Co je považováno za studnu?

Vrtný vrt je kruhový důl pracující s hloubkou nad 5 m a průměrem obvykle 75 – 300 mm, prováděný pomocí vrtné soupravy. S. přecházejí z povrchu země a z podzemních důlních děl v libovolném úhlu k horizontu. Jsou zde začátek studny (ústa), dno (dno) a stěny studny (kmen). Hloubka studní se pohybuje od několika metrů do 9 i více kilometrů. Při vrtání průzkumných vrtů na pevné nerosty bývá jejich průměr 59 a 76 mm, na ropu a plyn 100 – 400 mm.

Při návrhu konstrukce ropného vrtu vycházíme z následujících základních požadavků:

• konstrukce vrtu musí poskytovat volný přístup ke dnu hlubinných zařízení a geofyzikálních přístrojů;
• návrh studny musí zabránit zřícení stěn studny;
• konstrukce studny musí zajistit spolehlivou izolaci všech vrstev od sebe, to znamená, že musí zabránit proudění tekutin z jedné vrstvy do druhé;
• navíc musí v případě potřeby poskytovat schopnost utěsnit ústí vrtu.

Podívejme se, jak se vrty staví a jaký je jejich typický design, na příkladu ropných vrtů, které se vrtají na polích Udmurtia.

Nejprve se vyvrtá velkoprůměrová šachta s hloubkou asi 30 metrů. Spustí se kovová trubka o průměru 324 mm, nazývaná směrovka, a prostor mezi stěnami trubky a stěnami skály se zacementuje. Potřebujeme nasměrování, aby vrchní vrstva zeminy při dalším vrtání neerodovala. Dále pokračují vrtáním šachty o menším průměru do hloubky cca 500-800 m. Potrubní kolona o průměru 168 mm je opět spuštěna a prostor mezi trubní kolonou a skalními stěnami po celé délce je rovněž cementované. Toto je náš dirigent. Poté je vrtání obnoveno a vrt je vyvrtán do cílové hloubky. Řetězec trubek o průměru 146 mm, který se nazývá výrobní řetězec, se opět spustí. Prostor mezi stěnami potrubí a horninou je opět od dna vrtu až po ústí zacementován.

Proč potřebujeme dirigenta? Do hloubky asi 500 metrů se nachází zóna sladké vody s aktivní výměnou vody. Pod hloubkou 500 m (hloubka se může v různých regionech lišit) se nachází zóna obtížné výměny vody se slanými vodami, ale i jinými tekutinami (ropa, plyny). Potřebujeme vodič jako doplňkovou ochranu, která zabrání možnosti zasolování sladkých vod a vnikání škodlivých látek z podložních vrstev do nich.

V některých případech (např. když je studna hluboká) je mezi vodič a výrobní struna spuštěna mezilehlá (technická) struna.

V závislosti na geologických podmínkách ropného pole se vrtají různé typy vrtů. Ropný vrt lze vyvrtat takto:

• vertikální;
• šikmý směrový;
• horizontální
• vícehlavňový nebo víceotvorový

Vertikální studna je studna, ve které úhel odklonu kmene od svislice nepřesahuje 5°.

Pokud je úhel odchylky od svislice větší než 5°, jedná se již o šikmou studnu.

Horizontální vrt (nebo horizontální vrt) je studna, ve které je úhel odklonu vrtu od vertikály 80-90°. Ale je tu jedna nuance. Protože „v přírodě neexistují žádné přímé linie“ a produktivní vrstvy nasycené olejem leží v útrobách Země zpravidla s určitým sklonem a často s poměrně strmým sklonem, v praxi se ukazuje, že nemá smysl při vrtání vodorovné studny pod úhlem přibližně 90° . Je logičtější vyvrtat studnu podél formace po nejoptimálnější trajektorii. Horizontální studna je proto v širším slova smyslu chápána jako studna, která má rozšířenou filtrační zónu – kmen vrtaný primárně podél podloží cílové formace v určitém azimutálním směru.

Studny se dvěma nebo více kmeny se nazývají mnohostranné (mnohostranné).

Jaký je rozdíl mezi mnohostrannou studnou a mnohostrannou studnou?

Mnohostranné studny, stejně jako mnohostranné studny, mají hlavní kmen a jeden nebo více dalších. Klíčovým rozdílem je umístění místa větvení kmenů. Pokud se bod nachází nad produktivním horizontem, ke kterému je vrt vrtán, pak se vrt nazývá vícehlavňové (MCS). Pokud je bod rozvětvení kmenů umístěn v produktivním horizontu, pak se nazývá studna víceotvorové (MZS).

Jinými slovy, pokud je hlavní vrt vrtán až k produktivnímu horizontu a jeden nebo více dalších vrtů je z něj vrtáno v nejproduktivnějším horizontu, pak se jedná o multilaterální vrt (MBW). V tomto případě studna protíná horní hranici produktivního horizontu pouze v jednom bodě.

Pokud jsou další vrty vrtány z hlavního vrtu nad produkčním horizontem, a má tedy vrt více než jeden průsečík s produkčním horizontem, nebo jsou alternativně vrtány další vrty do různých horizontů, jedná se o mnohostranný vrt (MSB ).

No kategorie

Podle účelu jsou studny rozděleny do následujících kategorií:

• vyhledávače;
• průzkum;
• provozní.

Průzkumné vrty jsou vrty, které se vrtají za účelem hledání nových ložisek ropy a plynu.

Průzkumné vrty jsou vrtány v oblastech s již vytvořeným potenciálem ropy a zemního plynu za účelem objasnění zásob ropy a zemního plynu, jakož i ke sběru a objasnění výchozích dat nezbytných pro vypracování projektu (technologického schématu) rozvoje pole.

Při navrhování a vývoji ropných polí se rozlišují následující skupiny těžebních vrtů:

• hlavní zásoba těžebních a injektážních vrtů;
• rezervní fond studny;
• kontrolní (pozorovací a piezometrické) jamky;
• oceňovací studny;
• speciální (přijímací, absorpční atd.) studny;
• záložní studny.

Produkční (ropné a plynové) vrty jsou určeny k těžbě ropy, ropy a zemního plynu, plynového kondenzátu a dalších souvisejících složek z ložisek. Podle způsobu zvedání kapaliny se těžební vrty dělí na průtočné, plynozdvihové a čerpací.

Vstřikovací vrty jsou navrženy tak, aby ovlivňovaly produktivní formace vstřikováním vody, plynu, páry a dalších pracovních látek do nich. V souladu s přijatým nárazovým systémem mohou být vstřikovací jímky periferní, periferní a intraokruhové. Během procesu vývoje lze produkční vrty převést na počet vstřikovacích vrtů, aby bylo možné přenést injektáž, vytvořit další a rozvíjet stávající řezací linky a organizovat ohniskové zaplavení.

Některé injektážní vrty lze dočasně použít jako produkční vrty.

Zásobní zásoba vrtů je poskytována za účelem zapojení do rozvoje jednotlivých čoček, pinch-out zón a stagnačních zón, které se nepodílejí na rozvoji vrtů hlavní zásoby v obrysu jejich umístění. Počet rezervních vrtů je odůvodněn v projektových dokumentech s přihlédnutím k povaze a stupni heterogenity produktivních formací (jejich přerušování), hustotě vzoru vrtů hlavní zásoby atd.

Monitorovací (pozorovací a piezometrické) jímky jsou určeny pro:

• pozorovací – pro periodické sledování změn polohy kontaktů ropa-voda, plyn-ropa a plyn-voda, změny nasycení ropa-voda-plyn souvrství při vývoji ložiska;
• piezometrické – pro systematické měření tlaku v ložisku v hraniční oblasti, v plynovém uzávěru a v ropné zóně ložiska. Počet a umístění monitorovacích vrtů jsou stanoveny v dokumentaci vývoje.

Vyměřovací vrty se vrtají na polích (ložiscích), která se zabývají nebo se připravují pro zkušební těžbu, za účelem objasnění parametrů a provozních podmínek útvarů, identifikace a objasnění hranic izolovaných produkčních polí a posouzení těžby zásob ropy. v jednotlivých úsecích ložiska v obrysu zásob kategorie A+B+C1.

Speciální studny jsou určeny pro těžbu technické vody, vypouštění vyrobené vody, podzemní skladování plynu a likvidaci otevřených fontán. Speciální typy zahrnují studny pro příjem a absorpci vody:

• studny pro příjem vody jsou určeny pro zásobování vodou při vrtání studní, stejně jako systémy pro udržování tlaku v nádrži během procesu vývoje.
• absorpční vrty jsou určeny pro čerpání vyrobené vody z rozvinutých polí do absorpčních útvarů.

Záložní vrty slouží k náhradě těžebních a injektážních vrtů, které byly skutečně opuštěny z důvodu stárnutí (fyzické opotřebení) nebo z technických důvodů (v důsledku havárií během provozu).

1. Norman J. Hine. Geologie, průzkum, vrtání a těžba ropy. M.: ZAO “Olymp-Business”, 2008. – 752 stran

2. Šedý les. Produkce ropy. Přeloženo z angličtiny M.: Olymp-Business CJSC, 2001. – 416 stran: nemoc. – (Série „Pro profesionály a laiky“).

Zpracoval: Legkovsky A.A.

Článek byl vytvořen výhradně pro informační a vzdělávací účely a na žádost autora nebo držitele autorských práv k materiálům v něm obsaženým může být smazán.

Připojení k vodovodu poskytuje neustálý přístup k čisté vodě, ale tato možnost není dostupná všem majitelům soukromých domů. Alternativou k centralizovanému zásobování vodou je artéská studna. Čtěte dále a zjistíte, která studna je považována za artesiánskou, jak je položena, jaké potíže vznikají při výrobě a co ovlivňuje její cenu.

Zacházení s terminologií: co říká název

Není snad nikdo, kdo by nikdy neslyšel o artéské studni a že je to jedna z nejlepších možností zásobování vodou. Artézská studna je kruhový výkop vrtaný do vodonosných vrstev s určitými vlastnostmi.

Některé podzemní vodonosné vrstvy leží mezi nepropustnými vrstvami. Mezistratální vody mohou být netlakové a tlakové; ty druhé se nazývají artéské. Název pochází z historické oblasti Artois v severovýchodní Francii. Zde se od 12. století poprvé v Evropě učili upravovat tryskající studny.

Artézské vrstvy se nacházejí v určitých geologických strukturách (v prohlubních, ohybech, průhybech). Hloubka, ve které artézská voda leží, závisí na konkrétních geologických podmínkách. Vodní vrstvy se tvoří v různých hloubkách, od 100 do 1000 m, pro domácí použití se nejčastěji vyvíjejí prameny s hloubkou ne větší než 150-200 m.

Artézská vodonosná vrstva se skládá ze sedimentární horniny: vápence, písku, dolomitu nebo štěrku. Voda vyplňuje dutiny, dutiny a praskliny ve sypkém materiálu. Vodonosná vrstva je uzavřena mezi voděodolnými vrstvami (obvykle jílem), takže voda v ní je pod tlakem.

Artézská vodonosná vrstva se skládá ze sedimentární horniny: vápence, písku, dolomitu nebo štěrku. Voda vyplňuje dutiny, dutiny a praskliny ve sypkém materiálu. Vodonosná vrstva je uzavřena mezi voděodolnými vrstvami (obvykle jílem), takže voda v ní je pod tlakem.

Kvalita vody

Artézská studna je přístupem k tlakové mezivrstvové vodě, která je v přirozené izolaci. Jílové voděodolné vrstvy slouží jako přírodní filtry, zadržující případné nečistoty. Díky spolehlivé ochraně se voda nemísí s povrchovou vodou, má stálé chemické složení a vysokou kvalitu.

Často je voda ve vrstvě tlakového vápence navíc obohacena o soli a mikroprvky a stává se minerální. Obsah železitých nečistot nebo solí může překročit standardní hodnoty. V tomto případě se voda filtruje, aby byla pitná.

Výhody a nevýhody vápencových vrtů

Tento způsob poskytování čisté vody má několik důležitých výhod:

• Odolný zdroj vysoce kvalitní pitné vody s dlouhou životností.
• Nepřerušená dodávka, nezávislá na ročním období nebo změně klimatu.
• Mezistratální tlakové vody mají stálé chemické složení, jejich kvalita neutrpí srážkami ani činností člověka.
• Objem vyrobené vody (od 5 do 20 metrů krychlových za hodinu) stačí k zásobování několika domácností. Pro sousedy je výhodné se spojit a položit společnou studnu na vodu.

Nevýhody jsou zvažovány:

• Velká hloubka vrtání se zapojením těžké techniky je hlavním důvodem vysoké ceny.
• Pro dodávku vody je zapotřebí zařízení se zvýšeným výkonem, což také zvyšuje rozpočet.
• Mineralizovaná voda negativně ovlivňuje potrubí a kotle a způsobuje tvorbu vodního kamene.

• Pokud je zdroj nasycený solemi, může to vést ke zdravotním problémům. V tomto případě se neobejdete bez filtrů na čištění vody.
• Někdy se kvůli neblahým vlastnostem půdy vrtání zpozdí o týdny a někdy o měsíce.
• Artézský pramen musí mít licenci.

Technologie vrtání artézských studní

Pokud víte, co je artéská studna, bude snazší pochopit proces jejího vrtání. To provedeno dvěma způsoby:

• Pomocí velké vrtné soupravy na bázi nákladních automobilů (například GAZ-66 nebo ZIL-131).
• Pomocí přenosné vrtné soupravy. Vybírá se, pokud velké zařízení nemůže vstoupit do místa vrtání.

V praxi se používá několik metod vrtání. Nejběžnější rotační metoda s přímým proplachem; její podíl je asi 90 % všech objemů vrtů. Proces zahrnuje následující kroky:

• Vrtací stroj ničí a eroduje horninu v pracovní oblasti pomocí specializovaného nástroje a vrtné kapaliny. Odpad se vymývá do speciální jímky.

• V důsledku provozu zařízení se vytvoří obrobek. Jeho průměr přesahuje průměr plášťových trubek o 40-50 mm.
• Když vývoj dosáhne vodonosné vrstvy, pažnicové trubky jsou spuštěny (zasazeny) do studny a spojují je do sloupce.
• Při opláštění se používají trubky na závitovém spojení. Jsou kovové nebo plastové. Opláštění je potřebné ze dvou důvodů: zabraňuje rozpadání studny a zabraňuje znečištění podzemní vody.
• Do připravené struny se spustí vrtací hlava menšího (o 30-50 mm) průměru. Otevírá vodonosnou vrstvu a propláchne studnu čistou vodou.
• Majitel je vyzván, aby zvedl vrtné tyče, aby změřil hloubku studny. Vrtací tyče jsou duté zařízení, které slouží k přenosu rotace a zároveň k přívodu vrtné kapaliny.
• Namontován zbytek zařízení, filtry, čerpadlo.

Parametry vrtání

V mnoha případech může pouze artéská studna poskytnout místo s vodou; kolik metrů bude jeho hloubka, otázka nezůstává nečinná, to do značné míry určuje konečnou cenu díla. Charakteristickým rysem vodonosných vápenců je, že se vyskytují nerovnoměrně.

Blíže k povrchu, v hloubce 20-40 m, se vyskytují neomezené mezivrstvové vody. Hloubka tlakových zdrojů v Ruské federaci dosahuje 200-250 m. Před zahájením prací je hloubka vrtu přibližně odhadnuta, přesné číslo lze zjistit až po vrtání.

Artézská studna má několik charakteristik; kromě otázky

do kolika metrů půjde hluboko, jeho průměr a způsob vrtání je důležitý. Pro průmyslové potřeby je zvolen průměr 219-325 mm, který závisí na produktivitě a hloubce, studně a vlastnostech čerpadla.

Průměr studny pro soukromý sektor je určen parametry oblíbených domácích hlubinných čerpadel. Jejich průměr zřídka přesahuje 102 mm, takže vrtají studnu o průměru potrubí 127-159 mm.

Výrobci nabízejí čerpadla s menším průměrem, ne více než 50-76 mm, které lze namontovat na trubky o průměru 76 mm nebo více. Tato možnost se na první pohled zdá být zisková, protože vám umožňuje ušetřit peníze. Ve skutečnosti jsou taková zařízení neefektivní a ta, která zajišťují čerpání ve správném množství, jsou neúměrně drahá. Nezapomeňte také, že studny s malým průměrem zpravidla nelze opravit.

Popis videa

Jak správně vyvrtat studnu na vodu v následujícím videu:

Funkce provozu

Volně průtočná písková studna je navržena na průměrnou životnost 5-7, zřídka více let. Na rozdíl od pískové studny má artézská studna s hloubkou 100 m nebo více vysoký stupeň spolehlivosti. Prameny z takové hloubky se těží 40-50 let. Životnost závisí na hloubce a tlaku otevřené vodonosné vrstvy; jsou možné následující možnosti:

• Vrty vrtané do vodonosné vrstvy blízko povrchu výskytu nepracují déle než 25-30 let. Mělké pružiny jsou zanesené, takže vyžadují opravu každých 7-10 let.

• Netlaková vápencová studna vydrží 20-30 let. Životnost lze výrazně prodloužit při použití dvoutrubkového provedení.
• Artézská studna pro hluboký písek bude fungovat 20-25 let, pokud neporušíte pravidla provozu.

Život se zkrátí, pokud:

• Neinstalujte studniční filtr, když jsou horniny vodonosné vrstvy pohyblivé.
• Nainstalujte čerpadlo, které přesahuje kapacitu vodonosné vrstvy. To může vést k selhání filtru.
• Porušte limit pro maximální odběr vody.

Na čem závisí cena?

K vyvrtání studny pod vodou z artéské zvodně je zapotřebí v průměru 5-7 dní. Náklady na artézskou studnu na klíč na vápenec převyšují náklady na zdroj z netlakového mělkého písčitého horizontu.

Vysoká cena je odůvodněna trvanlivostí provozu a postupnou návratností. Následující důvody ovlivňují konečnou cenu:

• Vzhledem k velké hloubce se vrtání vyznačuje zvýšenou složitostí, jedná se o těžké vrtací zařízení.
• Hluboký zdroj vyžaduje větší pracovní průměr a více plášťových trubek. To zvyšuje náklady na vrtání a platby za vrtné operace.
• Hluboký pohřeb vyžaduje použití vysoce kvalitních materiálů, které vydrží desítky let.
• Odhad se zvyšuje, pokud je zapotřebí další práce. Takže při opláštění studny se někdy provádí prstencová injektáž.

Popis videa

O vrtání studny pro vodu od A do Z v následujícím videu:

Nejdůležitější znaky

Naučili se získávat vodu z artéských vrstev před mnoha staletími. Metoda se stala veřejně dostupnou; používá se v místech, kde vodonosné vrstvy leží v požadované geologické struktuře, v hloubce přístupné specializovaným vrtným soupravám.

Voda z artéských zdrojů teče nepřetržitě, vyznačuje se čistotou a stálým chemickým složením. K vrtání se podle hloubky výskytu používá těžká technika nebo přenosná vrtná souprava. Přesnou hloubku lze určit až po zvednutí vrtných tyčí.

Vrty s různou hloubkou mají různou životnost a jsou provozovány různými způsoby. Jejich cena je ovlivněna objemem a náklady na vrtání, výběrem materiálů, potřebou další práce.