонн в год. В первую тройку стран с годовым уровнем добычи нефти более 500 млн тонн входят Саудовская Аравия, Россия и США. Далее с объёмами добычи в два с лишним раза меньше следуют Ирак, Канада, Иран, Китай, ОАЭ. Активно совершенствуются все технические средства и технологические процессы, связанные с поисками и использованием природных земных богатств.
      Бурение (разрушение горных пород), все гидродинамические исследования скважин в процессе бурения и разнообразные физико-химические воздействия на пласты нарушают первоначальное установившееся энергетическое состояние пластовой среды. Поэтому специалистам, выполняющим такие работы, приходится сталкиваться со сложными и очень разносторонними проблемами геолого-технического профиля. Объективное и глубокое изучение реальных причин возникновения аварийно-технических сбоев, режимных отклонений от рабочих программ, выбор строго обоснованных способов прогнозирования и эффективного преодоления помех - всё это успешно решается только с привлечением обширной справочнометодической информации из областей точных и прикладных наук, а также практического использования накопленного промыслового опыта и достигнутого научно-технического прогресса при строительстве скважин.
      Современное бурение скважин неразрывно связано с проведением научных геологотехнологических и геофизических исследований, помогающих понимать и учитывать естественные природные законы энергетических реакций земных недр на искусственное вторжение в их среду и нарушение их первоначального равновесного состояния. Фактически любая

11

БУРЕНИЕ СКВАЖИН. ГЕОЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.
ЗАБОЙНЫЕ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

технологическая операция в скважине, какой бы успешной она ни оказывалась в части решения главной задачи, всё равно содержит в себе какие-то не совсем понятные нюансы и представляет «богатое поле» для более расширенного научного изучения получаемых данных и, нередко, - для неожиданных открытий.
      Бесспорно, актуальным и важным нововведением в теорию и практику строительства скважин явилось создание и широкое использование аппаратурных комплексов, позволяющих успешно проводить непрерывные, каротажные измерения (включая ориентирование забоев скважин) непосредственно при углублении стволов, без технологических остановок бурения и вызовов каротажных станций, т. е., как принято говорить, «в режиме реального времени». В международной терминологии такие комплексы получили название забойных телеметрических систем (ЗТС), или Measuring/Logging While Drilling (M/LWD). Новые аппаратурно-технологические комплексы заметно расширили возможности бурения и эксплуатации наклонно-направленных и горизонтальных скважин в таких горно-геологических условиях, которые совсем недавно казались непреодолимыми.
      Поскольку разнообразные технологические аспекты строительства скважин физически тесно зависимы между собой, а это - объективная реальность, то пособие дополнено необходимыми сведениями из областей наук, напрямую не имеющих непосредственного отношения к проблеме строительства скважин: математическая физика, термохимия, электромагнетизм, волновые процессы, гидродинамика и др. Дополнительные справочные или поясняющие сведения приводятся в конце соответствующих разделов.
      Особое внимание обращено на необходимость более широкого применения метода испытания скважин в процессе бурения - с прямыми замерами всех изменений забойного давления и температуры и отбором реальных герметизированных проб пластовых флюидов.
      Показаны промысловые примеры применения этого метода для решения весьма сложных геолого-технических задач.
      Приведены аналитические описания ряда промысловых работ самой разнообразной направленности, которые были успешно выполнены в осложнённых скважинах и на разных этапах их активного существования в функции реального промыслового объекта (бурение, освоение с физико-химическими стимулирующими воздействиями на продуктивные горизонты, многолетняя эксплуатация на разных режимах, ликвидация аварий или осложнений и т. п. - разделы 13, 14).
      В ходе этих работ возникали опасные сбои и отклонения от заданных программ, что требовало от специалистов практически мгновенных ответных действий для устранения опасных ситуаций. Приходилось прибегать к нетрадиционным технологическим приёмам и даже намеренно «уходить» от принятых стандартных ограничительных норм и правил. Отражённый в пособии расширенный круг проблем, встречаемых при строительстве скважин, конечно же не предугадывает всех возможных сочетаний природных и технических факторов, резко осложняющих проведение запланированных промысловых работ, но даже и приведённые здесь примеры призваны убедить читателей в необходимости обладать справочнотеоретической информацией из областей точных наук, в общем-то далёких от нефтегазовой отрасли.
      Цель предлагаемого пособия - не заменить существующие учебники и методические руководства по геологии, бурению и комплексным исследованиям скважин, а дополнить их оригинальной, «нестандартной» информацией, которую трудно найти в сугубо учебной

12

1. ВВЕДЕНИЕ

литературе. В этой связи авторы надеются, что представленные материалы, особенно практической промысловой специфики, будут с интересом восприняты студентами с высоким уровнем знаний, аспирантами и преподавательским составом учебных кафедр. Промысловые примеры разной направленности могут оказаться полезными и для инженерно-научных специалистов производственных предприятий.

13

                2. ОСНОВЫ НЕФТЕГАЗОВОЙ ГЕОЛОГИИ





      В «Словаре по геологии нефти и газа» (Л.: Недра, 1988) рассказывается, что в середине XVIII в. из землеведения выделилась наука геология, специально изучающая каменную оболочку Земли - литосферу (от греческого «литос» - камень).
      На современном уровне знаний геология - это наука, изучающая вещественный состав литосферы, её строение и процессы, происходящие в ней и на её поверхности, причины и закономерности возникновения и развития этих процессов, а также состав, строение и закономерности развития Земли в целом. Геология является теоретической основой для поисков, разведки и разработки всех месторождений полезных ископаемых, в том числе нефти и газа [26].


            2.1.     Земная кора, минералы, горные породы


      Земля представляет собой тело, форма которого близка к трёхосному эллипсоиду, сплюснутому у полюсов и по экватору. Расхождения с геометрическим эллипсоидом местами достигают ±150 км. Длина земного меридиана 40 008,548 км, а длина экватора 40 075,704 км. Средний радиус шара, равновеликого объёму Земли, - 6371 км. Средняя плотность материала Земли - 5,52 г/см³.
      Наиболее изучена земная кора. Она характеризуется изменяющейся мощностью и неодинаковым строением. В среднем подошва коры - поверхность Мохоровичича - залегает под континентами на глубине 40 км, а под океанами - на глубине 11-12 км. Средняя мощность океанической коры - около 7 км. На глубине 40-50 км температура земной оболочки, как предполагают учёные, составляет 1200-1500 °С. Такую температуру имеют жидкие раскалённые лавы действующих вулканов. В центре Земли, на глубине 6370 км, возможна температура 2000-4000 °С.
      Таким образом, вся земная жизнь существует и видоизменяется на тонкой твёрдой оболочке огромного «шара», наполненного раскалённым жидким, тяжёлым веществом. Траектории движения элементов Солнечной системы и межпланетное гравитационное взаимодействие способствуют циклическим колебаниям земной оболочки и могут становиться причинами природных катаклизмов.
      Земная кора состоит из множества геологических тел, разнообразных по составу, форме и размерам. Мельчайшими в этом множестве являются отдельные «зёрна» и кристаллы, которые представляют собой природные химические соединения или самородные

14