Методика буровых работ

УДК 622.24(075.8-054.6)
ББК 33.131я73
 
Т28

Р е ц е н з е н т ы:
кафедра геологии и географии Гомельского  
государственного университета имени Франциска Скорины 
(заведующий кафедрой кандидат географических наук,  
доцент А. И. Павловский); 
начальник отдела геологии и минерагении  
платформенного чехла филиала «Институт геологии»  
Научно-производственного центра по геологии 
Н. Ю. Денисова

Т28
Творонович-Севрук, Д. Л.
Методика буровых работ : пособие / Д. Л. ТвороновичСеврук. – Минск : БГУ, 2022. – 107 c. : ил.
ISBN 978-985-881-204-1.

Кратко описаны геологическая, техническая, технологическая и организационно-управленческая составляющие процесса 
бурения.
Предназначено для иностранных студентов, обучающихся по 
специальности «геология и разведка месторождений полезных ископаемых».

УДК  622.24(075.8-054.6)
ББК 33.131я73

ISBN 978-985-881-204-1 
© Творонович-Севрук Д. Л., 2022
 
© БГУ, 2022

ВВЕДЕНИЕ

Буровые технологии сохраняют безусловное лидерство в вопросах получения достоверной геологической 
информации. В силу объективных причин1 сегодня массовое применение бурения не всегда представляется возможным. Знание особенностей бурения помогает геологу 
на всех стадиях изучения недр – от подготовительной до 
камеральной.
К настоящему времени издано большое количество 
учебной литературы по буровому делу, содержащей сведения на уровне как простых понятий, так и детальных 
алгоритмов расчётов важнейших параметров проектирования и особенностей бурения. Анализ работ по данной 
проблематике и мониторинг мнений студентов и молодых специалистов поставили перед автором задачу создать 
пособие, содействующее более качественному усвоению 
материала по курсу «Методика буровых работ».
Особое внимание уделено пониманию принципиальных проблем, приводящих к возникновению ошибок 
у исследователей на всех этапах осуществления буровых 
работ. Анализируются объективные и субъективные факторы, причины и последствия принятия управленческих 
решений в данной предметной области. Буровые технологии рассматриваются в комплексе с другими методами 
получения достоверной информации о строении Земли, 
а также как неотъемлемая составляющая рационального 

1 Автор подразумевает следующие причины: 1) ограниченность бюджета; 2) сжатые сроки проведения исследования; 
3) ограничения региональных экологических законодательств; 
4) особенности хозяйствования на конкретной территории; 
5) прочие факторы: логистика, сезонность проведения работ, 
возможность привлечения достаточного количества квалифицированных специалистов, работа на территории потенциальных вооружённых конфликтов и др.

недропользования, способствующая устойчивому развитию государств и регионов. 
Пособие будет полезно для студентов, обучающихся 
в рамках специальностей геологической направленности 
(не относящихся к техническому профилю), магистрантов, 
иностранных студентов, а также энтузиастов в сфере изучения строения земных недр. Следует отметить, что программа курса «Методика буровых работ» предусматривает 
ознакомление студентов с общими понятиями предмета.
Иллюстративный материал разработан и выполнен 
автором.

Гл а в а  1

ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ  
МЕТОДИКИ БУРОВЫХ РАБОТ

Рассмотрим основные термины и определения. Бурение – 
процесс заложения особых цилиндрообразных горных выработок – буровых скважин, имеющих значительное отношение 
протяжённости к диаметру и проходимых без непосредственного 
воздействия человека на породы, находящиеся в самой нижней 
части скважины – забое (рис. 1.1, а). Верхняя часть скважины 
называется устьем, внутренняя часть – стенками, а ствол объединяет устье, забой и боковые стенки скважины. Глубина скважин 
может изменяться от первых метров до более 12 км1. Диаметры 
скважин изменяются от первых сантиметров до более чем одного 
метра. Ствол скважины может залегать под различными углами 
к горизонту, иметь сложные траектории, а также разветвляться. 
Разрушение породы при бурении может происходить как по всей 
площади забоя, так и в виде кольцевого забоя с образованием 
цилиндрического столбика горной породы (колонковое бурение).
Предмет рассматриваемого курса – методика буровых работ, 
а именно особенности процесса бурения скважин и сопутствующие операции.
Задачи – ознакомление с основными составляющими бурения: свойствами горных пород, влияющими на процесс их 
разрушения при бурении; особенностями промывки и продувки 
скважин; взаимодействием глинистых растворов с флюидами 
и окружающими породами; осложнениями и авариями при бурении; особенностями искривления скважин и направленным бурением; порядком разобщения продуктивных пластов, их вскрытием 
и испытанием, а также геологическим обслуживанием бурящихся 
скважин.

1 Глубина Кольской сверхглубокой скважины по разным оценкам 
достигает 12 262–12 400 м.

Принципиальным отличием процесса бурения и заложения скважин от иных горных выработок, например колодцев 
(рис. 1.1, б), является непосредственное воздействие человека 
различными породоразрушающими инструментами на породы 
в забое.

6

5

2

3

4

1

7

    
1

8

9

9

                        а                                                            б 

Рис. 1.1. Принципиальная схема буровой установки  
для ручного бурения (а) и устройство колодца (б):
1 – устье; 2 – забой; 3 – ствол скважины с буровым оборудованием;  
4 – долото; 5 – ручная лебёдка; 6 – талевая система; 7 – тренога; 
8 – водоносный горизонт; 9 – стенки колодца

Близким к бурению по принципиальному воздействию на геологические тела является широко распространенное в результате 
развития технологий разрушения горных пород и крепления сте

нок горных выработок в XIX в. строительство тоннелей, шахтных 
стволов и схожих с ними объектов, диаметры которых достаточны 
для свободного перемещения человека посредством специализированных механизированных комплексов, непосредственно 
разрушающих породы в забое (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Проходческий щит

Рассмотрим особенности развития бурения. Предваряя более 
детальное изучение данного вопроса, обратим внимание на роль 
бурения в жизни человека на протяжении истории. В частности, 
оно рассматривалось преимущественно как важная технология 
уменьшения временных и материальных затрат, а также как практически единственный приём добычи определённых полезных 
ископаемых, часто обладающих стратегическим значением, например пресной воды. Однако бурение традиционно являлось областью деятельности, требующей привлечения конструкторской 
мысли и инноваций независимо от уровня развития общества.
В настоящее время, опираясь на данные такого направления геологии, как история и методология геологических наук, 
можно сжато рассмотреть данный вопрос в рамках следующих 
тенденций:
1) развитие буровых технологий в целом;
2) совершенствование процесса бурения в контексте становления конкретных цивилизаций.

Определение роли индивидов в развитии тех или иных составляющих бурового дела – задача историографии геологии. 
Мы рассмотрим особенности эволюции бурения в контексте 
развития человечества. 
Так, для познания на донаучном этапе развития геологии (с древнейших времен до XVIII в.) была характерна некоторая децентрализованность процессов выработки знаний и их распространения, 
что не только присуще рассматриваемой предметной области, но 
и прослеживается, например, в минералогии, кристаллографии, 
математике и проявляется в развитии определённых технологий 
бурения разными исследователями. Указанное обстоятельство объясняется сложностью процессов накопления, сохранения, передачи знаний, особенностями отношения к инновациям в обществе 
и иными проблемами на рассматриваемом временном этапе.
Вышесказанное проявилось в особенностях развития технологии бурения в Древнем Китае (бурение скважин до глубин 
порядка 500 м), Индии, Египте (использование алмазного бурения) и др., а также его стремительном развитии в XVII в. в странах Старого и Нового Света. Инженеры прошлого, не имевшие 
возможности доступа к изобретениям предшественников, часто 
были вынуждены заново независимо друг от друга изобретать 
одни и те же вещи. Пример данного явления – открытие алмазного бурения в Европе в XIX в. Период конца XIX – начала ХХ в. 
характеризуется внедрением в практику буровых работ дробового 
бурения, бурения твёрдых сплавов, машинного ударного, роторного и других видов бурения; вводились такие инновации, как 
многоступенчатые турбобуры, электробуры и др. Скважины бурились как для добычи пресной воды, рассолов, нефти и газа, так 
и для решения прикладных задач. На территории бывшего СССР 
бурение было сосредоточено преимущественно в традиционных 
районах разработки месторождений жидких полезных ископаемых, например Бакинские нефтепромыслы, а также повсеместно 
распространялось для гидрогеологических целей.
Рассмотрим следующие задачи бурения, геологические задачи 
(более детально раскрываются в рамках классификации буровых 
скважин по назначению):
1) получение информации о строении земных недр, включая 
отбор образцов горных пород (прямые исследования) и проведе

ние геофизических исследований (опосредованные) при поисках 
и разведке месторождений полезных ископаемых;
2) эксплуатация месторождений полезных ископаемых;
3) достижение вспомогательных целей, не связанных напрямую с изучением и добычей полезных ископаемых, например 
бурение скважин, закладываемых для дегазации пластов, прокладка коммуникаций, взрывные работы и др. 
В процессе бурения осуществляются следующие основные 
действия:
1) спуско-подъёмные операции;
2) разрушение породы в забое;
3) вынос разрушенной породы из забоя;
4) крепление стенок скважин.
Помимо основных работ, на буровой производятся и вспомогательные: приготовление промывочной жидкости, отбор образцов, геофизические исследования скважин (ГИС), операции 
в скважинах и др.
Элементы и конструкция скважин. Скважины имеют следующие основные элементы: устье, забой, ствол, обсадная колонна, эксплуатационная колонна, фильтр (фильтры), цементное 
кольцо.
Этапы полного цикла строительства скважин:
1) постановка задачи перед профильной организацией. На данном временном отрезке производится разработка геолого-технического наряда (ГТН), оценивается объём финансирования 
проекта, изучаются фондовые материалы;
2) подготовка, перемещение ресурсов и оборудования, необходимых для процесса бурения, включая не только саму проходку 
ствола скважины, но и обеспечение жизнедеятельности персонала буровой;
3) обустройство буровой, монтаж основного и вспомогательного оборудования;
4) бурение скважины;
5) вскрытие продуктивного горизонта (горизонтов) с возможным его разобщением;
6) опробование, испытание скважины на предмет вызова притока флюидов, оценка её стабильности, освоение;

7) подготовка к эксплуатации скважины или проведение ликвидационных работ, консервация;
8) демонтаж оборудования и рекультивация территории буровой.
Далее рассмотрим назначение скважин и их типы (более подробно тема раскрывается в рамках классификации буровых скважин по назначению). 
Ещё с донаучного этапа развития геологии бурение скважин 
позволяло решать широкий спектр задач – от поисков, разведки 
и разработки месторождений полезных ископаемых до прикладных, связанных с инженерно-геологическими, горнотехническими и прочими вспомогательными, но важными мероприятиями. 
Следует отметить, одна и та же скважина может использоваться 
для различных целей. Например, при бурении в целях поисков 
месторождений полезных ископаемых один и тот же ствол может сначала дать информацию о геологии исследуемого участка, 
уровне запасов, а далее использоваться для мониторинга газовых 
эманаций, динамики уровня подземных вод, особенностей изменения геодинамики региона, в том числе извлечения полезных 
ископаемых и др. Всё это может относиться к одной скважине. 
Также стволы могут пробиваться изначально для узкоспециализированных нужд – дегазации, водоотведения, инженерно-геологических и др. Данный вопрос неоднозначен, однако имеет 
определённый смысл, связанный с особенностями проектирования и рационального недропользования в рамках национальных 
законодательств и административных норм.
В настоящее время в зависимости от цели бурения конкретных скважин выделяют скважины группы А и группы Б (данное 
подразделение имеет несколько условный характер).
По назначению выделяют следующие основные виды скважин группы А, проходимых для исследования геологического 
строения территории, а также поисков до извлечения полезных 
ископаемых:
1) опорные – бурящиеся на большие глубины для комплексного исследования геологии значительных территорий;
2) картировочные – бурящиеся для исследования геологии 
в рамках определённого участка. Результат бурения таких скважин – ГИС и отбор керна;