3 Класифікація свердловин, способів і режимів їх буріння
3.1 Поняття про свердловину та її елементи
Свердловиною називають гірську умовно циліндричну виробку, що споруджується без доступу в неї людини і діаметр якої в багато разів менший від довжини (рис. 3.1).
Початок свердловини називається устям, циліндрична поверхня - стінкою або стволом, а дно - вибоєм. Відстань від устя до вибою по осі ствола визначає довжину свердловини, а по проекції осі на вертикаль - її глибину.
Свердловини бурять вертикальні (рис. 3.1 а, 3.1 б) і похилі (рис.3.1 в). В останньому випадку свердловину примусово викривляють згідно з раніше запроектованим профілем.
Свердловини бурять ступенево, зменшуючи діаметр від інтервалу до інтервалу. Глибини свердловин коливаються в широких межах: від сотень до декількох тисяч метрів.
а, б - вертикальні; в - похила; а, в - буріння без відбору керна;
б - буріння з відбором керна;1 - устя; 2 - стінка (ствол); 3 - вісь;
4 - вибій; 5 - керн
Рисунок 3.1 – Схема свердловини
3.2 Класифікація свердловин за призначенням
За призначенням всі свердловини, що буряться з метою геологічного дослідження району, поділяються на опорні, параметричні, структурні, пошукові, розвідувальні, експлуатаційні і спеціальні.
Опорні свердловини бурять для вивчення геологічної будови і гідрогеологічних умов залягання осадової товщі порід і вивчення закономірностей поширення комплексів відкладів, сприятливих для нафтогазонакопичення. При бурінні опорних свердловин намагаються розкрити кристалічний фундамент, а там, де він залягає глибоко, бурять до технічно можливих у даний час глибин. Результати опорного буріння всебічно досліджують і в комплексі з іншими одержаними раніше геолого-геофізичними даними використовують для вивчення загальних закономірностей геологічної будови району, попередньої оцінки перспектив його нафтогазоносності, складання перспективного плану геологорозвідувальних робіт і підрахунку прогнозних запасів нафти і газу.
Параметричні свердловини призначені для детальнішого вивчення геологічної будови розрізу, особливо на великих глибинах, а також для виявлення найперспективніших площ з точки зору проведення на них геолого-пошукових робіт. За результатами буріння параметричних свердловин уточнюють стратиграфічний розріз і наявність сприятливих для накопичення нафти і газу структур, коректують розроблені за даними опорного буріння перспективи нафтогазоносності району і прогнозні запаси нафти і газу.
Структурні свердловини служать для ретельного вивчення структур, виявлених при бурінні опорних і параметричних свердловин, геофізичних досліджень свердловин та для підготовки проекту пошуково-розвідувального буріння на ці структури. Результати структурного буріння і геофізичних досліджень використовують для вивчення характеру залягання, віку і фізичних властивостей порід, що складають розріз, для точного відбиття опорних (маркуючих) горизонтів і побудови структурних карт.
Пошукові свердловини споруджують на підготовлених попереднім бурінням та геолого-геофізичними дослідженнями площах з метою відкриття нових родовищ нафти і газу або для пошуків покладів нафти і газу ж на раніше відкритих родовищах. При бурінні пошукових свердловин детально вивчають геологічний розріз і його нафтогазоносність з відбором проб породи, води, газу, нафти, а при розкритті продуктивної товщі свердловини випробовують на приплив нафти з допомогою спеціальних пристроїв.
Розвідувальні свердловини бурять на площах зі встановленою промисловою нафтогазоносністю з метою оконтурювання родовища та збору вихідних даних для складання проекту його розробки. У процесі розвідувального буріння продовжують дослідження розрізу і його нафтогазоносності приблизно в такому ж об’ємі, як це роблять при пошуковому бурінні.
Експлуатаційні свердловини бурять на повністю розвіданому і підготовленому до розробки родовищі з метою експлуатації покладів нафти і газу.
До експлуатаційних свердловин належать не тільки свердловини, з допомогою яких видобувають нафту або газ (видобувні свердловини), але і свердловини, які дозволяють організувати ефективну розробку родовища (оціночні, нагнітальні, спостережні).
Оціночні свердловини призначені для уточнення режиму роботи пласта і ступеня виробки ділянок родовища, уточнення схеми його розробки.
Нагнітальні свердловини служать для організації законтурного і усередину контурного нагнітання в експлуатаційний пласт води, газу, або повітря з метою підтримання пластового тиску.
Спостережні свердловини споруджують для систематичного контролю за режимом роботи родовища.
Спеціальні свердловини бурять для вибухових робіт при сейсмічних методах пошуків і розвідки родовища, скидання промислових вод у непродуктивні поглинаючі пласти, розвідки і видобутку води, підготовки структур для підземних газосховищ і закачування в них газу, ліквідації відкритих фонтанів нафти і газу.
Крім нафтової і газової промисловості, буріння свердловин широко застосовують і в інших галузях народного господарства.
У вугільній і гірничорудній промисловості свердловини бурять для:
1) пошуків і розвідки твердих корисних копалин;
2) вентиляції гірничих виробок;
3) відкачки води з гірських виробок;
4) спуску в гірські виробки кріпильного матеріалу;
5) заморожування ґрунту при проходженні шахт;
6) підземної газифікації вугілля;
7) гасіння підземних пожеж;
8) вибухових робіт при кар’єрній і підземній розробці корисних копалин.
У хімічній промисловості з допомогою свердловин видобувають мінералізовані води, що містять в значній кількості різні солі, бром, йод та інші хімічні речовини.
У медицині бурять велику кількість розвідувальних і експлуатаційних свердловин з метою задоволення потреб в лікувальних і мінеральних водах.
У промисловому і цивільному будівництві свердловини бурять при вишукуванні трас шосейних і залізничних доріг, для дослідження ґрунтів на місці передбачуваного будівництва дамб, мостів, заводів, будинків, а також для водопостачання.