Геологическая энциклопедия - буровая скважина

(a. well, drilling hole; н. Bohrloch; ф. trou de forage; и. agujero, pozo de sondeo) горн. выработка преим. круглого сечения (диаметр 59-1000 мм), образуемая в результате бурения. Б. с. разделяют на мелкие глуб. до 2000 м (из них подавляющее большинство до неск. сотен м), средние до 4500 м, глубокие до 6000 м, сверхглубокие св. 6000 м. В Б. с. выделяют устье, ствол и дно (забой). По положению оси ствола и конфигурации Б. с. разделяют на вертикальные, горизонтальные, наклонные; неразветвлённые, разветвлённые; одиночные и кустовые. По назначению различают исследовательские, предназначенные для исследования земной коры, эксплуатационные (разработочные, см. рис.) для разработки м-ний п. и., строительные для стр-ва разл. сооружений (мостов, причалов, свайных фундаментов и оснований, подземных хранилищ для жидкостей и газов, водоводов), горнотехн. Б. с. для стр-ва и эксплуатации горн. сооружений.

Конструкция разработочной скважины: 1 направляющая колонна; 2 кондукторная колонна; 3 буровой раствор; 4 цементный камень; 5 эксплуатационная колонна; 6 продуктивный пласт; 7 перфорированные отверстия; 8 колонная головка; 9 задвижки; 10 крестовина.

Исследовательские Б. с. делятся на картировочные, структурно-поисковые, опорно-геологические, опорно-технологические, инженерно-геологические, параметрические, поисковые и разведочные. Эксплуатац. Б. с. по виду разрабатываемой залежи подразделяют на скважины нефтяной, газовой и водной залежи (см. Нефтяная скважина, Газовая скважина, Гидрогеологическая скважина), по выполняемой функции на добывающие, нагнетательные, оценочные, контрольные (пьезометрические, наблюдательные), по эксплуатац. состоянию на действующие, ремонтируемые, бездействующие, законсервированные и ликвидированные. Горнотехн. Б. с. делятся на взрывные (на них приходятся наибольшие объёмы бурения около 50 млн. м в год), замораживающие, тампонажные, вентиляционные, водоотливные и др.

В зависимости от глубины и назначения Б. с., условий бурения стенки скважин закрепляют или оставляют незакреплёнными.

Крепление ствола не производят для горнотехн. (напр., взрывных) и др. скважин небольшой глубины (до 50 м), пройденных в устойчивых скальных массивах. Б. с., предназначенные для эксплуатации и исследований, в процессе сооружения крепят. Они имеют наиболее сложную конструкцию, к-рая определяется размерами частей ствола, обсадных колонн и цементного кольца в пространстве за обсадными колоннами; видом и кол-вом обсадных колонн; оборудованием обсадных колонн, устья и забоя Б. с. Обсадные колонны (направляющая, кондукторная, промежуточная и эксплуатационная) предназначены для крепления стенки частей ствола Б. с. и изоляции зон разл. осложнений, а также продуктивной толщи от остальной части геол. разреза. Обычно они свинчиваются (свариваются) из стальных труб, в мелких скважинах применяют обсадные трубы из пластмассы и асбоцемента. Направляющая колонна (направление) первая обсадная колонна (дл. до 30 м), к-рую опускают в верхнюю (направляющую) часть ствола, чтобы изолировать верхний наносный слой почвы и отвести восходящий поток бурового агента из ствола скважины в очистную систему, цементируется по всей длине. Кондукторная колонна (кондуктор) вторая обсадная колонна, спускаемая в ствол Б. с., предназначена для перекрытия верхних неустойчивых отложений, водоносных и поглощающих пластов, зон многолетнемёрзлых пород и т.п. На неё устанавливают противовыбросовое оборудование; кольцевое пространство за колонной обычно цементируют по всей длине. Промежуточную обсадную колонну спускают в случае необходимости после кондукторной для крепления неустойчивых пород, разобщения зон осложнений и водоносных горизонтов. Глубину спуска промежуточных и кондукторных колонн рассчитывают с учётом предотвращения гидроразрыва пластов, устойчивости стенки ствола Б. с., разделения зон применения разл. буровых агентов. Кол-во промежуточных колонн зависит от глубины Б. с. и сложности геол. разреза. Последняя обсадная колонна предназначена для эксплуатации и изолирует продуктивные пласты. Для извлечения флюидов из продуктивных пластов в эксплуатац. колонну спускают насосно-компрессорные колонны в разл. комбинациях в зависимости от кол-ва разрабатываемых пластов и применяемого способа добычи. В промежуточную и эксплуатац. часть ствола Б. с. вместо обсадной колонны полной длины могут быть спущены на бурильных трубах обсадные колонны-хвостовики, верх к-рых крепится с помощью спец. подвесок. Колонну-хвостовик после окончания стр-ва скважины иногда наращивают до устья Б. с. колонной-надставкой.

Для облегчения спуска, цементирования обсадных колонн и повышения качества этих работ обсадные колонны оборудуются направляющими башмаками, разл. клапанами, соединит. и разъединит. устройствами, турбулизаторами цементного раствора, пакерами, центраторами и скребками. При многоступенчатом цементировании в состав обсадной колонны вводят цементировочные муфты.

По числу обсадных колонн, спускаемых в ствол Б. с. после кондукторной, различают одно-, двух-, трёхи многоколонные конструкции скважин; по виду оборудования призабойной зоны Б. с. с обсаженной и необсаженной призабойной зоной. Конструкция Б. с. с обсаженной призабойной зоной может быть получена либо при спуске в неё сплошной эксплуатац. колонны с последующим её цементированием и перфорированием колонны, цементного камня и продуктивного пласта, либо спуском в неё эксплуатац. колонны с хвостовой секцией, имеющей круглые или щелевидные отверстия, размещаемые против продуктивного пласта.

Конструкция газовых скважин отличается большей герметичностью обсадных колонн, к-рая достигается применением обсадных труб со спец. соединениями и смазками для них, подъёмом цементного раствора за всеми колоннами до устья Б. с. и т.д. Устья разработочных нефтяных и газовых скважин оборудуют спец. арматурой. Конструкция Б. с, предназначенной для поиска и разведки м-ний твёрдых п. и., значительно проще. Направляющая часть таких Б. с. имеет длину неск. м и закрепляется направляющей трубой, кондукторная часть имеет дл. 30-150 м. Далее ствол бурят с полным отбором керна, а крепление неустойчивых пород осуществляют быстросхватывающимися смесями.

Литература: см. лит. при ст. Бурение.

Я. А. Гельфгат, Д. Е. Столяров.