На основании геолого-географических условий и технологических требований разведки и разработки месторождений нефти и газа скважины подразделяются на два основных типа: вертикальные скважины и наклонно-направленные скважиныЭти два типа скважин относятся к области бурения нефтяных и газовых скважин. Последние, в свою очередь, подразделяются на обычные наклонно-направленные скважины, горизонтальные скважины, кустовые скважины и т. д. Основное различие между ними заключается в том, перпендикулярна ли траектория ствола скважины земле, а также они существенно различаются по назначению, техническим характеристикам, сферам применения и сложности строительства. Далее мы рассмотрим вертикальные скважины.

Ⅰ. Вертикальные скважины

В терминологии буровой техники вертикальная скважина относится к типу скважины, проектная траектория которой следует Вертикальная линия, при которой устье и забой скважины имеют одинаковые географические координаты. Суммарный угол наклона ствола скважины, как правило, не превышает 3°/30 м. Вертикальность ствола скважины обеспечивается компоновками бурильной колонны, такими как компоновки с насадкой и маятниковые компоновки, и подходит для таких сценариев, как разработка угольного метана, где требуется разделение геологических единиц.

Вертикальная бурильная колонна：Обычная сборка бурильной колонны состоит из буровая установка с поворотным столом + бурильная труба + шарошечное долото, которая опирается на жесткость самой бурильной колонны для поддержания вертикальности. В настоящее время технология предотвращения искривления ствола скважин и обеспечения прямого бурения вертикальных скважин реализуется главным образом за счет совершенствования конструктивных особенностей бурильной колонны:

Предотвращение отклонения: в основном используются жесткие компоновки скважин, компоновки башенного типа и компоновки против отклонения с квадратными утяжеленными бурильными трубами.

Коррекция отклонения: в основном используются маятниковые узлы, гибкие маятниковые узлы, узлы утяжеленных бурильных труб с эксцентриковым грузом и узлы забойных двигателей.

Ⅱ. Сценарии применения

Сценарии применения вертикальных и наклонно-направленных скважин полностью сосредоточены вокруг трёх основных требований: «распределение ресурсов, поверхностные условия и эффективность разработки». Между ними нет абсолютных преимуществ или недостатков, есть лишь различия в адаптивности.

Вертикальные скважины — экономичный выбор для простых условий. Их основные преимущества — низкая стоимость и высокая эффективность, поэтому они подходят для условий с простыми поверхностными и подземными условиями и концентрированными ресурсами. Сложного проектирования не требуется — достаточно определить глубину залегания пласта, а бурение можно планировать по вертикальной траектории. Процесс бурения осуществляется с постоянной скоростью, требуется лишь регулярное измерение угла наклона скважины и нет необходимости в частой корректировке.

1. Традиционная разработка нефтяных и газовых пластов

При залегании нефтегазоносного пласта непосредственно под устьем скважины, с большой толщиной пласта (более 10 метров) и концентрированным распределением, вертикальные скважины могут быть пробурены вертикально до целевого пласта. Продуктивность отдельной скважины удовлетворяет потребности, и нет необходимости в дополнительных инвестициях в наклонно-направленное бурение.

2. Разведка и разработка неглубоких ресурсов

Для неглубоких нефтяных и газовых пластов, грунтовых вод и геотермальных ресурсов с глубиной залегания <Вертикальные скважины глубиной до 1000 метров не требуют сложных траекторий и позволяют быстро завершать бурение и добычу.

3. «Предварительная разведка» с разведочными скважинами

На начальном этапе разведки нефти и газа для получения базовых данных, таких как литология, пористость и нефтегазоносность подземных пластов, обычно бурятся вертикальные скважины (так называемые параметрические). Благодаря своей простой траектории вертикальные скважины более точно отражают вертикальную последовательность развития пласта и служат основой для последующего проектирования наклонно-направленных скважин.

Ⅲ. Преимущества и недостатки

Преимущества

1.Бюджетный: Затраты на оборудование, строительство и обслуживание ниже, чем у наклонно-направленных скважин, а инвестиции в одну скважину могут быть сокращены на 30–50%.

2.Простая технология: Он предъявляет низкие технические требования к строительной бригаде, не требует привлечения профессиональных инженеров-директоров и прост в эксплуатации.

3.Короткий цикл: Не требуется частой корректировки траектории, а цикл строительства на ту же глубину на 30–40 % короче, чем у наклонно-направленных скважин.

4.Низкий риск: Частота возникновения аварий, таких как обрушение ствола скважины и прихват труб, ниже, чем у наклонно-направленных скважин (благодаря простой траектории циркуляция бурового раствора более стабильна).

Недостатки

1.Ограничение траектории: Он может разрабатывать только ресурсы, залегающие непосредственно под устьем скважины, и не может обходить препятствия или покрывать разрозненные пласты.

2.Низкая эффективность разработки: Для нетрадиционных нефтяных и газовых пластов площадь контакта между стволом скважины и пластом невелика, что приводит к низкой производительности одиночной скважины (например, суточная добыча вертикальных скважин сланцевого газа составляет всего 10 000–20 000 кубических метров).

3.Большие земельные владения: Для разработки многочисленных разбросанных пластов необходимо пробурить множество вертикальных скважин, что требует больших затрат ресурсов наземной платформы.

Ⅳ.Заключение

С продвижением освоения нефтегазовых месторождений в сторону нетрадиционных, глубокозалегающих и морских месторождений, доля применения наклонно-направленных скважин продолжает расти. Однако вертикальные скважины по-прежнему незаменимы. В таких сценариях, как разработка традиционных нефтяных и газовых месторождений, неглубоких месторождений и разведочных скважин, вертикальные скважины будут использоваться ещё долгое время благодаря своим преимуществам: низкой стоимости и высокой эффективности. На небольших и средних нефтяных месторождениях в некоторых регионах вертикальные скважины остаются основным типом эксплуатационных скважин.

Выбор между этими двумя вариантами по сути является компромиссом между «потребностями разработки и экономической эффективностью» — исходя из предпосылки обеспечения цели разработки, вертикальные скважины выбираются для простых сценариев, а наклонно-направленные скважины — для сложных сценариев, что в совокупности обеспечивает эффективную эксплуатацию мировых нефтяных и газовых ресурсов.