Нефтяна́я сква́жина — вертикальная (как правило; скважины могут буриться под любым углом к горизонту) горная выработка круглого сечения, диаметром чаще всего 75 — 400 мм, предназначенная для разведки либо добычи нефти и попутного газа.
В вертикальном строении скважины различают начало (устье), ствол и конец (забой). Скважины сооружаются путём последовательного бурения горных пород, удаления разбуренного материала и (при необходимости) укрепления стенок скважины от разрушения. Для бурения применяются буровые станки, буровые долота и другие механизмы.
Добыча углеводородов через нефтяную скважину может осуществляться путём фонтанирования (при наличии избыточного давления в нефтяных пластах), с помощью насосов, путём искусственного создания повышенного
давления в пластах.
вторник, 28 сентября 2010 г.
Некоторые виды скважин
Скважина артезианская — (далее а.с. сокр. от артезианская скважина, иначе называют водозаборная скважина) разведочно-эксплуатационная скважина предназначенная для добычи артезианской воды из водоносного горизонта, глубины а.с. зависят от глубины залегания водоносных горизонтов, в которых и находится артезианская вода. Чем глубже а.с., тем больше содержание солей в воде, т.е. выше ее минерализация (см. гидрогеологию). А.с. скважина является подземным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения на водозаборных сооружениях(более известны как водозаборный узел сокр. ВЗУ).
Скважина законтурная — обычно поисковая или разведочная скважина, вскрывшая продуктивный пласт за контуром разведанной залежи, нефтяной или газовой. В отдельных случаях применяется бурение заведомо законтурных скважин для 1): закачки воды для поддержания пластового давления; 2) при разведке газовых залежей; 3) в качестве наблюдательных скважин.
Скважина нагнетательная (инжекционная) — предназначенная для нагнетания воды (газа) либо в законтурные зоны (газовую шапку) нефтяных залежей при осуществлении поддержания пластового давления, либо в определённую систему на нефтеносной площади при вторичных методах добычи нефти. В отличие от добывающих скважин, в которых производится отбор пластового флюида, в нагнетательные скважины закачивается жидкость (вода), таким образом обеспечивая замещение пластового флюида в коллекторе.
Скважина опорная — глубокая скважина, пробуриваемая на недостаточно изученной территории в целях уточнения геологического разреза, изучения пространственного распределения возможных нефтегазоносных отложений, региональных гидрогеологических условий, оценки прогнозных запасов и определения направления дальнейших поисковых работ на нефть и газ. В задачу опорных скважин входит получение и оценка материалов и по другим полезным ископаемым.
Скважина сухая — в практике поисково-разведочного бурения на нефть и газ пробуренная скважина, не давшая промышленного притока нефти (газа). В процессе бурения и испытания такой скважины важно получить необходимую информацию о геолого-геохимической и гидрогеологичесой обстановке испытанного пласта, могущую объяснить полученный результат, что позволит в последующем снизить число сухих скважин и тем самым повысить эффективность бурения. В США в категорию С. с. относят и скважины, бурящиеся всухую, без применения бурового раствора.
Колодец (скважина) совершенный — пройденный через всю толщу водоносного пласта и оборудованный таким образом, что приток воды в него обеспечен из всего водоносного пласта.
Колодец смотровой (наблюдательный) — колодец (скважина, шурф), оборудованный для наблюдения за колебанием уровня воды, ее температуры и получения проб воды на анализ в процессе изучения режима подземных вод или во время производства опытных и пробных откачек.
Пьезометрическая скважина — специальная наблюдательная (реагирующая) скважина, предназначенная для постоянного наблюдения в какой-либо части нефтяной залежи за изменением пластового давления
Водозаборная скважина — специальная скважина, вскрывающая обычно верхние водоносные отложения, предназначенная для нагнетания воды в нижележащие
продуктивные пласты.
Скважина законтурная — обычно поисковая или разведочная скважина, вскрывшая продуктивный пласт за контуром разведанной залежи, нефтяной или газовой. В отдельных случаях применяется бурение заведомо законтурных скважин для 1): закачки воды для поддержания пластового давления; 2) при разведке газовых залежей; 3) в качестве наблюдательных скважин.
Скважина нагнетательная (инжекционная) — предназначенная для нагнетания воды (газа) либо в законтурные зоны (газовую шапку) нефтяных залежей при осуществлении поддержания пластового давления, либо в определённую систему на нефтеносной площади при вторичных методах добычи нефти. В отличие от добывающих скважин, в которых производится отбор пластового флюида, в нагнетательные скважины закачивается жидкость (вода), таким образом обеспечивая замещение пластового флюида в коллекторе.
Скважина опорная — глубокая скважина, пробуриваемая на недостаточно изученной территории в целях уточнения геологического разреза, изучения пространственного распределения возможных нефтегазоносных отложений, региональных гидрогеологических условий, оценки прогнозных запасов и определения направления дальнейших поисковых работ на нефть и газ. В задачу опорных скважин входит получение и оценка материалов и по другим полезным ископаемым.
Скважина сухая — в практике поисково-разведочного бурения на нефть и газ пробуренная скважина, не давшая промышленного притока нефти (газа). В процессе бурения и испытания такой скважины важно получить необходимую информацию о геолого-геохимической и гидрогеологичесой обстановке испытанного пласта, могущую объяснить полученный результат, что позволит в последующем снизить число сухих скважин и тем самым повысить эффективность бурения. В США в категорию С. с. относят и скважины, бурящиеся всухую, без применения бурового раствора.
Колодец (скважина) совершенный — пройденный через всю толщу водоносного пласта и оборудованный таким образом, что приток воды в него обеспечен из всего водоносного пласта.
Колодец смотровой (наблюдательный) — колодец (скважина, шурф), оборудованный для наблюдения за колебанием уровня воды, ее температуры и получения проб воды на анализ в процессе изучения режима подземных вод или во время производства опытных и пробных откачек.
Пьезометрическая скважина — специальная наблюдательная (реагирующая) скважина, предназначенная для постоянного наблюдения в какой-либо части нефтяной залежи за изменением пластового давления
Водозаборная скважина — специальная скважина, вскрывающая обычно верхние водоносные отложения, предназначенная для нагнетания воды в нижележащие
продуктивные пласты.
Физические свойства
Вода обладает рядом необычных особенностей:
* При таянии льда его плотность увеличивается (с 0,9 до 1 г/см³). Почти у всех остальных веществ при плавлении плотность уменьшается.
* При нагревании от 0 °C до 4 °C (точнее, 3,98 °C) вода сжимается. Благодаря этому могут жить рыбы в замерзающих водоёмах: когда температура падает ниже 4 °C, более холодная вода как менее плотная остаётся на поверхности и замерзает, а подо льдом сохраняется положительная температура.
* Высокая температура и удельная теплота плавления (0 °C и 333,55 кДж/кг), температура кипения (100 °C) и удельная теплота парообразования (2250 КДж/кг [1]), по сравнению с соединениями водорода с похожим молекулярным весом.
* Высокая теплоёмкость жидкой воды.
* Высокая вязкость.
* Высокое поверхностное натяжение.
* Отрицательный электрический потенциал поверхности воды.
Все эти особенности связаны с наличием водородных связей. Из-за большой разности электроотрицательностей атомов водорода и кислорода электронные облака сильно смещены в сторону кислорода. По причине этого, а также того, что ион водорода (протон) не имеет внутренних электронных слоев и обладает малыми размерами, он может проникать в электронную оболочку отрицательно поляризованного атома соседней молекулы. Благодаря этому, каждый атом кислорода притягивается к атомам водорода других молекул и наоборот. Определенную роль играет протонное обменное взаимодействие между молекулами и внутри молекул воды. Каждая молекула воды может участвовать максимум в четырёх водородных связях: 2 атома водорода — каждый в одной, а атом кислорода — в двух; в таком состоянии молекулы находятся в кристалле льда. При таянии льда часть связей рвётся, что позволяет уложить молекулы воды плотнее; при нагревании воды связи продолжают рваться, и плотность её растёт, но при температуре выше 4 °С этот эффект становится слабее, чем тепловое расширение. При испарении рвутся все оставшиеся связи. Разрыв связей требует много энергии, отсюда высокая температура и удельная теплота плавления и кипения и высокая теплоёмкость. Вязкость воды обусловлена тем, что водородные связи мешают молекулам воды двигаться с разными скоростями.
Капля, ударяющаяся о поверхность воды
По сходным причинам вода является хорошим растворителем полярных веществ. Каждая молекула растворяемого вещества окружается молекулами воды, причём положительно заряженные участки молекулы растворяемого вещества притягивают атомы кислорода, а отрицательно заряженные — атомы водорода. Поскольку молекула воды мала по размерам, много молекул воды могут окружить каждую молекулу растворяемого вещества.
Это свойство воды используется живыми существами. В живой клетке и в межклеточном пространстве вступают во взаимодействие растворы различных веществ в воде.[2] Вода необходима для жизни всех без исключения одноклеточных и многоклеточных живых существ на Земле.
Чистая (не содержащая примесей) вода — хороший изолятор. При нормальных условиях вода слабо диссоциирована и концентрация протонов (точнее, ионов гидроксония H3O+) и гидроксильных ионов HO− составляет 0,1 мкмоль/л. Но поскольку вода — хороший растворитель, в ней практически всегда растворены те или иные соли, то есть в воде присутствуют положительные и отрицательные ионы. Благодаря этому вода проводит электричество. По электропроводности воды можно определить её чистоту.
Вода имеет показатель преломления n=1,33 в оптическом диапазоне. Однако она сильно поглощает инфракрасное излучение, и поэтому водяной пар является основным естественным парниковым газом, отвечающим более чем за 60 % парникового эффекта. Благодаря большому дипольному моменту молекул, вода также поглощает микроволновое излучение, на чём основан принцип действия микроволновой печи.
* При таянии льда его плотность увеличивается (с 0,9 до 1 г/см³). Почти у всех остальных веществ при плавлении плотность уменьшается.
* При нагревании от 0 °C до 4 °C (точнее, 3,98 °C) вода сжимается. Благодаря этому могут жить рыбы в замерзающих водоёмах: когда температура падает ниже 4 °C, более холодная вода как менее плотная остаётся на поверхности и замерзает, а подо льдом сохраняется положительная температура.
* Высокая температура и удельная теплота плавления (0 °C и 333,55 кДж/кг), температура кипения (100 °C) и удельная теплота парообразования (2250 КДж/кг [1]), по сравнению с соединениями водорода с похожим молекулярным весом.
* Высокая теплоёмкость жидкой воды.
* Высокая вязкость.
* Высокое поверхностное натяжение.
* Отрицательный электрический потенциал поверхности воды.
Все эти особенности связаны с наличием водородных связей. Из-за большой разности электроотрицательностей атомов водорода и кислорода электронные облака сильно смещены в сторону кислорода. По причине этого, а также того, что ион водорода (протон) не имеет внутренних электронных слоев и обладает малыми размерами, он может проникать в электронную оболочку отрицательно поляризованного атома соседней молекулы. Благодаря этому, каждый атом кислорода притягивается к атомам водорода других молекул и наоборот. Определенную роль играет протонное обменное взаимодействие между молекулами и внутри молекул воды. Каждая молекула воды может участвовать максимум в четырёх водородных связях: 2 атома водорода — каждый в одной, а атом кислорода — в двух; в таком состоянии молекулы находятся в кристалле льда. При таянии льда часть связей рвётся, что позволяет уложить молекулы воды плотнее; при нагревании воды связи продолжают рваться, и плотность её растёт, но при температуре выше 4 °С этот эффект становится слабее, чем тепловое расширение. При испарении рвутся все оставшиеся связи. Разрыв связей требует много энергии, отсюда высокая температура и удельная теплота плавления и кипения и высокая теплоёмкость. Вязкость воды обусловлена тем, что водородные связи мешают молекулам воды двигаться с разными скоростями.
Капля, ударяющаяся о поверхность воды
По сходным причинам вода является хорошим растворителем полярных веществ. Каждая молекула растворяемого вещества окружается молекулами воды, причём положительно заряженные участки молекулы растворяемого вещества притягивают атомы кислорода, а отрицательно заряженные — атомы водорода. Поскольку молекула воды мала по размерам, много молекул воды могут окружить каждую молекулу растворяемого вещества.
Это свойство воды используется живыми существами. В живой клетке и в межклеточном пространстве вступают во взаимодействие растворы различных веществ в воде.[2] Вода необходима для жизни всех без исключения одноклеточных и многоклеточных живых существ на Земле.
Чистая (не содержащая примесей) вода — хороший изолятор. При нормальных условиях вода слабо диссоциирована и концентрация протонов (точнее, ионов гидроксония H3O+) и гидроксильных ионов HO− составляет 0,1 мкмоль/л. Но поскольку вода — хороший растворитель, в ней практически всегда растворены те или иные соли, то есть в воде присутствуют положительные и отрицательные ионы. Благодаря этому вода проводит электричество. По электропроводности воды можно определить её чистоту.
Вода имеет показатель преломления n=1,33 в оптическом диапазоне. Однако она сильно поглощает инфракрасное излучение, и поэтому водяной пар является основным естественным парниковым газом, отвечающим более чем за 60 % парникового эффекта. Благодаря большому дипольному моменту молекул, вода также поглощает микроволновое излучение, на чём основан принцип действия микроволновой печи.
Классификация систем водоснабжения
Системы водоснабжения могут классифицироваться по ряду основных признаков. По назначению:
* системы водоснабжения населенных мест (городов, поселков),
* системы производственного водоснабжения,
* системы сельскохозяйственного водоснабжения,
* системы противопожарного водоснабжения,
* комбинированные системы водоснабжения (хозяйственно-производственные, хозяйственно-противопожарные и т. д.).
По способу подачи воды:
* самотечные (гравитационные),
* с механизированной подачей воды (с помощью насосов),
* зонные (в одни районы самотеком, в другие насосами).
По характеру используемых природных источников :
* получающие воду из поверхностных источников (речные, озерные и т. д.),
* получающие воду из подземных источников (родниковые, артезианские и т. д.),
* смешанного типа.
По способу использования воды:
* системы прямоточного водоснабжения (с однократным использованием воды),
* системы оборотного водоснабжения,
* системы с повторным использованием воды.
* системы водоснабжения населенных мест (городов, поселков),
* системы производственного водоснабжения,
* системы сельскохозяйственного водоснабжения,
* системы противопожарного водоснабжения,
* комбинированные системы водоснабжения (хозяйственно-производственные, хозяйственно-противопожарные и т. д.).
По способу подачи воды:
* самотечные (гравитационные),
* с механизированной подачей воды (с помощью насосов),
* зонные (в одни районы самотеком, в другие насосами).
По характеру используемых природных источников :
* получающие воду из поверхностных источников (речные, озерные и т. д.),
* получающие воду из подземных источников (родниковые, артезианские и т. д.),
* смешанного типа.
По способу использования воды:
* системы прямоточного водоснабжения (с однократным использованием воды),
* системы оборотного водоснабжения,
* системы с повторным использованием воды.
Основные элементы системы водоснабжения
Система водоснабжения (населенного места или промышленного предприятия) должна обеспечивать получение воды из природных источников, ее очистку, если это вызывается требованиями потребителей, и подачу к местам потребления. Для выполнения этих задач служат следующие сооружения, входящие обычно в состав системы водоснабжения:
* водозаборные сооружения, при помощи которых осуществляется прием воды из природных источников,
* водоподъемные сооружения, то есть насосные станции, подающие воду к местам ее очистки, хранения или потребления,
* сооружения для очистки воды,
* водоводы и водопроводные сети, служащие для транспортирования и подачи воды к местам ее потребления,
* башни и резервуары, играющие роль регулирующих и запасных емкостей в системе водоснабжения.
В зависимости от местных природных условий и характера потребления воды, а также в зависимости от экономических соображений схема водоснабжения и составляющие ее элементы могут меняться весьма сильно. Большое влияние на схему водопровода оказывает принятый источник водоснабжения: его характер, мощность, качество воды в нем, расстояние от него до снабжаемого водой объекта и т. п. Иногда для одного объекта используется несколько природных источников.
* водозаборные сооружения, при помощи которых осуществляется прием воды из природных источников,
* водоподъемные сооружения, то есть насосные станции, подающие воду к местам ее очистки, хранения или потребления,
* сооружения для очистки воды,
* водоводы и водопроводные сети, служащие для транспортирования и подачи воды к местам ее потребления,
* башни и резервуары, играющие роль регулирующих и запасных емкостей в системе водоснабжения.
В зависимости от местных природных условий и характера потребления воды, а также в зависимости от экономических соображений схема водоснабжения и составляющие ее элементы могут меняться весьма сильно. Большое влияние на схему водопровода оказывает принятый источник водоснабжения: его характер, мощность, качество воды в нем, расстояние от него до снабжаемого водой объекта и т. п. Иногда для одного объекта используется несколько природных источников.
Источники водоснабжения
Выбор источника является одной из наиболее ответственных задач при устройстве системы водоснабжения, так как он определяет в значительной степени характер самой системы, наличие в ее составе тех или иных сооружений, а следовательно, стоимость и строительства, и эксплуатации. Источник водоснабжения должен удовлетворять следующим основным требованиям:
* обеспечивать получение из него необходимых количеств воды с учетом роста водопотребления на перспективу развития объекта;
* обеспечивать бесперебойность снабжения водой потребителей;
* давать воду такого качества, которое в наибольшей степени отвечает нуждам потребителей или позволяет достичь требуемого качества путем простой и дешевой ее очистки;
* обеспечивать возможность подачи воды объекту с наименьшей затратой средств;
* обладать такой мощностью, чтобы отбор воды из него не нарушал сложившуюся экологическую систему.
Правильное решение вопроса о выборе источника водоснабжения для каждого данного объекта требует тщательного изучения и анализа водных ресурсов района, в котором расположен объект. Практически все используемые для целей водоснабжения природные источники воды могут быть отнесены к двум основным группам:
* поверхностные источники — моря или их отдельные части (заливы, проливы), водотоки (реки, ручьи, каналы), водоемы (озера, пруды, водохранилища, обводненные карьеры), болота, природные выходы подземных вод (гейзеры, родники), ледники, снежники;
* подземные источники — бассейны подземных вод, водоносные горизонты.
* обеспечивать получение из него необходимых количеств воды с учетом роста водопотребления на перспективу развития объекта;
* обеспечивать бесперебойность снабжения водой потребителей;
* давать воду такого качества, которое в наибольшей степени отвечает нуждам потребителей или позволяет достичь требуемого качества путем простой и дешевой ее очистки;
* обеспечивать возможность подачи воды объекту с наименьшей затратой средств;
* обладать такой мощностью, чтобы отбор воды из него не нарушал сложившуюся экологическую систему.
Правильное решение вопроса о выборе источника водоснабжения для каждого данного объекта требует тщательного изучения и анализа водных ресурсов района, в котором расположен объект. Практически все используемые для целей водоснабжения природные источники воды могут быть отнесены к двум основным группам:
* поверхностные источники — моря или их отдельные части (заливы, проливы), водотоки (реки, ручьи, каналы), водоемы (озера, пруды, водохранилища, обводненные карьеры), болота, природные выходы подземных вод (гейзеры, родники), ледники, снежники;
* подземные источники — бассейны подземных вод, водоносные горизонты.
Поверхностные водоносные горизонты
Водоносные горизонты могут находиться на разной глубине. Те из них, что расположены ближе к поверхности, не только чаще других используются в качестве источников воды для потребления и ирригации, но и чаще пополняются дождями. Многие пустынные регионы имеют в своём составе известняковые холмы или горы, которые могут содержать грунтовые воды. Поверхностные водоносные горизонты, в которых добывается вода, имеются в отдельных частях гор Атлас в Северной Африке, на хребтах Ливан и Антиливан в Сирии, Израиле и Ливане, в части Сьерра-Невада и других горах на юго-западе США.
Чрезмерное использование может привести к снижению уровня грунтовых вод. Вдоль побережья некоторых стран, например Ливии и Израиля, рост населения и увеличившееся потребление воды привели к снижению уровня подземных вод и последующему их загрязнению солёной морской водой.
Чрезмерное использование может привести к снижению уровня грунтовых вод. Вдоль побережья некоторых стран, например Ливии и Израиля, рост населения и увеличившееся потребление воды привели к снижению уровня подземных вод и последующему их загрязнению солёной морской водой.
Подписаться на:
Сообщения (Atom)