Свердлови́на (; ) — гірнича виробка, глибокий, вузький круглого перерізу отвір у ґрунті, зроблений буровим інструментом.
Загальний опис
Свердловина, як правило, циліндричної форми,Іноді, для спеціальних потреб при інженерно-геологічних і будівельних роботах бурять неглибокі свердловини квадратної, або трикутної форми у перетині великої довжини і малого (порівняно з довжиною) діаметра, яку споруджують за допомогою спеціальних інструментів і механізмів без доступу в неї людини.
Свердловини бурять з поверхні суходолу або з моря, з підземних гірничих виробок. Початок свердловини на поверхні називають гирлом (устям), а дно — вибоєм. Гірнича виробка утворює отвір або стовбур свердловини, бічна поверхня якого називається стінкою свердловини. Розрізняють дослідницькі, експлуатаційні, гірничотехнічні та будівельні свердловини. Крім того, є вентиляційні та дегазаційні свердловини. Свердловина — основна гірнича виробка, яка застосовується для розвідки та експлуатації рідких та газоподібних корисних копалин. Як правило, глибина свердловин більша 5 м, а діаметр понад 75 см.
Свердловини, пробурені на шельфі, можна розділити на: свердловини з підводним закінчуванням і свердловини з розміщенням гирла на платформі. Свердловини з розміщенням гирла на платформі облаштовуються противикидним обладнанням, клапанами і трубами, які розміщені на самій платформі, що дозволяє легко проводити ремонт і експлуатувати свердловини.
Класифікація
Бурові свердловини поділяють за: глибиною мілкі — глибиною до 2000 м (з них переважна більшість — до декількох сотень м); середні — до 4500 м; глибокі — до 6000 м; надглибокі — понад 6000 м.
Довжина (глибина) найбільших бурових свердловин світу складає понад 12 км (Кольська надглибока). В Україні надглибока діюча газова свердловина глибиною 6 750 м знаходиться на ПолтавщиніГлибша за Чорне море — де в Україні найдовша свердловина. 15.06.2025, 17:25.
положенням осі стовбура і конфігурацією вертикальні, горизонтальні, похилі; нерозгалужені, розгалужені, поодинокі та кущові. спеціальні (наприклад, з профілем "риб'ячої кістки", "березового листка", багатовибійні свердловини, багатоповерхові свердловини тощо) характером профілю свердловини поділяють на прямолінійні (не викривлені) викривлені. Викривлені поділяють на плоско викривлені і просторово викривлені.
призначенням дослідні — для дослідження земної кори, картувальні — для вирішення задач геологічного картування структурно-пошукові опорно-геологічні опорно-технологічні інженерно-геологічні параметричні пошукові — для пошуків покладів користних копалин розвідувальні — для розвідки глибинної геологічної будови регіону експлуатаційні (видобувні, розробні) — для розробки родовищ корисних копалин
будівельні — для будівництва різних споруд (мостів, причалів, фундаментів, паль і основ, підземних сховищ для рідин і газів, водоводів, продуктопроводів тощо), гірничотехнічні — для будівництва й експлуатації гірничих споруд вибухові (на них припадають найбільші обсяги буріння) заморожувальні тампонажні вентиляційні водовідливні
Взаємодіючими називають свердловини, в яких сума радіусів впливу є більшою від відстані між ними (рис. 4).
Опорні свердловини закладаються в районах, ще не досліджених бурінням і служать для вивчення складу і віку складають їх порід. Параметричні свердловини закладаються у відносно вивчених районах з метою уточнення їх геологічної будови і перспектив нафтогазоносності.
Структурні свердловини буряться для виявлення перспективних площ та їх підготовки до пошуково-розвідувального буріння. Пошукові свердловини бурять з метою відкриття нових промислових покладів нафти і газу.
Розвідувальні свердловини буряться на площах з встановленою промисловою нафтогазоносністю для вивчення розмірів і будови покладу, отримання необхідних вихідних даних для підрахунку запасів нафти і газу, а також проєктування її розробки.
Експлуатаційні свердловини закладаються у відповідності зі схемою розробки покладу і служать для видобутку нафти і газу із земних надр.
Нагнітальні свердловини використовують при впливі на розроблюваний пласт різних агентів (закачування води, газу тощо).
Спостережні свердловини бурять для контролю за розробкою покладу (зміною тиску, положення водонафтового і газонафтового контактів).
Крім того, при пошуку, розвідці і розробці нафтових і газових родовищ бурять картирувальні, сейсморозвідувальні, спеціальні та інші свердловини.
Свердловини, пробурені на шельфі, можна розділити на: свердловини з підводним закінчуванням і свердловини з розміщенням гирла на платформі.
В гідрогеології та інженерній геології свердловини (у широкому розумінні — будь-які гірничі виробки) поділяють на гідродинамічно досконалі та недосконалі. Гідродинамічно досконалою називається свердловина, яка проходить водоносний горизонт від покрівлі до підошви. Приплив води до неї відбувається по всій поверхні дотику стінок виробки до водоносного горизонту, товщиною Н (рис. 5 а). Якщо ж виробка не доходить до водотриву, вона називається недосконалою за ступенем виявлення водоносного горизонту (рис. 5 б). Часто свердловини закріплюються від обвалювання, цементуються, свердловини обладнуються обсадними трубами, фільтрами тощо. Ззазвичай, приплив води до таких виробок є утрудненим, i їх називають недосконалими за характером виявлення водоносного горизонту. Дуже часто на практиці ми маємо справу з різними комбінаціями недосконалостей.
Категорії свердловин Категорії свердловин, (від грец. χατηγορία — ознака) (; ; ) — виділені при обліку і плануванні видобутку нафти (газу) дві категорії свердловин, що складають експлуатаційний фонд і розрізняються за часом введення в експлуатацію незалежно від їх стану в розглядуваному періоді — категорії старих і нових свердловин.
Конструкція і елементи свердловин
Див. також Будівництво свердловини, Обладнання свердловин
Під конструкцією свердловини розуміють схему її облаштування, в якій вказується кількість обсадних колон, діаметри і глибина їх спуску, інтервали тампонування, вибійні пристрої що спущені в свердловину та місця їх установки. Таким чином, конструкція залежить від призначення свердловини і визначається геологічними, технічними і технологічними чинниками. Вона повинна забезпечувати довготривалу і безперебійну експлуатацію свердловини та здійснювати всі необхідні технологічні процеси, дослідні і ремонтні роботи, та використовувати всі види занурюваного обладнання.
За конструкцією свердловини поділяються на:
– одноколонні і багатоколонні;
– одновибійні і багатовибійні, зокрема розгалужені;
– одногирлові, двогирлові і багатогирлові;
– свердловини з відкритим вибоєм і свердловини із закритим ви-боєм (обсаджені і перфоровані свердловини або свердловини з вибій-ним фільтром);
– свердловини з підводним розміщенням гирлового обладнання тощо.
У бурових свердловин виділяють гирло (устя), стовбур і дно (вибій).
Залежно від глибини і призначення, умов буріння стінки свердловин закріплюють або залишають незакріпленими. Кріплення стовбура не проводять для гірничотехнічних (наприклад, вибухових) й інших свердловин невеликої глибини (до 50 м), пробурених у стійких скельних масивах.
Свердловини, призначені для експлуатації і досліджень, в процесі спорудження кріплять. Вони мають найскладнішу конструкцію, яка визначається розмірами частин стовбура, обсадних колон і цементного кільця в просторі за обсадними колонами; видом і кількістю обсадних колон; обладнанням обсадних колон, гирла і вибою свердловини.
Обсадні колони призначені для кріплення стінки частин стовбура свердловини й ізоляції зон різних ускладнень, а також продуктивної товщі від решти частини геологічного розрізу. Як правило, вони зґвинчуються (зварюються) із сталевих труб, у мілких свердловинах застосовують обсадні труби з пластмаси і азбоцементу. Див. Експлуатаційна колона.
Види обсадних колон: напрямна — перша обсадна колона (довжиною до 30 м і діаметром 1000–578 мм), яку опускають у верхню (напрямну) частину стовбура, щоб ізолювати верхній наносний шар ґрунту і відвести висхідний потік бурового агента із стовбура свердловини в очисну систему, цементується по всій довжині., кондукторна — друга обсадна колона, (діаметром 426 мм) яка опускається у стовбур свердловини, призначена для перекриття верхніх нестійких відкладів, водоносних і поглинальних пластів, зон вічномерзлих порід тощо. На неї встановлюють противикидне обладнання, кільцевий простір за колоною зазвичай цементують по всій довжині, проміжна (технічна) — (діаметром 299 або 219 мм) опускають у разі необхідності після кондукторної для кріплення нестійких порід, роз'єднання зон ускладнень і водоносних горизонтів. Глибину опускання проміжних і кондукторних колон розраховують із врахуванням попередження гідророзриву пластів, стійкості стінки стовбура свердловини, розділення зон застосування різних бурових агентів. Кількість проміжних колон залежить від глибини свердловини і складності геологічного розрізу. експлуатаційна — (діаметром 140–168 мм) призначена для експлуатації й ізолює продуктивні пласти. Для вилучення флюїдів з продуктивних пластів у експлуатаційну колону опускають насосно-компресорні труби (НКТ) в різних комбінаціях залежно від кількості розроблюваних пластів і застосовуваного способу видобування.
У проміжну й експлуатаційну частини стовбура свердловини замість обсадної колони повної довжини можуть бути опущені на бурильних трубах обсадні колони-хвостовики, верх яких кріпиться з допомогою спеціальних підвісок. Колону-хвостовик після закінчення будівництва свердловини часом нарощують до гирла свердловини колоною-надставкою.
Для полегшення опускання, цементування обсадних колон і підвищення якості цих робіт обсадні колони обладнуються напрямними башмаками, різними клапанами, з'єднувальними і роз'єднувальними пристроями, турбулізаторами цементного розчину, пакерами, центраторами і скребками. При багатоступінчастому цементуванні до складу обсадної колони вводять цементувальні муфти.
За кількістю обсадних колон, які опускають у стовбур свердловини після кондукторної, розрізняють одно-, дво-, три- і багатоколонні конструкції свердловин; за видом обладнання привибійної зони — свердловини з обсадженою і необсадженою привибійною зоною. Конструкція свердловини з обсадженою привибійною зоною може бути отримана або в разі опускання в неї суцільної експлуатаційної колони з наступним її цементуванням і перфоруванням колони, цементного каменю і продуктивного пласта, або опусканням у неї експлуатаційної колони з хвостовою секцією, яка має круглі або щілиноподібні отвори, розміщені напроти продуктивного пласта.
Конструкція газових свердловин відрізняється більшою герметичністю обсадних колон, яка досягається застосуванням обсадних труб із спеціальними з'єднаними і мастилами для них, підніманням цементного розчину за всіма колонами до гирла свердловини і т. д. Гирло видобувних нафтових і газових свердловин обладнують спеціальною арматурою. Конструкція свердловини, призначеної для пошуку і розвідки родовищ твердих корисних копалин значно простіша. Напрямна частина таких свердловин має довжину декілька метрів і закріплюється напрямною трубою, кондукторна частина має довжину 30–150 м. Далі стовбур бурять з повним відбиранням керна, а закріплення нестійких порід здійснюють сумішами, які швидко тверднуть.
Опорна плита — плита, яка встановлюється на попередньо вирівняному дні моря і служить опорою для свердловинного обладнання. Плиту кріплять до дна моря палями, які забивають у дно. У плиті завчасно роблять отвори, які при бурінні використовують для встановлення напрямку для кожної свердловини куща, а відтак — для встановлення колонної головки.
Фільтрова зона (вибій видобувної свердловини) — інтервал стовбура свердловини навпроти продуктивного пласта, в якому забезпечується сполучення стовбура свердловини з пластом.
Залежно від геологічних і технологічних умов розробки родовищ застосовують такі типові конструкції вибоїв свердловин: відкритий вибій; вибій, перекритий хвостовиком колони, перфорованим перед її спуском;