С углублением ствола скважины по
мере необходимости проводят работы по его креплению. Понятие крепления скважины
охватывает работы по спуску в скважину обсадной колонны и ее цементированию.
Спущенная в ствол обсадная колонна - составной элемент конструкции скважины.
В понятие конструкции скважины
включают следующие характеристики: глубину скважины; диаметр ствола скважины,
который можно оценивать по диаметру породоразрушающего инструмента (долота,
бурголовки и т. п.), применяемого для бурения каждого отдельного интервала, и
уточнять на основе замеров профилеметрии и кавернометрии; количество обсадных
колонн, спускаемых в скважину, глубину их спуска, протяженность, номинальный
диаметр обсадных колонн и интервалы их цементирования.
Конструкцию скважины разрабатывают и уточняют в соответствии с конкретными
геологическими условиями бурения в заданном районе. Она должна обеспечить
выполнение поставленной задачи, т. е. достижение запроектированной глубины и
выполнение всего намеченного комплекса исследований и работ в скважине.
Конструкция скважины зависит от степени изученности геологического разреза,
способа бурения, назначения скважины, способа вскрытия продуктивного горизонта
и других факторов. При ее разработке необходимо учитывать требования по охране
недр и защите окружающей среды.
Определяющими факторами являются допустимая протяженность интервалов, где
возможно бурение без крепления, и конечный диаметр ствола скважины или
рекомендуемый диаметр последней (эксплуатационной) колонны.
Крепление скважины проводят с различными целями: закрепление стенок
скважины в интервалах неустойчивых пород; изоляция зон катастрофического
поглощения промывочной жидкости и зон возможных перетоков пластовой жидкости по
стволу; разделение интервалов, где геологические условия требуют применения
промывочной жидкости с весьма различной плотностью; разобщение продуктивных
горизонтов и изоляция их от водоносных пластов; образование надежного канала в
скважине для извлечения нефти или газа или подачи закачиваемой в пласт
жидкости; создание надежного основания для установки устьевого оборудования.
На практике в глубокие скважины
обычно спускают несколько обсадных колонн, которые различаются по назначению и
глубине спуска:
1 - направление
- служит для закрепления устья скважины и отвода изливающегося из скважины
бурового раствора в циркуляционную систему, обычно спускается на глубину 3 - 10
м;
2 - кондуктор - устанавливается для закрепления стенок скважины в
интервалах, представленных разрушенными и выветрелыми породами, и предохранения
водоносных горизонтов - источников водоснабжения от загрязнения, глубина спуска
до нескольких сот метров;
3 - промежуточная колонна - служит для изоляции интервалов слабосвязанных
неустойчивых пород и зон поглощения; промывочной жидкости; глубина спуска
колонны зависит от местоположения осложненных интервалов;
4 - эксплуатационная колонна - образует надежный канал в скважине
для извлечения пластовых флюидов или закачки агентов в пласт; глубина ее спуска
определяется положением продуктивного объекта. В интервале продуктивного пласта
эксплуатационную колонну перфорируют или оснащают фильтром.
5 - потайная колонна (хвостовик) - служит для перекрытия некоторого интервала в стволе
скважины; верхний конец колонны не достигает поверхности и размещается внутри
расположенной выше обсадной колонны. Если она не имеет связи с предыдущей
колонной, то называется «летучкой».
Спущенную обсадную колонну цементируют в стволе скважины по всей длине или
в некотором интервале, начинающемся от нижнего конца колонны. Промежуточная
колонна в отдельных случаях, когда имеется опасность чрезмерного ее износа при
бурении нижерасположенного интервала, может быть съемной или проворачиваемой. В
этом случае ее не цементируют.
При бурении скважин на морских акваториях с опорных или плавучих средств от
водной поверхности к донному устью скважины устанавливают, подвесную
водоизолирующую колонну, которая служит для подъема промывочной жидкости к
поверхности и является направлением для бурильной колонны во время ее спуска в
скважину.